Nem, ez nem lesz unalmas, őszinte – különösen, ha szereti a rugalmas gumi dolgokat. Ha tovább olvas, szinte mindent megtud, amit valaha is tudni akart az egyrészes szilikon tömítőanyagokról.
1) Mik azok
2) Hogyan készítsd el őket
3) Hol használja őket
Bevezetés
Mi az egykomponensű szilikon tömítőanyag?
A kémiailag keményedő tömítőanyagoknak sok fajtája létezik – a szilikon, a poliuretán és a poliszulfid a legismertebbek. A név az érintett molekulák gerincéből származik.
A szilikon gerinc a következő:
Si – O – Si – O – Si – O – Si
A módosított szilikon egy új technológia (legalábbis az Egyesült Államokban), és valójában egy szilán kémiával kikeményített szerves gerincet jelent. Ilyen például az alkoxi-szilán végződésű polipropilén-oxid.
Mindezek a kémiák egy- vagy kétrészesek lehetnek, ami nyilvánvalóan összefügg az alkatrészek számával, amelyekre szüksége van a dolog meggyógyításához. Ezért az egyik rész egyszerűen azt jelenti, hogy nyissa ki a csövet, patront vagy vödröt, és az anyag megköt. Általában ezek az egyrészes rendszerek a levegő nedvességével reagálva gumivá válnak.
Tehát az egyrészes szilikon egy olyan rendszer, amely addig stabil a csőben, amíg levegővel érintkezve megkeményedik, és szilikongumi keletkezik.
Előnyök
Az egyrészes szilikonok számos egyedi előnnyel rendelkeznek.
- Megfelelő összekeverés esetén nagyon stabilak és megbízhatóak, kiváló tapadási és fizikai tulajdonságokkal. A legalább egy év eltarthatósági idő (az az idő, amikor a tubusban hagyhatja, mielőtt felhasználná) normális, ha egyes készítmények sok évig eltartanak. A szilikonok vitathatatlanul a legjobb hosszú távú teljesítménnyel is rendelkeznek. Fizikai tulajdonságaik alig változnak az idő múlásával, az UV-sugárzás hatása nélkül, ráadásul kiváló hőmérsékleti stabilitást mutatnak, amely legalább 50°C-kal meghaladja a többi tömítőanyagét.
- Az egyrészes szilikonok viszonylag gyorsan kikeményednek, jellemzően 5-10 percen belül bőrt alakítanak ki, egy órán belül tapadásmentessé válnak, és kevesebb, mint egy nap alatt körülbelül 1/10 hüvelyk mélységű rugalmas gumivá keményednek. Felülete kellemes gumis tapintású.
-Mivel áttetszővé tehetők, ami önmagában is fontos tulajdonság (az áttetsző a leggyakrabban használt szín), így viszonylag könnyű bármilyen színre pigmentálni őket.
Korlátozások
A szilikonoknak két fő korlátja van.
1) Nem festhetők vízbázisú festékkel - oldószeres bázisú festékkel is trükkös lehet.
2) Kikeményedés után a tömítőanyag felszabadulhat a szilikon lágyítójából, ami az épület tágulási hézagában történő felhasználáskor csúnya foltokat képezhet a hézag szélén.
Természetesen az egy rész jellegéből adódóan lehetetlen gyors mélyrevágást végezni, mivel a rendszernek reagálnia kell a levegővel, ezért felülről lefelé keményedik. Kicsit pontosítva, a szilikonok nem használhatók egyetlen tömítésként a hőszigetelt üvegablakok esetében, mert. Bár kiválóan tartják távol az ömlesztett folyékony vizet, a vízgőz viszonylag könnyen átjut a megkötött szilikongumin, ami az IG egységek bepárásodását okozza.
Piaci területek és felhasználások
Az egykomponensű szilikonokat szinte bárhol és mindenhol használják, beleértve néhány épülettulajdonos megdöbbenésére, ahol a fent említett két korlátozás problémát okoz.
Az építőipar és a barkácspiac adják a legnagyobb mennyiséget, ezt követi az autóipar, az ipar, az elektronika és a repülőgépipar. Mint minden tömítőanyagnál, az egyrészes szilikonok fő funkciója az, hogy megtapadjon és kitöltse a két hasonló vagy eltérő felület közötti rést, hogy megakadályozza a víz vagy huzat bejutását. Néha egy készítményt aligha változtatnak azon kívül, hogy folyóbbá tegyék, amelyen bevonattá válik. A bevonat, a ragasztó és a tömítőanyag megkülönböztetésének legjobb módja egyszerű. A tömítőanyag két felület között tömít, míg a bevonat csak az egyiket fedi és védi, míg a ragasztó nagymértékben egyben tart két felületet. A tömítőanyag leginkább ragasztóhoz hasonlít, ha szerkezeti üvegezésben vagy szigetelt üvegezésben használják, azonban a két aljzat összetartása mellett továbbra is tömíti.
Alapvető kémia
A szilikon tömítőanyag meg nem kötött állapotban általában sűrű pasztának vagy krémnek tűnik. Levegőnek kitéve a szilikon polimer reaktív végcsoportjai hidrolizálnak (reagálnak vízzel), majd egyesülnek egymással, víz szabadul fel, és hosszú polimerláncokat képeznek, amelyek továbbra is reakcióba lépnek egymással, míg végül a paszta lenyűgöző gumivá változik. A szilikon polimer végén lévő reaktív csoport a készítmény legfontosabb részéből (kivéve magát a polimert), nevezetesen a térhálósítóból származik. A térhálósító anyag adja a tömítőanyag jellegzetes tulajdonságait vagy közvetlenül, például szag és kötési sebesség, vagy közvetetten, például szín, tapadás stb., mivel más nyersanyagokat is használhatunk speciális térhálósító rendszerekhez, például töltőanyagokhoz és tapadást elősegítő anyagokhoz. . A megfelelő térhálósító kiválasztása kulcsfontosságú a tömítőanyag végső tulajdonságainak meghatározásához.
Kikeményedés típusai
Számos különböző szárítási rendszer létezik.
1) Acetoxi (savas ecetszag)
2) Oxim
3) Alkoxi
4) Benzamid
5) Amin
6) Aminoxi
Az Európában elterjedtebben használt oximok, alkoxiok és benzamidok az úgynevezett semleges vagy nem savas rendszerek. Az aminok és az aminoxi rendszerek ammónia szagúak, és jellemzően inkább autóipari és ipari területeken vagy speciális kültéri építési alkalmazásokban használják.
Nyersanyagok
A készítmények több különböző komponenst tartalmaznak, amelyek közül néhány opcionális, a tervezett végfelhasználástól függően.
Az egyetlen feltétlenül szükséges alapanyag a reaktív polimer és a térhálósító. Azonban töltőanyagokat, tapadást elősegítő anyagokat, nem reaktív (plasztikázó) polimert és katalizátorokat szinte mindig hozzáadnak. Ezen kívül sok más adalék is használható, például színpaszták, gombaölő szerek, égésgátlók és hőstabilizátorok.
Alapvető formulák
Egy tipikus oxim konstrukció vagy barkács tömítőanyag így néz ki:
| % | ||
| Polidimetil-sziloxán, OH-végződés 50 000 cps | 65.9 | Polimer |
| Polidimetil-sziloxán, trimetil-terminált, 1000 cps | 20 | Lágyító |
| Metil-trioximin-szilán | 5 | Térhálósító |
| Aminopropil-trietoxiszilán | 1 | Tapadás elősegítő |
| 150 m2/g felületű füstölt szilícium-dioxid | 8 | Töltőanyag |
| Dibutilón-dilaurát | 0.1 | Katalizátor |
| Teljes | 100 |
Fizikai tulajdonságok
A tipikus fizikai tulajdonságok a következők:
| Megnyúlás (%) | 550 |
| Szakítószilárdság (MPa) | 1.9 |
| Modulus 100 nyúlásnál (MPa) | 0.4 |
| Shore A keménység | 22 |
| Bőr idővel (perc) | 10 |
| Tack szabadidő (perc) | 60 |
| Karcolási idő (perc) | 120 |
| Átkeményedés (mm 24 óra alatt) | 2 |
A más térhálósító szereket használó készítmények hasonlónak tűnnek, talán eltérnek a térhálósítók szintjétől, az adhéziót elősegítő anyag típusától és a térhálósító katalizátoroktól. Fizikai tulajdonságaik némileg változnak, kivéve, ha lánchosszabbítókról van szó. Egyes rendszereket nem lehet könnyen elkészíteni, ha nem használnak nagy mennyiségű krétatöltőt. Az ilyen típusú készítmények nyilvánvalóan nem állíthatók elő átlátszó vagy áttetsző típusban.
Tömítőanyagok fejlesztése
Az új tömítőanyag kifejlesztésének 3 szakasza van.
1) Koncepció, gyártás és tesztelés a laboratóriumban – nagyon kis mennyiségben
Itt a laboratóriumi vegyésznek új ötletei vannak, és általában egy körülbelül 100 grammos tömítőanyag kézi tételével kezdi, hogy lássa, hogyan köt ki, és milyen gumi készül. A FlackTek Inc.-től most elérhető egy új „The Hauschild Speed Mix” gép. Ez a speciális gép ideális ezeknek a kis, 100 g-os tételeknek a másodpercek alatti összekeverésére, miközben levegőt ereszt ki. Ez azért fontos, mert lehetővé teszi a fejlesztő számára, hogy ténylegesen tesztelje ezeknek a kis tételeknek a fizikai tulajdonságait. A füstölt szilícium-dioxid vagy más töltőanyagok, például a kicsapódott kréták körülbelül 8 másodperc alatt keverhetők a szilikonba. A légtelenítés körülbelül 20-25 másodpercet vesz igénybe. A gép egy kettős aszimmetrikus centrifuga mechanizmussal működik, amely alapvetően magukat a részecskéket használja saját keverőkarként. A keverék maximális mérete 100 gramm, és többféle csészetípus kapható, beleértve az eldobhatót is, ami azt jelenti, hogy egyáltalán nem kell tisztítani.
A formálási folyamatban nem csak az összetevők fajtája a kulcs, hanem az adagolás sorrendje és a keverési idő is. Természetesen a levegő kizárása vagy eltávolítása fontos a termék eltarthatóságának biztosításához, mivel a légbuborékok nedvességet tartalmaznak, ami a tömítőanyag belülről történő kikeményedését okozza.
Miután a vegyész megszerezte az adott alkalmazásához szükséges tömítőanyagot, akár egy 1 literes bolygókeverőt is beállíthat, amely körülbelül 3-4 kis, 110 ml-es (3oz) cső előállítására képes. Ez elegendő anyag a kezdeti eltarthatósági vizsgálathoz és a tapadási teszthez, valamint minden egyéb speciális követelményhez.
Ezután egy 1 vagy 2 gallonos géphez fordulhat, hogy 8-12 darab 10 oz-es csövet készítsen a mélyrehatóbb tesztelés és a vásárlói mintavétel érdekében. A tömítőanyagot az edényből egy fémhengeren keresztül a csomagolóhengerre illeszkedő patronba extrudálják. Ezeket a teszteket követően készen áll a bővítésre.
2) Nagyítás és finomhangolás – közepes hangerő
A méretnövelésben a laboratóriumi készítményt ma már egy nagyobb gépen állítják elő, jellemzően 100-200 kg-os tartományban vagy körülbelül egy dobban. Ennek a lépésnek két fő célja van
a) annak ellenőrzésére, hogy van-e jelentős változás a 4 lb-s méret és ez a nagyobb méret között, ami a keveredési és diszperziós sebességből, a reakciósebességből és a keverékben lévő különböző mennyiségű tisztaságból adódhat-e, és
b) elegendő anyag előállítása a leendő vásárlók mintavételéhez és valódi visszajelzések beszerzéséhez.
Ez az 50 gallonos gép ipari termékekhez is nagyon hasznos, amikor kis mennyiségre vagy speciális színekre van szükség, és egyszerre csak körülbelül egy dobot kell gyártani minden típusból.
Többféle keverőgép létezik. A két leggyakrabban használt bolygókeverő (ahogy fent látható) és a nagy sebességű diszpergátor. A planetáris a nagyobb viszkozitású keverékekhez jó, míg a diszpergáló jobban teljesít az alacsonyabb viszkozitású folyós rendszerekben. A tipikus építési tömítőanyagokban bármelyik gép használható, amennyiben ügyelünk a keverési időre és a nagy sebességű diszpergáló lehetséges hőtermelésére.
3) Teljes körű gyártási mennyiségek
A végső gyártás, amely lehet szakaszos vagy folyamatos, remélhetőleg egyszerűen reprodukálja a méretnövelési lépésből származó végső készítményt. Általában viszonylag kis mennyiségű (2 vagy 3 tétel, vagy 1-2 óra folyamatos) anyagot állítanak elő először a gyártóberendezésben, és a normál gyártás megkezdése előtt ellenőrzik.
Tesztelés – Mit és hogyan kell tesztelni.
Mi
Fizikai tulajdonságok – nyúlás, szakítószilárdság és modulus
Tapadás a megfelelő aljzathoz
Felhasználhatósági idő – gyorsított és szobahőmérsékleten is
Kötési sebesség - Bőr idővel, tapadásmentes idő, karcolási idő és átkeményedés, színek hőmérséklete stabilitás vagy stabilitás különböző folyadékokban, például olajban
Ezen túlmenően más kulcsfontosságú tulajdonságokat is ellenőriznek vagy megfigyelnek: konzisztenciát, gyenge szagokat, korróziót és általános megjelenést.
Hogyan
Kihúzunk egy tömítőanyagot, és egy hétig hagyjuk dermedni. Ezután egy speciális néma harangot vágnak ki és helyeznek be egy szakítószilárdságmérőbe a fizikai tulajdonságok, például a nyúlás, a modulus és a szakítószilárdság mérésére. Speciálisan előkészített mintákon adhéziós/kohéziós erők mérésére is használják. Az egyszerű igen-nem tapadási teszteket úgy végezzük, hogy a szóban forgó aljzatra kikeményedett anyaggyöngyöket húzzuk fel.
A Shore-A mérő a gumi keménységét méri. Ez az eszköz úgy néz ki, mint egy súly és egy mérőeszköz, amelynek hegye belenyomódik a kikeményedett mintába. Minél jobban behatol a pont a gumiba, annál lágyabb a gumi és annál alacsonyabb az érték. Egy tipikus építési tömítőanyag a 15-35 tartományba esik.
A bőrön átívelő idők, a tapadásmentességi idők és egyéb speciális bőrméréseket vagy ujjal vagy súlyzós műanyag lapokkal végezzük. Mérik azt az időt, amíg a műanyagot tisztán le lehet húzni.
Az eltarthatóság érdekében a tömítőanyag csöveket szobahőmérsékleten (ami természetesen 1 év szükséges az 1 éves eltarthatóság bizonyításához) vagy magasabb hőmérsékleten, jellemzően 50 ℃-on 1,3,5,7 hétig stb. Az öregítést követően. eljárás (gyorsított esetben a csövet hagyják kihűlni), a csőből anyagot extrudálnak és egy lapba húzzák, ahol hagyják kikeményedni. Az ezekben a lapokban képződött gumi fizikai tulajdonságait a korábbiak szerint teszteljük. Ezeket a tulajdonságokat ezután összehasonlítják a frissen kevert anyagok tulajdonságaival, hogy meghatározzák a megfelelő eltarthatósági időt.
A legtöbb szükséges teszt részletes leírása megtalálható az ASTM kézikönyvében.
Néhány utolsó tipp
Az egykomponensű szilikonok a rendelkezésre álló legjobb minőségű tömítőanyagok. Ezeknek megvannak a korlátai, és ha speciális követelményeket kívánnak meg, akkor speciálisan kifejleszthetők.
Kulcsfontosságú annak biztosítása, hogy az összes nyersanyag a lehető legszárazabb legyen, a készítmény stabil legyen, és a levegő eltávolítása a gyártási folyamat során.
A fejlesztés és tesztelés alapvetően ugyanaz a folyamat bármely alkatrész tömítőanyag esetében, függetlenül a típustól – csak győződjön meg arról, hogy minden lehetséges tulajdonságot megvizsgált, mielőtt megkezdi a gyártási mennyiségek gyártását, és hogy világosan megértette az alkalmazás igényeit.
Az alkalmazási követelményektől függően kiválasztható a megfelelő térhálósodási kémia. Például, ha szilikont választunk, és a szag, a korrózió és a tapadás nem számít fontosnak, de alacsony költségre van szükség, akkor az acetoxi a helyes út. Ha azonban korrodálódott fém alkatrészekről van szó, vagy különleges tapadás szükséges a műanyaghoz egyedi fényes színben, akkor oximra van szükség.
[1] Dale Flackett. Szilíciumvegyületek: szilánok és szilikonok [M]. Gelest Inc: 433-439
* Fotó az OLIVIA szilikon tömítőanyagból
Feladás időpontja: 2024. március 31
