Ei, tämä ei ole tylsää, rehellinen - varsinkin jos rakastat joustavia kumituotteita. Jos luet eteenpäin, saat selville melkein kaiken, mitä olet koskaan halunnut tietää yksiosaisista silikonitiivisteistä.
1) Mitä ne ovat
2) Kuinka tehdä ne
3) Missä niitä käytetään
Johdanto
Mikä on yksiosainen silikonitiiviste?
Kemiallisesti kovettuvia tiivisteitä on monenlaisia - silikoni, polyuretaani ja polysulfidi ovat tunnetuimpia. Nimi tulee mukana olevien molekyylien rungosta.
Silikonirunko on:
Si – O – Si – O – Si – O – Si
Modifioitu silikoni on uusi tekniikka (ainakin Yhdysvalloissa) ja tarkoittaa itse asiassa silaanikemialla kovetettua orgaanista runkoa. Esimerkki on alkoksisilaanipäätteinen polypropyleenioksidi.
Kaikki nämä kemiat voivat olla joko yksi- tai kaksiosaisia, mikä ilmeisesti liittyy osien määrään, jotka sinun on parannettava. Siksi yksi osa tarkoittaa yksinkertaisesti putken, patruunan tai sangon avaamista ja materiaali kovettuu. Normaalisti nämä yksiosaiset järjestelmät reagoivat ilman kosteuden kanssa ja muuttuvat kumiksi.
Joten yksiosainen silikoni on järjestelmä, joka on vakaa putkessa, kunnes se kovettuu ilmalle altistuessaan muodostaen silikonikumin.
Edut
Yksiosaisilla silikoneilla on monia ainutlaatuisia etuja.
-Oikein sekoitettuna ne ovat erittäin vakaita ja luotettavia, ja niillä on erinomaiset tartunta- ja fysikaaliset ominaisuudet. Vähintään yhden vuoden säilyvyysaika (aika, jonka voit jättää sen putkeen ennen käyttöä), on normaali, kun jotkut valmisteet kestävät useita vuosia. Silikoneilla on myös kiistatta paras pitkän aikavälin suorituskyky. Niiden fysikaaliset ominaisuudet tuskin muuttuvat ajan myötä ilman UV-altistuksen vaikutusta, ja lisäksi niillä on erinomainen lämpötilakestävyys, joka ylittää muiden tiivistysaineiden vähintään 50 ℃.
-Yksi osa silikoneja kovettuu suhteellisen nopeasti, tyypillisesti iho kehittyy 5-10 minuutissa, tahrattomaksi tunnissa ja kovettuu joustavaksi kumiksi noin 1/10 tuuman syvyyteen alle päivässä. Pinnalla on mukavan kuminen tuntu.
-Koska ne voidaan tehdä läpikuultaviksi, mikä on sinänsä tärkeä ominaisuus (läpinäkyvä on eniten käytetty väri), on ne suhteellisen helppo pigmentoida mihin tahansa väriin.
Rajoitukset
Silikoneilla on kaksi päärajoitusta.
1) Niitä ei voi maalata vesipohjaisella maalilla - se voi olla hankalaa myös liuotinpohjaisella maalilla.
2) Kovettumisen jälkeen tiivisteaine voi vapauttaa osan silikonipehmittimestään, joka voi rakennuksen laajennussaumassa käytettynä muodostaa rumia tahroja sauman reunaan.
Tietenkin, johtuen siitä, että se on yksiosainen, on mahdotonta saada nopeaa syväleikkausta läpi kovetuksen, koska järjestelmän on reagoitava ilman kanssa, joka kovettuu siten ylhäältä alas. Tarkemmin sanottuna silikoneja ei voida käyttää eristettyjen lasi-ikkunoiden ainoana tiivisteenä, koska. Vaikka ne pitävät erinomaisesti nestemäisen veden poissa, vesihöyry kulkee suhteellisen helposti kovettuneen silikonikumin läpi aiheuttaen IG-yksiköiden huurtumista.
Markkina-alueet ja käyttötarkoitukset
Yksiosaisia silikoneja käytetään melkein missä tahansa ja kaikkialla, myös joidenkin rakennusten omistajien pettymykseksi, kun edellä mainitut kaksi rajoitusta aiheuttavat ongelmia.
Rakennus- ja tee-se-itse-markkinat muodostavat suurimman volyymin, jota seuraa autoteollisuus, teollisuus, elektroniikka ja ilmailu. Kuten kaikilla tiivisteaineilla, yksiosaisten silikonien päätehtävä on kiinnittää ja täyttää kahden samanlaisen tai erilaisen alustan välinen rako veden tai vedon pääsyn estämiseksi. Joskus formulaatiota tuskin muutetaan muutoin kuin sen tekemiseksi juoksevammaksi, minkä jälkeen siitä tulee pinnoite. Paras tapa erottaa pinnoite, liima ja tiivisteaine on yksinkertainen. Tiivisteaine tiivistää kahden pinnan välillä, kun taas pinnoite peittää ja suojaa vain yhtä, kun taas liima pitää kaksi pintaa laajasti yhdessä. Tiivistysaine muistuttaa eniten liimaa, kun sitä käytetään rakennelasissa tai eristelaseissa, mutta se toimii silti molempien alustojen tiivistämisenä niiden yhdessä pitämisen lisäksi.
Peruskemia
Kovettamattomassa tilassa oleva silikonitiiviste näyttää tavallisesti paksulta tahnalta tai kermalta. Ilmalle altistuessaan silikonipolymeerin reaktiiviset päätyryhmät hydrolysoituvat (reagoivat veden kanssa) ja sitten liittyvät toisiinsa vapauttaen vettä ja muodostaen pitkiä polymeeriketjuja, jotka jatkavat reagoimista keskenään, kunnes tahna lopulta muuttuu vaikuttavaksi kumiksi. Reaktiivinen ryhmä silikonipolymeerin päässä tulee formulaation tärkeimmästä osasta (lukuun ottamatta itse polymeeriä), nimittäin silloitusaineesta. Silloitusaine antaa tiivisteaineelle sen luonteenomaiset ominaisuudet joko suoraan, kuten hajun ja kovettumisnopeuden, tai epäsuorasti, kuten värin, tarttuvuuden jne., johtuen muista raaka-aineista, joita voidaan käyttää tiettyjen silloitusjärjestelmien, kuten täyteaineiden ja adheesiota edistävien aineiden kanssa. . Oikean silloitteen valinta on avainasemassa tiivisteen lopullisten ominaisuuksien määrittämisessä.
Kovettumistyypit
On olemassa useita erilaisia kovetusjärjestelmiä.
1) Asetoksi (hapan etikan tuoksu)
2) Oksiimi
3) Alkoksi
4) bentsamidi
5) Amiini
6) Aminoksi
Oksiimit, alkoksit ja bentsamidit (useammin käytettyjä Euroopassa) ovat ns. neutraaleja tai ei-happamia systeemejä. Amiineilla ja aminooksijärjestelmillä on ammoniakin haju, ja niitä käytetään tyypillisesti enemmän auto- ja teollisuusalueilla tai tietyissä ulkorakennussovelluksissa.
Raaka-aineet
Formulaatiot sisältävät useita eri komponentteja, joista osa on valinnaisia, riippuen aiotusta loppukäytöstä.
Ainoat ehdottoman välttämättömät raaka-aineet ovat reaktiivinen polymeeri ja silloitusaine. Täyteaineita, adheesiota edistäviä aineita, ei-reaktiivista (pehmittävää) polymeeriä ja katalyyttejä lisätään kuitenkin lähes aina. Lisäksi voidaan käyttää monia muita lisäaineita, kuten väritahnoja, fungisidejä, palonestoaineita ja lämpöstabilisaattoreita.
Peruskoostumukset
Tyypillinen oksiimirakenne tai DIY-tiivistekoostumus näyttää tältä:
| % | ||
| Polydimetyylisiloksaani, OH-pääte 50 000 cps | 65.9 | Polymeeri |
| Polydimetyylisiloksaani, trimetyylipäätetty, 1000 cps | 20 | Pehmitin |
| Metyylitrioksiminosilaani | 5 | Silloittaja |
| Aminopropyylitrietoksisilaani | 1 | Adheesion edistäjä |
| 150 neliömetriä/g pinta-ala höyrytetty piidioksidi | 8 | Täyteaine |
| Dibutyylitinadilauraatti | 0.1 | Katalyytti |
| Kokonais | 100 |
Fyysiset ominaisuudet
Tyypillisiä fysikaalisia ominaisuuksia ovat:
| Pidentymä (%) | 550 |
| Vetolujuus (MPa) | 1.9 |
| Modulus 100 venymässä (MPa) | 0.4 |
| Shore A -kovuus | 22 |
| Iho ajan myötä (min) | 10 |
| Tack-vapaa aika (min) | 60 |
| Raaputusaika (min) | 120 |
| Kovettumisen läpi (mm 24 tunnissa) | 2 |
Formulaatiot, joissa käytetään muita silloitusaineita, näyttävät samanlaisilta, ja ne saattavat erota silloitteen tason, adheesion edistäjän tyypin ja kovettumiskatalyyttien osalta. Niiden fysikaaliset ominaisuudet vaihtelevat hieman, ellei ketjunjatkajia ole mukana. Joitakin järjestelmiä ei voida valmistaa helposti, ellei käytetä suurta määrää liitutäyteainetta. Tällaisia formulaatioita ei tietenkään voida valmistaa kirkkaana tai läpikuultavana.
Tiivistysaineiden kehittäminen
Uuden tiivisteen kehittämisessä on 3 vaihetta.
1) Suunnittelu, tuotanto ja testaus laboratoriossa - erittäin pienet määrät
Täällä laboratoriokemistillä on uusia ideoita ja tyypillisesti hän aloittaa käsin noin 100 gramman tiivistemassasta vain nähdäkseen, kuinka se kovettuu ja millaista kumia tuotetaan. Nyt on saatavilla uusi kone "The Hauschild Speed Mix" FlackTek Inc:ltä. Tämä erikoiskone sopii ihanteellisesti näiden pienten 100 g:n erien sekoittamiseen sekunneissa samalla kun se poistaa ilmaa. Tämä on tärkeää, koska sen avulla kehittäjä voi nyt todella testata näiden pienten erien fyysisiä ominaisuuksia. Höyrystetty piidioksidi tai muita täyteaineita, kuten saostettuja liituja, voidaan sekoittaa silikoniin noin 8 sekunnissa. Ilmanpoisto kestää noin 20-25 sekuntia. Kone toimii kaksois-epäsymmetrisellä sentrifugimekanismilla, joka käyttää periaatteessa itse hiukkasia omina sekoitusvarsinaan. Seoksen maksimikoko on 100 grammaa ja saatavilla on useita erilaisia kuppityyppejä mukaan lukien kertakäyttöiset, mikä tarkoittaa, että puhdistusta ei tarvitse tehdä.
Formulointiprosessin avain ei ole vain ainesosien tyypit, vaan myös lisäysjärjestys ja sekoitusajat. Luonnollisesti ilman poissulkeminen tai poistaminen on tärkeää tuotteen säilyvyyden takaamiseksi, koska ilmakuplat sisältävät kosteutta, joka sitten saa tiivisteen kovettumaan sisältäpäin.
Kun kemisti on hankkinut sellaisen tiivistysaineen, jota hänen käyttötarkoitukseensa tarvitaan, se skaalautuu 1 litran planeettasekoittimeen, joka voi tuottaa noin 3-4 pientä 110 ml:n (3 unssia) putkea. Tämä on riittävä materiaali alkuperäiseen säilyvyyden testaukseen ja tartuntatestiin sekä muihin erityisvaatimuksiin.
Sitten hän voi mennä 1 tai 2 gallonan koneeseen valmistamaan 8–12 10 unssin putkea perusteellisempaa testausta ja asiakasnäytteenottoa varten. Tiiviste ekstrudoidaan astiasta metallisylinterin kautta patruunaan, joka sopii pakkaussylinterin päälle. Näiden testien jälkeen hän on valmis skaalautumaan.
2) Skaalaus ja hienosäätö - keskimääräiset volyymit
Mittakaavassa laboratoriovalmistetta valmistetaan nyt suuremmalla koneella, joka on tyypillisesti 100-200 kg tai noin rumpu. Tällä vaiheella on kaksi päätarkoitusta
a) nähdäkseen, onko 4 lb:n koon ja tämän suuremman koon välillä merkittäviä muutoksia, jotka voivat johtua sekoitus- ja dispergointinopeuksista, reaktionopeuksista ja eri määristä seoksessa, ja
b) tuottaa tarpeeksi materiaalia näytteitä mahdollisille asiakkaille ja saada todellista palautetta työstä.
Tämä 50 gallonan kone on erittäin hyödyllinen myös teollisuustuotteille, kun tarvitaan pieniä määriä tai erikoisvärejä ja vain noin yksi rumpu kutakin tyyppiä tarvitsee tuottaa kerrallaan.
Sekoituskoneita on useita tyyppejä. Kaksi yleisimmin käytettyä ovat planeettasekoittimet (kuten yllä on esitetty) ja nopeat hajottimet. Planetaari sopii korkeamman viskositeetin omaaviin seoksiin, kun taas dispergaattori toimii paremmin erityisesti alhaisemman viskositeetin juoksevissa järjestelmissä. Tyypillisissä rakennustiivisteissä kumpaa tahansa konetta voidaan käyttää, kunhan kiinnitetään huomiota nopean dispergaattorin sekoitusaikaan ja mahdolliseen lämmöntuotantoon.
3) Täyden mittakaavan tuotantomäärät
Lopullinen tuotanto, joka voi olla erä tai jatkuva, toivottavasti yksinkertaisesti toistaa lopullisen koostumuksen laajennusvaiheesta. Yleensä suhteellisen pieni määrä (2 tai 3 erää tai 1-2 tuntia jatkuvaa) materiaalia tuotetaan ensin tuotantolaitteessa ja tarkastetaan ennen normaalin tuotannon alkamista.
Testaus – mitä ja miten testataan.
Mitä
Fyysiset ominaisuudet - venymä, vetolujuus ja moduuli
Kiinnitys sopivaan alustaan
Säilyvyys - sekä nopeutettuna että huoneenlämmössä
Kovettumisasteet - Iho ajan myötä, takkivapaa aika, naarmuuntumisaika ja läpikovettumisaika, värit lämpötila stabiilisuus tai stabiilisuus erilaisissa nesteissä, kuten öljyssä
Lisäksi tarkastetaan tai huomioidaan muita keskeisiä ominaisuuksia: konsistenssi, vähäinen haju, syövyttävyys ja ulkonäkö.
Miten
Tiivistearkki vedetään ulos ja annetaan kovettua viikon ajan. Sitten leikataan erityinen tyhmä kello ja laitetaan vetotesteriin fyysisten ominaisuuksien, kuten venymän, moduulin ja vetolujuuden, mittaamiseksi. Niitä käytetään myös adheesio-/koheesiovoimien mittaamiseen erityisesti valmistettujen näytteiden osalta. Yksinkertaiset kyllä-ei tartuntatestit suoritetaan vetämällä kyseisille alustoille kovettunutta materiaalia.
Shore-A-mittari mittaa kumin kovuuden. Tämä laite näyttää painolta ja mittarilta, jonka kärki painaa kovettunutta näytettä. Mitä enemmän kärki tunkeutuu kumin läpi, sitä pehmeämpi kumi on ja sitä pienempi arvo. Tyypillinen rakennustiiviste on välillä 15-35.
Skin over time, tack free time ja muut erityiset ihomittaukset tehdään joko sormella tai muovilevyillä painoilla. Mitataan aika, jonka jälkeen muovi voidaan vetää pois puhtaaksi.
Säilyvyysaikaa varten tiivisteputkia vanhennetaan joko huoneenlämmössä (mikä luonnollisesti kestää 1 vuoden, jotta se todistaa 1 vuoden säilyvyyden) tai korotetuissa lämpötiloissa, tyypillisesti 50 ℃ 1,3,5,7 viikon ajan jne. Vanhentamisen jälkeen prosessissa (putken annetaan jäähtyä nopeutetussa tapauksessa), materiaali ekstrudoidaan putkesta ja vedetään levyksi, jossa sen annetaan kovettua. Näissä levyissä muodostuneen kumin fysikaaliset ominaisuudet testataan kuten ennenkin. Näitä ominaisuuksia verrataan sitten juuri seostettujen materiaalien ominaisuuksiin sopivan säilyvyysajan määrittämiseksi.
Yksityiskohtainen selitys useimmista vaadituista testeistä löytyy ASTM-käsikirjasta.
Viimeisiä vinkkejä
Yksiosaiset silikonit ovat laadukkaimpia saatavilla olevia tiivisteaineita. Niillä on rajoituksia, ja jos erityisvaatimuksia vaaditaan, ne voidaan kehittää erityisesti.
Tärkeintä on varmistaa, että kaikki raaka-aineet ovat mahdollisimman kuivia, koostumus on vakaa ja että ilma poistetaan tuotantoprosessissa.
Kehitys ja testaus on periaatteessa sama prosessi kaikille osan tiivisteaineille tyypistä riippumatta - varmista vain, että olet tarkistanut kaikki mahdolliset ominaisuudet ennen tuotantomäärien valmistamisen aloittamista ja että sinulla on selkeä käsitys sovelluksen tarpeista.
Sovelluksen vaatimuksista riippuen voidaan valita oikea kovettumiskemia. Esimerkiksi, jos valitaan silikoni ja hajua, korroosiota ja tarttumista ei pidetä tärkeinä, mutta tarvitaan alhaisia kustannuksia, asetoksi on oikea tapa edetä. Kuitenkin, jos metalliosat voivat olla syöpyneet, tai jos vaaditaan erityistä tartuntaa muoviin ainutlaatuisella kiiltävällä värillä, tarvitset oksiimia.
[1] Dale Flackett. Piiyhdisteet: Silaanit ja silikonit [M]. Gelest Inc: 433-439
* Kuva OLIVIA Silicone Sealantista
Postitusaika: 31.3.2024
