Non, isto non será aburrido, honesto, especialmente se che gustan as cousas de goma elásticas. Se segues lendo, descubrirás case todo o que sempre quixeches saber sobre os selantes de silicona dunha parte.
1) Que son
2) Como facelos
3) Onde usalos
Introdución
Que é un selante de silicona dunha soa parte?
Existen moitos tipos de selantes de cura química: o silicona, o poliuretano e o polisulfuro son os máis coñecidos. O nome provén da columna vertebral das moléculas implicadas.
A columna vertebral de silicona é:
Si – O – Si - O – Si – O – Si
A silicona modificada é unha tecnoloxía nova (polo menos nos EUA) e en realidade significa unha columna vertebral orgánica curada con química de silano. Un exemplo é o óxido de polipropileno terminado con alcoxisilano.
Todas estas químicas poden ser unha ou dúas partes, o que obviamente se relaciona co número de partes que necesitas para que a cousa se cure. Polo tanto, unha parte simplemente significa abrir o tubo, o cartucho ou o cubo e o seu material curarase. Normalmente, estes sistemas dunha soa parte reaccionan coa humidade do aire para converterse en caucho.
Así, unha silicona dunha soa parte é un sistema que é estable no tubo ata que, ao exporse ao aire, cura para producir unha goma de silicona.
Vantaxes
As siliconas dunha parte teñen moitas vantaxes únicas.
-Cando se combinan correctamente son moi estables e fiables cunha excelente adhesión e propiedades físicas. Unha vida útil (o tempo que pode deixalo no tubo antes de usalo) de polo menos un ano é normal, con algunhas formulacións que duran moitos anos. As siliconas tamén teñen, sen dúbida, o mellor rendemento a longo prazo. As súas propiedades físicas apenas cambian co paso do tempo sen efecto da exposición aos UV e, ademais, presentan unha excelente estabilidade de temperatura que supera a doutros selantes en polo menos 50 ℃.
-As siliconas dunha parte curan con relativa rapidez, normalmente desenvolven unha pel en 5 a 10 minutos, quedan libres de pegajosidade nunha hora e se curan a unha goma elástica de aproximadamente 1/10 de polgada de profundidade en menos dun día. A superficie ten unha agradable sensación de goma.
-Dado que se poden facer translúcidos o que é unha característica importante en si (a translúcida é a cor máis utilizada), é relativamente fácil pigmentalas a calquera cor.
Limitacións
As siliconas teñen dúas limitacións principais.
1) Non se poden pintar con pintura a base de auga; tamén pode ser complicado con pintura a base de disolvente.
2) Despois do curado, o selante pode liberar parte do seu plastificante de silicona que, cando se usa nunha xunta de dilatación do edificio, pode crear manchas antiestéticas ao longo do bordo da unión.
Por suposto, debido á propia natureza de ser unha parte, é imposible conseguir unha sección profunda rápida a través do curado porque o sistema ten que reaccionar co aire polo que se cura de arriba abaixo. Cada vez máis específicos, as siliconas non se poden usar como único selo nas fiestras de vidro illado porque. Aínda que son excelentes para evitar a auga líquida a granel, o vapor de auga pasa con relativa facilidade a través da goma de silicona curada facendo que as unidades IG se empañen.
Áreas de mercado e usos
As siliconas dunha soa parte úsanse case en calquera lugar e en todas partes, incluso, para consternación dalgúns propietarios de edificios, onde as dúas limitacións mencionadas anteriormente causan problemas.
Os mercados da construción e do bricolaxe representan o maior volume seguidos da automoción, a industria, a electrónica e a aeroespacial. Como con todos os selantes, a función principal das siliconas dunha parte é adherir e encher o oco entre dous substratos similares ou diferentes para evitar que entre auga ou correntes de aire. Ás veces, unha formulación dificilmente se cambiará, salvo para facelo máis fluído sobre o que se converte nun revestimento. A mellor forma de diferenciar entre un revestimento, un adhesivo e un selante é sinxela. Un selante sela entre dúas superficies, mentres que un revestimento cobre e protexe só unha mentres que un adhesivo mantén dúas superficies xuntas. Un selante é máis parecido a un adhesivo cando se usa en cristais estruturais ou cristais illados, con todo, aínda funciona para selar os dous substratos ademais de mantelos xuntos.
Química Básica
O selante de silicona en estado non curado normalmente parece unha pasta espesa ou crema. Á exposición ao aire, os grupos extremos reactivos do polímero de silicona hidrolizan (reaccionan coa auga) e únense entre si, liberando auga e formando longas cadeas de polímero que continúan reaccionando entre si ata que finalmente a pasta se converte nun caucho impresionante. O grupo reactivo no extremo do polímero de silicona provén da parte máis importante da formulación (excluíndo o propio polímero), é dicir, o reticulante. É o reticulante o que lle confire ao selante as súas propiedades características ben directamente como olor e taxa de curado, ou indirectamente como cor, adherencia, etc. debido ás outras materias primas que se poden usar con sistemas de reticulante específicos como cargas e promotores de adhesión. . Seleccionar o reticulante correcto é clave para determinar as propiedades finais do selante.
Tipos de curado
Hai varios sistemas de curado diferentes.
1) Acetoxi (cheiro a vinagre ácido)
2) Oxima
3) Alcoxi
4) Benzamida
5) Amina
6) Aminoxi
As oximas, alcoxias e benzamidas (máis utilizadas en Europa) son os chamados sistemas neutros ou non ácidos. As aminas e os sistemas aminoxi teñen un cheiro a amoníaco e normalmente úsanse máis en áreas industriais e automotivas ou en aplicacións específicas de construción ao aire libre.
Materias Primas
As formulacións comprenden varios compoñentes diferentes, algúns dos cales son opcionais, dependendo do uso final previsto.
As únicas materias primas absolutamente esenciais son o polímero reactivo e o reticulante. Non obstante, case sempre se engaden cargas, promotores de adhesión, polímero non reactivo (plastificante) e catalizadores. Ademais, pódense usar moitos outros aditivos como pastas de cor, funxicidas, retardantes de chama e estabilizadores térmicos.
Formulacións básicas
Unha construción típica de oxima ou unha formulación de selante de bricolaxe terá un aspecto así:
| % | ||
| Polidimetilsiloxano, terminado OH 50.000 cps | 65.9 | Polímero |
| Polidimetilsiloxano, trimetilterminado, 1000 cps | 20 | Plastificante |
| Metiltrioximinosilano | 5 | Reticulante |
| Aminopropiltrietoxisilano | 1 | Promotor de adhesión |
| 150 m²/g de superficie de sílice pirogénica | 8 | Recheo |
| Dilaurato de dibutilestaño | 0.1 | Catalizador |
| Total | 100 |
Propiedades físicas
As propiedades físicas típicas inclúen:
| Alongamento (%) | 550 |
| Resistencia á tracción (MPa) | 1.9 |
| Módulo a 100 de elongación (MPa) | 0,4 |
| Dureza Shore A | 22 |
| A pel ao longo do tempo (min) | 10 |
| Tempo libre de adherencia (min) | 60 |
| Tempo de scratch (min) | 120 |
| Curado a través (mm en 24 horas) | 2 |
As formulacións que usan outros reticulantes terán un aspecto similar, quizais diferindo no nivel de reticulante, tipo de promotor de adhesión e catalizadores de curado. As súas propiedades físicas variarán lixeiramente a menos que estean implicados extensores de cadea. Algúns sistemas non se poden facer facilmente a menos que se use unha gran cantidade de recheo de giz. Este tipo de formulacións obviamente non se poden producir no tipo transparente ou translúcido.
Desenvolvemento de selantes
Hai 3 etapas para desenvolver un novo selante.
1) Concepción, produción e probas no laboratorio: volumes moi pequenos
Aquí, o químico do laboratorio ten novas ideas e normalmente comeza cun lote manual duns 100 gramos de selante só para ver como se cura e que tipo de caucho se produce. Agora hai unha nova máquina dispoñible "The Hauschild Speed Mix" de FlackTek Inc. Esta máquina especializada é ideal para mesturar estes pequenos lotes de 100 g en segundos mentres expulsa o aire. Isto é importante xa que agora permite ao desenvolvedor probar realmente as propiedades físicas destes pequenos lotes. A sílice ahumada ou outros materiais de recheo, como xezas precipitadas, pódense mesturar coa silicona nuns 8 segundos. A desaireación leva uns 20-25 segundos. A máquina funciona mediante un mecanismo de centrífuga asimétrica dual que usa basicamente as partículas como os seus propios brazos de mestura. O tamaño máximo da mestura é de 100 gramos e hai varios tipos de vasos dispoñibles, incluídos os desbotables, o que significa absolutamente ningunha limpeza.
A clave no proceso de formulación non son só os tipos de ingredientes, senón tamén a orde de adición e os tempos de mestura. Por suposto, a exclusión ou eliminación de aire é importante para permitir que o produto teña unha vida útil, xa que as burbullas de aire conteñen humidade que fará que o selante se cure desde dentro.
Unha vez que o químico obtivo o tipo de selante necesario para a súa aplicación particular, escala ata un mesturador planetario de 1 cuarto de galón que pode producir uns 3-4 tubos pequenos de 110 ml (3 oz). Este é material suficiente para a proba inicial de vida útil e a proba de adhesión, ademais de calquera outro requisito especial.
Despois pode ir a unha máquina de 1 ou 2 litros para producir tubos de 8-12 10 onzas para probas máis profundas e mostras de clientes. O selante extrúese da pota a través dun cilindro metálico ata o cartucho que encaixa sobre o cilindro de envasado. Despois destas probas, está preparado para escalar.
2) Aumento de escala e afinación fina: volumes medios
Na escala, a formulación de laboratorio agora prodúcese nunha máquina máis grande normalmente no rango de 100-200 kg ou aproximadamente un tambor. Este paso ten dous obxectivos principais
a) para ver se hai algún cambio significativo entre o tamaño de 4 lb e este tamaño maior que pode resultar das velocidades de mestura e dispersión, velocidades de reacción e diferentes cantidades de puro na mestura, e
b) producir material suficiente para probar os clientes potenciais e obter un feedback real no traballo.
Esta máquina de 50 litros tamén é moi útil para produtos industriais cando se requiren volumes baixos ou cores especiais e só se necesita producir un bidón de cada tipo á vez.
Hai varios tipos de máquinas de mestura. Os dous máis utilizados son os mesturadores planetarios (como se mostra arriba) e os dispersadores de alta velocidade. Un planetario é bo para mesturas de maior viscosidade, mentres que un dispersador funciona mellor, especialmente nos sistemas fluídos de menor viscosidade. Nos selantes típicos de construción, pódese usar calquera das máquinas sempre que se preste atención ao tempo de mestura e á xeración potencial de calor dun dispersador de alta velocidade.
3) Cantidades de produción a gran escala
A produción final, que pode ser por lotes ou continua, é de esperar que simplemente reproduza a formulación final do paso de escalado. Normalmente, unha cantidade relativamente pequena (2 ou 3 lotes ou 1-2 horas continuas) de material prodúcese primeiro no equipo de produción e compróbase antes de que se produza a produción normal.
Proba - Que e como probar.
Que
Propiedades Físicas-Alongamento, Resistencia á Tensión e Módulo
Adhesión ao substrato axeitado
Vida útil: tanto acelerada como a temperatura ambiente
Taxas de curación: a pel ao longo do tempo, o tempo libre de pegajosidade, o tempo de rascado e o curado continuo, a temperatura das cores Estabilidade ou estabilidade en varios fluídos como o aceite
Ademais, compróbanse ou obsérvanse outras propiedades fundamentais: consistencia, baixo olor, corrosividade e aspecto xeral.
Como
Sácase unha folla de selante e déixase curar durante unha semana. Despois córtase unha campá muda especial e colócase nun probador de tracción para medir propiedades físicas como o alongamento, o módulo e a resistencia á tracción. Tamén se utilizan para medir forzas de adhesión/cohesión en mostras especialmente preparadas. Realízanse probas de adhesión simples si-non tirando de esferas de material curadas sobre os substratos en cuestión.
Un medidor Shore-A mide a dureza da goma. Este dispositivo parece un peso e un calibre cunha punta que presiona na mostra curada. Canto máis penetra a punta na goma, máis suave será a goma e menor será o valor. Un selante de construción típico estará no rango 15-35.
A pel ao longo dos tempos, os tempos libres de adherencia e outras medidas especiais de pel realízanse co dedo ou con láminas de plástico con pesas. Mídese o tempo antes de que o plástico poida ser retirado limpo.
Para a súa vida útil, os tubos de selante envellecen a temperatura ambiente (o que naturalmente leva 1 ano para demostrar unha vida útil de 1 ano) ou a temperaturas elevadas, normalmente de 50 ℃ durante 1,3,5,7 semanas, etc. Despois do envellecemento proceso (o tubo déixase arrefriar no caso acelerado), o material extrúese do tubo e tírase nunha folla onde se deixa curar. As propiedades físicas do caucho formado nestas follas son probadas como antes. Estas propiedades compáranse entón coas dos materiais recén compostos para determinar a vida útil adecuada.
No manual da ASTM pódese atopar unha explicación detallada específica da maioría das probas necesarias.
Algúns consellos finais
As siliconas dunha soa parte son os selantes de maior calidade dispoñibles. Teñen limitacións e se esixen requisitos específicos poden desenvolverse especialmente.
É fundamental asegurarse de que todas as materias primas estean o máis secas posible, que a formulación sexa estable e que se elimine o aire no proceso de produción.
O desenvolvemento e probas son basicamente o mesmo proceso para calquera selante dunha peza independentemente do tipo; só asegúrate de verificar todas as propiedades posibles antes de comezar a producir cantidades de produción e de que entendes claramente as necesidades da aplicación.
Dependendo dos requisitos da aplicación, pódese seleccionar a química de cura correcta. Por exemplo, se se selecciona unha silicona e o cheiro, a corrosión e a adhesión non se consideran importantes, pero é necesario un baixo custo, entón o acetoxi é o camiño a seguir. Non obstante, se interveñen pezas metálicas que poden estar corroídas ou se require unha adhesión especial ao plástico nunha cor brillante única, entón necesitas unha oxima.
[1] Dale Flackett. Compostos de silicio: silanos e siliconas [M]. Gelest Inc: 433-439
* Foto de OLIVIA Silicone Sealant
Hora de publicación: 31-mar-2024
