Nei, dette vil ikke være kjedelig, ærlig - spesielt hvis du elsker elastiske gummiting. Hvis du leser videre, vil du finne ut nesten alt du noen gang har ønsket å vite om endelt silikonforsegling.
1) Hva de er
2) Hvordan lage dem
3) Hvor de skal brukes
Introduksjon
Hva er en en-delt silikonforsegling?
Det finnes mange typer kjemisk herdende fugemasser - silikon, polyuretan og polysulfid er de mest kjente. Navnet kommer fra ryggraden til de involverte molekylene.
Silikonryggraden er:
Si – O – Si – O – Si – O – Si
Modifisert silikon er en ny teknologi (i hvert fall i USA) og betyr faktisk en organisk ryggrad herdet med silankjemi. Et eksempel er alkoksysilan-terminert polypropylenoksid.
Alle disse kjemiene kan være enten en del eller to deler som åpenbart er relatert til antall deler du trenger for å få tingen til å kurere. Derfor betyr en del ganske enkelt at du åpner tuben, patronen eller spannet og materialet ditt vil herde. Normalt reagerer disse endelte systemene med fuktigheten i luften og blir til gummi.
Så, en en-delt silikon er et system som er stabilt i røret inntil det, ved eksponering for luft, herder for å produsere en silikongummi.
Fordeler
En del silikoner har mange unike fordeler.
-Når de er blandet riktig, er de veldig stabile og pålitelige med utmerket vedheft og fysiske egenskaper. En holdbarhet (tiden du kan la den ligge i tuben før du bruker den) på minst ett år er normalt med noen formuleringer som varer i mange år. Silikoner har også uten tvil den beste langsiktige ytelsen. Deres fysiske egenskaper endres nesten ikke over tid uten effekt fra UV-eksponering, og i tillegg viser de utmerket temperaturstabilitet som overstiger andre fugemasser med minst 50 ℃.
-En del silikoner herder relativt raskt, og utvikler vanligvis en hud i løpet av 5 til 10 minutter, blir klebrige i løpet av en time og herder til en elastisk gummi ca. 1/10 tomme dyp på mindre enn en dag. Overflaten har en fin gummiaktig følelse.
-Siden de kan gjøres gjennomskinnelige som er en viktig egenskap i seg selv (gjennomskinnelig er den mest brukte fargen), er det relativt enkelt å pigmentere dem til hvilken som helst farge.
Begrensninger
Silikoner har to hovedbegrensninger.
1) De kan ikke males med vannbasert maling - det kan også være vanskelig med løsemiddelbasert maling.
2) Etter herding kan fugemassen frigjøre noe av silikonmykneren som, når den brukes i en byggeskjøt, kan skape stygge flekker langs kanten av fugen.
Selvfølgelig, på grunn av selve naturen til å være en endel, er det umulig å få et raskt dypt snitt gjennom herding fordi systemet må reagere med luften som herder ovenfra og ned. For å bli litt mer spesifikk, kan ikke silikoner brukes som eneste tetning i isolerte glassvinduer pga. Selv om de er utmerkede til å holde flytende bulkvann ute, passerer vanndamp relativt lett gjennom den herdede silikongummien og får IG-enhetene til å dugge.
Markedsområder og bruksområder
En-dels silikoner brukes omtrent hvor som helst og overalt, inkludert, til forferdelse for enkelte bygningseiere, der de to begrensningene nevnt ovenfor forårsaker problemer.
Bygg- og gjør-det-selv-markedene står for det største volumet etterfulgt av bilindustri, industri, elektronikk og romfart. Som med alle fugemasser, er den ene silikonenes hovedfunksjon å feste og fylle gapet mellom to like eller ulikt underlag for å hindre vann eller trekk igjennom. Noen ganger vil en formulering neppe bli endret annet enn å gjøre den mer flytende og deretter blir den til et belegg. Den beste måten å skille mellom et belegg, lim og en fugemasse er enkel. Et tetningsmiddel forsegler mellom to overflater, mens et belegg dekker og beskytter bare én mens et lim i stor grad holder to overflater sammen. En fugemasse ligner mest på et lim når den brukes i strukturelle glass eller isolerte glass, men det fungerer fortsatt for å forsegle de to underlagene i tillegg til å holde dem sammen.
Grunnleggende kjemi
Silikonforseglingen i uherdet tilstand ser normalt ut som en tykk pasta eller krem. Ved eksponering for luft hydrolyserer de reaktive endegruppene til silikonpolymeren (reagerer med vann) og går deretter sammen med hverandre, frigjør vann og danner lange polymerkjeder som fortsetter å reagere med hverandre til pastaen til slutt blir til en imponerende gummi. Den reaktive gruppen på enden av silikonpolymeren kommer fra den viktigste delen av formuleringen (unntatt selve polymeren), nemlig tverrbinderen. Det er tverrbinderen som gir tetningsmidlet dets karakteristiske egenskaper enten direkte som lukt og herdehastighet, eller indirekte som farge, vedheft osv. på grunn av de andre råmaterialene som kan brukes med spesifikke tverrbindersystemer som fyllstoffer og vedheftsfremmere . Å velge riktig tverrbinder er nøkkelen til å bestemme de endelige egenskapene til tetningsmidlet.
Herdetyper
Det finnes flere forskjellige herdesystemer.
1) Acetoxy (sur eddiklukt)
2) Oksim
3) Alkoksy
4) Benzamid
5) Amin
6) Aminoksy
Oksimer, alkoksyder og benzamider (mer utbredt i Europa) er de såkalte nøytrale eller ikke-sure systemene. Aminene og aminooksysystemene har en ammoniakklukt og brukes vanligvis mer i bil- og industriområder eller spesifikke utendørs konstruksjonsapplikasjoner.
Råvarer
Formuleringer omfatter flere forskjellige komponenter, hvorav noen er valgfrie, avhengig av tiltenkt sluttbruk.
De eneste absolutt essensielle råvarene er reaktiv polymer og tverrbinder. Imidlertid tilsettes fyllstoffer, adhesjonsfremmere, ikke-reaktiv (mykgjørende) polymer og katalysatorer nesten alltid. I tillegg kan mange andre tilsetningsstoffer brukes som fargepastaer, soppdrepende midler, flammehemmere og varmestabilisatorer.
Grunnleggende formuleringer
En typisk oksimkonstruksjon eller DIY-forseglingsformulering vil se omtrent slik ut:
| % | ||
| Polydimetylsiloksan, OH-terminert 50 000 cps | 65,9 | Polymer |
| Polydimetylsiloksan, trimetylterminert, 1000 cps | 20 | Mykner |
| Metyltrioksiminosilan | 5 | Tverrbinder |
| Aminopropyltrietoksysilan | 1 | Adhesjonsfremmer |
| 150 kvm/g overflate pyrogen silika | 8 | Filler |
| Dibutyltinn-dilaurat | 0,1 | Katalysator |
| Total | 100 |
Fysiske egenskaper
Typiske fysiske egenskaper inkluderer:
| Forlengelse (%) | 550 |
| Strekkstyrke (MPa) | 1.9 |
| Modulus ved 100 forlengelse (MPa) | 0,4 |
| Shore A Hardhet | 22 |
| Hud over tid (min) | 10 |
| Slagfri tid (min) | 60 |
| Skrapetid (min) | 120 |
| Gjennomherding (mm på 24 timer) | 2 |
Formuleringer som bruker andre tverrbindere vil se like ut, kanskje forskjellige i tverrbindernivå, type adhesjonsfremmer og herdekatalysatorer. Deres fysiske egenskaper vil variere litt med mindre kjedeforlengere er involvert. Noen systemer kan ikke lages enkelt med mindre det brukes en stor mengde krittfyllstoff. Denne typen formuleringer kan åpenbart ikke fremstilles i den klare eller gjennomskinnelige typen.
Utvikling av tetningsmidler
Det er 3 stadier for å utvikle en ny fugemasse.
1) Konsepsjon, produksjon og testing i laboratoriet - svært små volumer
Her har laboratoriekjemikeren nye ideer og starter typisk med en håndbatch på ca. 100 gram fugemasse bare for å se hvordan det herder og hva slags gummi som produseres. Nå er det en ny maskin tilgjengelig "The Hauschild Speed Mix" fra FlackTek Inc. Denne spesialiserte maskinen er ideell for å blande disse små 100 g batchene på sekunder mens den driver ut luft. Dette er viktig siden det nå lar utvikleren faktisk teste de fysiske egenskapene til disse små partiene. Røket silika eller andre fyllstoffer som utfelt kritt kan blandes inn i silikonet på ca. 8 sekunder. Avlufting tar omtrent 20-25 sekunder. Maskinen fungerer ved hjelp av en dobbel asymmetrisk sentrifugemekanisme som i utgangspunktet bruker selve partiklene som sine egne blandearmer. Maksimal blandingsstørrelse er 100 gram og flere forskjellige kopptyper er tilgjengelige inkludert engangs, noe som betyr absolutt ingen rengjøring.
Nøkkelen i formuleringsprosessen er ikke bare typen ingredienser, men også rekkefølgen på tilsetnings- og blandetider. Naturligvis er utelukkelse eller fjerning av luft viktig for at produktet skal ha en holdbarhet, siden luftbobler inneholder fuktighet som vil føre til at tetningsmassen herder innenfra.
Når kjemikeren har fått tak i den typen tetningsmasse som kreves for hans spesielle bruk, skalerer den opp til en 1 quart planetarisk mikser som kan produsere ca. 3-4 små 110 ml (3 oz) rør. Dette er tilstrekkelig materiale for innledende holdbarhetstesting og adhesjonstest pluss eventuelle andre spesielle krav.
Han kan deretter gå til en 1 eller 2 gallon maskin for å produsere 8-12 10 oz rør for mer dyptgående testing og kundeprøvetaking. Tetningsmassen ekstruderes fra potten gjennom en metallsylinder inn i patronen som passer over emballasjesylinderen. Etter disse testene er han klar for oppskalering.
2) Oppskalering og finjustering - medium volum
I oppskalering produseres lab-formuleringen nå på en større maskin, typisk i området 100-200 kg eller omtrent en trommel. Dette trinnet har to hovedformål
a) for å se om det er noen betydelige endringer mellom 4 lb-størrelsen og denne større størrelsen som kan skyldes blandings- og dispersjonshastigheter, reaksjonshastigheter og forskjellige mengder skjær i blandingen, og
b) å produsere nok materiale til å prøve potensielle kunder og for å få noen reell tilbakemelding på jobben.
Denne maskinen på 50 gallon er også veldig nyttig for industrielle produkter når det kreves lave volum eller spesielle farger og kun omtrent en trommel av hver type må produseres om gangen.
Det finnes flere typer blandemaskiner. De to mest brukte er planetblandere (som vist ovenfor) og høyhastighetsfordelere. En planetarisk er bra for blandinger med høyere viskositet, mens en dispergeringsmiddel fungerer bedre, spesielt i flytbare systemer med lavere viskositet. I typiske konstruksjonsforseglingsmidler kan begge maskinene brukes så lenge man tar hensyn til blandetid og potensiell varmeutvikling i en høyhastighets disperger.
3) Fullskala produksjonsmengder
Den endelige produksjonen, som kan være batch eller kontinuerlig, reproduserer forhåpentligvis ganske enkelt den endelige formuleringen fra oppskaleringstrinnet. Vanligvis produseres en relativt liten mengde (2 eller 3 batcher eller 1-2 timer sammenhengende) materiale først i produksjonsutstyret og kontrolleres før normal produksjon starter.
Testing -Hva og hvordan teste.
Hva
Fysiske egenskaper-Forlengelse, strekkstyrke og modul
Vedheft til passende underlag
Holdbarhet - både akselerert og ved romtemperatur
Herdehastighet - Hud over tid, klibbfri tid, ripetid og gjennomherding, farger Temperaturstabilitet eller stabilitet i ulike væsker som olje
I tillegg kontrolleres eller observeres andre nøkkelegenskaper: konsistens, lav lukt, korrosivitet og generelt utseende.
Hvordan
Et ark med tetningsmiddel trekkes ut og lar det herde i en uke. En spesiell dum bjelle kuttes deretter ut og settes inn i en strekktester for å måle fysiske egenskaper som forlengelse, modul og strekkstyrke. De brukes også til å måle adhesjons-/kohesjonskrefter på spesialpreparerte prøver. Enkle ja-nei vedheftstester utføres ved å trekke i perler av materiale herdet på de aktuelle underlagene.
En Shore-A måler måler hardheten til gummien. Denne enheten ser ut som en vekt og en måler med en spiss som presser inn i den herdede prøven. Jo mer punktet trenger inn i gummien, jo mykere gummi og jo lavere verdi. En typisk konstruksjonsforsegling vil være i området 15-35.
Hud over tider, klebefrie tider og andre spesielle hudmålinger utføres enten med fingeren eller med plastplater med vekter. Tiden før plasten kan dras rent vekk måles.
For holdbarhet eldes rør med fugemasse enten ved romtemperatur (som naturlig tar 1 år å bevise 1 års holdbarhet) eller ved forhøyede temperaturer, typisk 50 ℃ i 1,3,5,7 uker osv. Etter aldringen prosess (røret får avkjøles i det akselererte tilfellet), ekstruderes materialet fra røret og trekkes inn i et ark hvor det får herde. De fysiske egenskapene til gummien som dannes i disse arkene er testet som før. Disse egenskapene sammenlignes deretter med egenskapene til nykomponerte materialer for å bestemme passende holdbarhet.
Spesifikk detaljert forklaring av de fleste nødvendige tester finnes i ASTM-håndboken.
Noen siste tips
En-dels silikoner er den høyeste kvalitet som er tilgjengelig. De har begrensninger, og hvis det stilles spesielle krav, kan de utvikles spesielt.
Det er nøkkelen å sørge for at alle råvarene er så tørre som mulig, at formuleringen er stabil og at luft fjernes i produksjonsprosessen.
Utvikling og testing er i bunn og grunn den samme prosessen for en hvilken som helst del av tetningsmassen uavhengig av type - bare sørg for at du har sjekket alle mulige egenskaper før du begynner å lage produksjonsmengder og at du har en klar forståelse av behovene til applikasjonen.
Avhengig av applikasjonskravene kan riktig herdekjemi velges. For eksempel, hvis en silikon velges og lukt, korrosjon og vedheft ikke anses som viktig, men en lav kostnad er nødvendig, så er acetoksy veien å gå. Men hvis metalldeler som kan være korroderte er involvert eller spesiell vedheft til plast er nødvendig i en unik blank farge, trenger du et oksim.
[1] Dale Flackett. Silisiumforbindelser: Silaner og silikoner [M]. Gelest Inc.: 433-439
* Foto fra OLIVIA Silikonforsegling
Innleggstid: 31. mars 2024
