Nee, dit gaan nie vervelig wees nie, eerlikwaar – veral as jy van rekbare rubbergoed hou. As jy verder lees, sal jy amper alles uitvind wat jy nog ooit wou weet oor eendelige silikoonseëlmiddels.
1) Wat hulle is
2) Hoe om hulle te maak
3) Waar om hulle te gebruik
Inleiding
Wat is 'n een-komponent silikoon seëlaar?
Daar is baie soorte chemies uithardende seëlmiddels - Silikoon, Poliuretaan en Polisulfied is die bekendste. Die naam kom van die ruggraat van die betrokke molekules.
Die silikoonruggraat is:
Si – O – Si – O – Si – O – Si
Gemodifiseerde silikoon is 'n nuwe tegnologie (ten minste in die VSA) en beteken eintlik 'n organiese ruggraat wat met silaanchemie genees word. 'n Voorbeeld is alkoksisilaan-getermineerde polipropileenoksied.
Al hierdie chemiese stowwe kan óf een deel óf twee dele wees, wat natuurlik verband hou met die aantal dele wat jy nodig het om die ding te laat uithard. Daarom beteken een deel eenvoudig dat jy die buis, patroon of emmer oopmaak en jou materiaal sal uithard. Normaalweg reageer hierdie een-deel stelsels met die vog in die lug om rubber te word.
So, 'n een-komponent silikoon is 'n stelsel wat stabiel in die buis is totdat dit, na blootstelling aan lug, uithard om 'n silikoonrubber te produseer.
Voordele
Eendelige silikone het baie unieke voordele.
-Wanneer hulle korrek saamgestel word, is hulle baie stabiel en betroubaar met uitstekende adhesie en fisiese eienskappe. 'n Raklewe (die tyd wat jy dit in die buis kan los voordat jy dit gebruik) van ten minste een jaar is normaal, met sommige formulasies wat vir baie jare hou. Silikone het ook ongetwyfeld die beste langtermynprestasie. Hul fisiese eienskappe verander skaars met verloop van tyd sonder enige effek van UV-blootstelling, en boonop vertoon hulle uitstekende temperatuurstabiliteit wat dié van ander seëlmiddels met ten minste 50 ℃ oortref.
-Een-deel silikone droog relatief vinnig uit, ontwikkel gewoonlik 'n vel binne 5 tot 10 minute, word binne een uur kleefvry en verhard tot 'n elastiese rubber van ongeveer 1/10 duim diep in minder as 'n dag. Die oppervlak het 'n lekker rubberagtige gevoel.
-Aangesien hulle deurskynend gemaak kan word, wat op sigself 'n belangrike kenmerk is (deurskynend is die mees gebruikte kleur), is dit relatief maklik om hulle tot enige kleur te pigmenteer.
Beperkings
Silikone het twee hoofbeperkings.
1) Hulle kan nie met waterbasisverf geverf word nie - dit kan ook moeilik wees met oplosmiddelbasisverf.
2) Na uitharding kan die seëlmiddel van sy silikoonplastiseerder vrystel wat, wanneer dit in 'n bou-uitsettingsvoeg gebruik word, onooglike vlekke langs die rand van die voeg kan veroorsaak.
Natuurlik, as gevolg van die aard van 'n eendelige eenheid, is dit onmoontlik om 'n vinnige diep snit deur uitharding te kry, want die stelsel moet met die lug reageer en daarom van bo af ondertoe uithard. Om meer spesifiek te word, silikone kan nie as die enigste seël in geïsoleerde glasvensters gebruik word nie, want hoewel hulle uitstekend is om grootmaat vloeibare water uit te hou, beweeg waterdamp relatief maklik deur die uitgeharde silikonrubber, wat veroorsaak dat die IG-eenhede begin damp.
Markgebiede en gebruike
Een-komponent silikone word omtrent oral en oral gebruik, insluitend, tot die ontsteltenis van sommige geboueienaars, waar die twee bogenoemde beperkings probleme veroorsaak.
Konstruksie- en DIY-markte maak die grootste deel uit, gevolg deur motor-, nywerheids-, elektronika- en lugvaartmarkte. Soos met alle seëlmiddels, is die een deel silikone se hooffunksie om te kleef en die gaping tussen twee soortgelyke of verskillende substrate te vul om te verhoed dat water of trek deurkom. Soms sal 'n formulering skaars verander word behalwe om dit meer vloeibaar te maak, waarop dit dan 'n deklaag word. Die beste manier om tussen 'n deklaag, kleefmiddel en 'n seëlmiddel te onderskei, is eenvoudig. 'n Seëlmiddel seël tussen twee oppervlaktes, terwyl 'n deklaag net een bedek en beskerm, terwyl 'n kleefmiddel twee oppervlaktes breedvoerig bymekaar hou. 'n Seëlmiddel is die meeste soos 'n kleefmiddel wanneer dit in strukturele glas of geïsoleerde glas gebruik word, maar dit funksioneer steeds om die twee substrate te seël, benewens om hulle bymekaar te hou.
Basiese Chemie
Die silikoonseëlaar in die ongeharde toestand lyk gewoonlik soos 'n dik pasta of room. By blootstelling aan lug hidroliseer die reaktiewe eindgroepe van die silikoonpolimeer (reageer met water) en verbind dan met mekaar, wat water vrystel en lang polimeerkettings vorm wat aanhou om met mekaar te reageer totdat die pasta uiteindelik in 'n indrukwekkende rubber verander. Die reaktiewe groep aan die punt van die silikoonpolimeer kom van die belangrikste deel van die formulering (uitgesluit die polimeer self), naamlik die kruisbinder. Dit is die kruisbinder wat die seëlaar sy kenmerkende eienskappe gee, hetsy direk soos reuk en uithardingstempo, of indirek soos kleur, adhesie, ens. as gevolg van die ander grondstowwe wat met spesifieke kruisbinderstelsels gebruik kan word, soos vulstowwe en adhesiebevorderaars. Die keuse van die regte kruisbinder is die sleutel tot die bepaling van die finale eienskappe van die seëlaar.
Genesingssoorte
Daar is verskeie verskillende verhardingstelsels.
1) Asetoksie (suur asyn reuk)
2) Oksiem
3) Alkoksi
4) Bensamied
5) Amien
6) Aminoksi
Oksieme, alkoksieë en bensamiede (wat meer algemeen in Europa gebruik word) is die sogenaamde neutrale of nie-suur stelsels. Die amiene en aminooksistelsels het 'n ammoniakreuk en word tipies meer in motor- en industriële gebiede of spesifieke buitelugkonstruksietoepassings gebruik.
Grondstowwe
Formulerings bestaan uit verskeie verskillende komponente, waarvan sommige opsioneel is, afhangende van die beoogde eindgebruik.
Die enigste absoluut noodsaaklike grondstowwe is reaktiewe polimeer en kruisbinder. Vulstowwe, adhesiebevorderaars, nie-reaktiewe (plastiserende) polimeer en katalisators word egter amper altyd bygevoeg. Daarbenewens kan baie ander bymiddels gebruik word, soos kleurpasta's, swamdoders, vlamvertragers en hittestabiliseerders.
Basiese Formulerings
'n Tipiese oksiemkonstruksie- of DIY-seëlaarformulering sal soos volg lyk:
| % | ||
| Polidimetielsiloksaan, OH-getermineerd 50 000 cps | 65.9 | Polimeer |
| Polidimetielsiloksaan, trimetielgetermineerd, 1000 cps | 20 | Weekmaker |
| Metieltrioksiminosilaan | 5 | Kruisbinder |
| Aminopropieltriëtoksisilaan | 1 | Adhesiepromotor |
| 150 vk.m/g oppervlakte gerookte silika | 8 | Vulsel |
| Dibutieltindilauraat | 0.1 | Katalisator |
| Totaal | 100 |
Fisiese Eienskappe
Tipiese fisiese eienskappe sluit in:
| Verlenging (%) | 550 |
| Treksterkte (MPa) | 1.9 |
| Modulus by 100 Verlenging (MPa) | 0.4 |
| Shore A Hardheid | 22 |
| Vel oor tyd (min) | 10 |
| Vrye tyd vir die aanhegting (min) | 60 |
| Krastyd (min) | 120 |
| Deurdurende genesing (mm in 24 uur) | 2 |
Formulerings wat ander kruisbinders gebruik, sal soortgelyk lyk, moontlik verskillend in die vlak van kruisbinder, tipe adhesiebevorderaar en uithardingskatalisators. Hul fisiese eienskappe sal effens verskil tensy kettingverlengers betrokke is. Sommige stelsels kan nie maklik gemaak word tensy 'n groot hoeveelheid kalkvuller gebruik word nie. Hierdie soort formulerings kan natuurlik nie in die helder of deurskynende tipe vervaardig word nie.
Ontwikkeling van seëlmiddels
Daar is 3 stadiums om 'n nuwe seëlmiddel te ontwikkel.
1) Konsepsie, produksie en toetsing in die laboratorium - baie klein volumes
Hier het die laboratoriumchemikus nuwe idees en begin tipies met 'n handmatige bondel van ongeveer 100 gram seëlmiddel net om te sien hoe dit uithard en watter soort rubber geproduseer word. Nou is daar 'n nuwe masjien beskikbaar "The Hauschild Speed Mix" van FlackTek Inc. Hierdie gespesialiseerde masjien is ideaal om hierdie klein 100g-bondels binne sekondes te meng terwyl lug uitgestoot word. Dit is belangrik aangesien dit die ontwikkelaar nou toelaat om die fisiese eienskappe van hierdie klein bondels eintlik te toets. Gedampte silika of ander vulstowwe soos neergeslane kryte kan binne ongeveer 8 sekondes in die silikoon gemeng word. Ontlugting neem ongeveer 20-25 sekondes. Die masjien werk deur middel van 'n dubbele asimmetriese sentrifugemeganisme wat basies die deeltjies self as hul eie mengarms gebruik. Die maksimum menggrootte is 100 gram en verskeie verskillende koppietipes is beskikbaar, insluitend weggooibare koppies, wat absoluut geen skoonmaak beteken nie.
Die sleutel in die formuleringsproses is nie net die soort bestanddele nie, maar ook die volgorde van byvoeging en mengtye. Natuurlik is die uitsluiting of verwydering van lug belangrik om die produk 'n rakleeftyd te gee, aangesien lugborrels vog bevat wat dan veroorsaak dat die seëlaar van binne af uithard.
Sodra die chemikus die soort seëlmiddel verkry het wat vir sy spesifieke toepassing benodig word, skaal hy op na 'n 1-liter planetêre menger wat ongeveer 3-4 klein 110 ml (3 oz) buisies kan produseer. Dit is voldoende materiaal vir die aanvanklike rakleeftydtoetsing en adhesietoets plus enige ander spesiale vereistes.
Hy kan dan na 'n 1- of 2-liter-masjien gaan om 8-12 10-oz-buise te produseer vir meer diepgaande toetsing en kliëntmonsterneming. Die seëlmiddel word uit die pot deur 'n metaalsilinder in die patroon geëxtrudeer wat oor die verpakkingsilinder pas. Na hierdie toetse is hy gereed vir opskaal.
2) Opskaal en fyn afstemming - medium volumes
In die opskaal word die laboratoriumformulering nou op 'n groter masjien vervaardig, tipies in die reeks van 100-200 kg of ongeveer 'n drom. Hierdie stap het twee hoofdoelwitte.
a) om te sien of daar enige beduidende veranderinge is tussen die 4 lb-grootte en hierdie groter grootte wat kan voortspruit uit meng- en verspreidingstempo's, reaksiesnelhede en verskillende hoeveelhede skuifdigtheid in die mengsel, en
b) om genoeg materiaal te produseer om voornemende kliënte te monster en om werklike terugvoer op die werk te kry.
Hierdie 50-liter-masjien is ook baie nuttig vir industriële produkte wanneer lae volumes of spesiale kleure benodig word en slegs ongeveer een drom van elke tipe op 'n slag vervaardig hoef te word.
Daar is verskeie tipes mengmasjiene. Die twee wat die meeste gebruik word, is planetêre mengers (soos hierbo getoon) en hoëspoed-verspreiders. 'n Planetêre menger is goed vir hoër viskositeitsmengsels, terwyl 'n verspreider beter presteer, veral in vloeibare stelsels met 'n laer viskositeit. In tipiese konstruksie-seëlmiddels kan enige masjien gebruik word, solank daar aandag gegee word aan mengtyd en potensiële hitteopwekking van 'n hoëspoed-verspreider.
3) Volskaalse produksiehoeveelhede
Die finale produksie, wat bondel- of deurlopend kan wees, reproduseer hopelik eenvoudig die finale formulering van die opskaalstap. Gewoonlik word 'n relatief klein hoeveelheid (2 of 3 bondels of 1-2 uur aaneenlopend) materiaal eers in die produksietoerusting geproduseer en gekontroleer voordat normale produksie plaasvind.
Toetsing - Wat en Hoe om te toets.
Wat
Fisiese Eienskappe - Verlenging, Treksterkte en Modulus
Adhesie aan gepaste substraat
Raklewe - beide versnel en by kamertemperatuur
Uithardingstempo's - Vel oor tyd, Kleefvrye tyd, Krastyd en Deurharding, Kleurtemperatuurstabiliteit of stabiliteit in verskeie vloeistowwe soos olie
Daarbenewens word ander sleuteleienskappe nagegaan of waargeneem: konsekwentheid, lae reuk, korrosiwiteit en algemene voorkoms.
Hoe
'n Vel seëlmiddel word uitgetrek en vir 'n week laat uithard. 'n Spesiale halter word dan uitgesny en in 'n trektoetser geplaas om fisiese eienskappe soos verlenging, modulus en treksterkte te meet. Hulle word ook gebruik om adhesie-/kohesiekragte op spesiaal voorbereide monsters te meet. Eenvoudige ja-nee adhesietoetse word uitgevoer deur krale van materiaal wat op die betrokke substrate uitgehard is, te trek.
'n Shore-A meter meet die hardheid van die rubber. Hierdie toestel lyk soos 'n gewig en 'n meter met 'n punt wat in die uitgeharde monster druk. Hoe meer die punt die rubber binnedring, hoe sagter die rubber en hoe laer die waarde. 'n Tipiese konstruksieseëlaar sal in die 15-35-reeks wees.
Veloortdurende tye, kleefvrye tye en ander spesiale velmetings word óf met die vinger óf met plastiekvelle met gewigte uitgevoer. Die tyd voordat die plastiek skoon afgetrek kan word, word gemeet.
Vir rakleeftyd word buise seëlmiddel óf by kamertemperatuur verouder (wat natuurlik 1 jaar neem om 'n rakleeftyd van 1 jaar te bewys) óf by verhoogde temperature, van tipies 50℃ vir 1, 3, 5, 7 weke, ens. Na die verouderingsproses (die buis word toegelaat om af te koel in die versnelde geval), word materiaal uit die buis geëxtrudeer en in 'n plaat getrek waar dit toegelaat word om te verhard. Die fisiese eienskappe van die rubber wat in hierdie velle gevorm word, word soos voorheen getoets. Hierdie eienskappe word dan vergelyk met dié van vars saamgestelde materiale om die toepaslike rakleeftyd te bepaal.
'n Spesifieke gedetailleerde verduideliking van die meeste toetse wat benodig word, kan in die ASTM-handboek gevind word.
'n Paar Finale Wenke
Een-komponent silikone is die hoogste gehalte seëlmiddels beskikbaar. Hulle het wel beperkings en indien spesifieke vereistes gestel word, kan hulle spesiaal ontwikkel word.
Dit is belangrik om seker te maak dat al die grondstowwe so droog as moontlik is, die formulering stabiel is en dat lug in die produksieproses verwyder word.
Ontwikkeling en toetsing is basies dieselfde proses vir enige een-deel seëlaar, ongeag die tipe – maak net seker dat jy elke moontlike eienskap nagegaan het voordat jy produksiehoeveelhede begin maak en dat jy 'n duidelike begrip het van die behoeftes van die toepassing.
Afhangende van die toepassingsvereistes, kan die korrekte uithardingschemie gekies word. Byvoorbeeld, as 'n silikoon gekies word en reuk, korrosie en adhesie nie as belangrik beskou word nie, maar 'n lae koste benodig word, dan is asetoksiem die beste keuse. As metaalonderdele wat moontlik gekorrodeer is, egter betrokke is of spesiale adhesie aan plastiek in 'n unieke glansende kleur benodig word, dan benodig jy 'n oksiem.
[1] Dale Flackett. Silikonverbindings: Silane en Silikone [M]. Gelest Inc: 433-439
* Foto van OLIVIA Silikoon Seëlaar
Plasingstyd: 31 Maart 2024
