Não, isso não será chato, honestamente - principalmente se você gosta de coisas elásticas de borracha. Se você continuar lendo, descobrirá quase tudo o que sempre quis saber sobre selantes de silicone monocomponentes.
1) O que são
2) Como fazê-los
3) Onde usá-los
Introdução
O que é um selante de silicone monocomponente?
Existem muitos tipos de selantes de cura química - Silicone, Poliuretano e Polissulfeto sendo os mais conhecidos. O nome vem da espinha dorsal das moléculas envolvidas.
A espinha dorsal do silicone é:
Si – O – Si - O – Si – O – Si
O silicone modificado é uma tecnologia nova (pelo menos nos EUA) e na verdade significa uma estrutura orgânica curada com a química do silano. Um exemplo é o óxido de polipropileno terminado em alcoxissilano.
Todos esses produtos químicos podem ser de uma ou duas partes, o que obviamente está relacionado ao número de peças necessárias para curar a coisa. Portanto, uma parte significa simplesmente abrir o tubo, cartucho ou balde e seu material irá curar. Normalmente, esses sistemas monocomponentes reagem com a umidade do ar para se tornarem borracha.
Portanto, um silicone monocomponente é um sistema que permanece estável no tubo até que, ao ser exposto ao ar, cure para produzir uma borracha de silicone.
Vantagens
Os silicones de uma parte têm muitas vantagens exclusivas.
-Quando compostos corretamente são muito estáveis e confiáveis, com excelente adesão e propriedades físicas. Um prazo de validade (o tempo que você pode deixar no tubo antes de usá-lo) de pelo menos um ano é normal, com algumas formulações durando muitos anos. Os silicones também têm, sem dúvida, o melhor desempenho a longo prazo. Suas propriedades físicas dificilmente mudam ao longo do tempo sem nenhum efeito da exposição aos raios UV e, além disso, apresentam excelente estabilidade de temperatura, excedendo a de outros selantes em pelo menos 50°C.
-Uma parte de silicone cura relativamente rapidamente, normalmente desenvolvendo uma película em 5 a 10 minutos, tornando-se livre de pegajosidade em uma hora e curando até formar uma borracha elástica com cerca de 1/10 polegada de profundidade em menos de um dia. A superfície tem uma agradável sensação de borracha.
-Como podem ser translúcidos, o que é uma característica importante por si só (translúcido é a cor mais utilizada), é relativamente fácil pigmentá-los em qualquer cor.
Limitações
Os silicones têm duas limitações principais.
1) Eles não podem ser pintados com tinta à base de água - também pode ser complicado com tinta à base de solvente.
2) Após a cura, o selante pode liberar parte de seu plastificante de silicone que, ao ser usado em juntas de dilatação de edifícios, pode criar manchas desagradáveis ao longo da borda da junta.
É claro que, devido à própria natureza de ser uma peça única, é impossível obter uma seção profunda e rápida durante a cura, porque o sistema tem que reagir com o ar, portanto, curando de cima para baixo. Para ser um pouco mais específico, os silicones não podem ser usados como única vedação em janelas de vidro isoladas porque. Embora sejam excelentes para manter a água líquida afastada, o vapor de água passa com relativa facilidade através da borracha de silicone curada, fazendo com que as unidades IG fiquem embaçadas.
Áreas de mercado e usos
Os silicones monocomponentes são usados em qualquer lugar e em qualquer lugar, inclusive, para desespero de alguns proprietários de edifícios, onde as duas limitações mencionadas acima causam problemas.
Os mercados de construção e bricolagem respondem pelo maior volume, seguidos pelos automotivos, industriais, eletrônicos e aeroespaciais. Tal como acontece com todos os selantes, a principal função dos silicones monocomponentes é aderir e preencher a lacuna entre dois substratos semelhantes ou diferentes para evitar a passagem de água ou correntes de ar. Às vezes, uma formulação dificilmente será alterada, a não ser para torná-la mais fluida, sobre a qual se tornará um revestimento. A melhor maneira de diferenciar entre revestimento, adesivo e selante é simples. Um selante veda entre duas superfícies, enquanto um revestimento cobre e protege apenas uma, enquanto um adesivo mantém extensivamente duas superfícies juntas. Um selante é mais parecido com um adesivo quando usado em envidraçados estruturais ou envidraçados isolados; no entanto, ainda funciona para selar os dois substratos, além de mantê-los juntos.
Química Básica
O selante de silicone no estado não curado normalmente se parece com uma pasta grossa ou creme. Quando expostos ao ar, os grupos terminais reativos do polímero de silicone hidrolisam (reagem com a água) e depois se unem, liberando água e formando longas cadeias poliméricas que continuam a reagir entre si até que eventualmente a pasta se transforme em uma borracha impressionante. O grupo reativo na extremidade do polímero de silicone vem da parte mais importante da formulação (excluindo o próprio polímero), nomeadamente o reticulador. É o reticulador que confere ao selante suas propriedades características, seja diretamente, como odor e taxa de cura, ou indiretamente, como cor, adesão, etc. devido às outras matérias-primas que podem ser utilizadas com sistemas reticulantes específicos, como cargas e promotores de adesão. . Selecionar o reticulador correto é fundamental para determinar as propriedades finais do selante.
Tipos de cura
Existem vários sistemas de cura diferentes.
1) Acetoxi (cheiro ácido de vinagre)
2) Oxima
3) Alcóxi
4) Benzamida
5) Amina
6) Aminoxi
Oximas, alcóxis e benzamidas (mais utilizadas na Europa) são os chamados sistemas neutros ou não ácidos. Os sistemas de aminas e aminoxi têm odor de amônia e são normalmente mais usados em áreas automotivas e industriais ou em aplicações específicas de construção externa.
Matérias-primas
As formulações compreendem vários componentes diferentes, alguns dos quais são opcionais, dependendo do uso final pretendido.
As únicas matérias-primas absolutamente essenciais são o polímero reativo e o reticulador. Contudo, cargas, promotores de adesão, polímeros não reativos (plastificantes) e catalisadores são quase sempre adicionados. Além disso, muitos outros aditivos podem ser usados, como pastas coloridas, fungicidas, retardadores de chama e estabilizadores de calor.
Formulações Básicas
Uma construção típica de oxima ou formulação de selante DIY será semelhante a:
| % | ||
| Polidimetilsiloxano, OH terminado em 50.000 cps | 65,9 | Polímero |
| Polidimetilsiloxano, terminado em trimetil, 1000cps | 20 | Plastificante |
| Metiltrioximinossilano | 5 | Reticulador |
| Aminopropiltrietoxissilano | 1 | Promotor de adesão |
| 150 m²/g de sílica pirogênica de área de superfície | 8 | Preenchimento |
| Dilaurato de dibutilestanho | 0,1 | Catalisador |
| Total | 100 |
Propriedades Físicas
As propriedades físicas típicas incluem:
| Alongamento (%) | 550 |
| Resistência à tração (MPa) | 1,9 |
| Módulo a 100 alongamento (MPa) | 0,4 |
| Dureza Shore A | 22 |
| Pele ao longo do tempo (min) | 10 |
| Aproveite o tempo livre (min) | 60 |
| Tempo de raspagem (min) | 120 |
| Através da cura (mm em 24 horas) | 2 |
As formulações que utilizam outros reticulantes terão aparência semelhante, talvez diferindo no nível de reticulador, no tipo de promotor de adesão e nos catalisadores de cura. Suas propriedades físicas variarão ligeiramente, a menos que estejam envolvidos extensores de cadeia. Alguns sistemas não podem ser feitos facilmente, a menos que seja usada uma grande quantidade de enchimento de giz. Obviamente, estes tipos de formulações não podem ser produzidos no tipo transparente ou translúcido.
Desenvolvimento de Selantes
Existem 3 etapas no desenvolvimento de um novo selante.
1) Concepção, produção e testes em laboratório – volumes muito pequenos
Aqui, o químico do laboratório tem novas ideias e normalmente começa com um lote manual de cerca de 100 gramas de selante apenas para ver como ele cura e que tipo de borracha é produzida. Agora há uma nova máquina disponível "The Hauschild Speed Mix" da FlackTek Inc. Esta máquina especializada é ideal para misturar esses pequenos lotes de 100g em segundos enquanto expele o ar. Isto é importante porque agora permite ao desenvolvedor testar realmente as propriedades físicas desses pequenos lotes. Sílica pirogênica ou outras cargas, como giz precipitado, podem ser misturadas ao silicone em cerca de 8 segundos. A desarejamento leva cerca de 20 a 25 segundos. A máquina funciona por meio de um mecanismo centrífugo duplo assimétrico que basicamente usa as próprias partículas como seus próprios braços de mistura. O tamanho máximo da mistura é de 100 gramas e vários tipos de copos diferentes estão disponíveis, incluindo descartáveis, o que significa absolutamente nenhuma limpeza.
A chave no processo de formulação não é apenas os tipos de ingredientes, mas também a ordem de adição e os tempos de mistura. Naturalmente a exclusão ou remoção de ar é importante para permitir que o produto tenha uma vida útil, uma vez que as bolhas de ar contêm umidade que fará com que o selante cure por dentro.
Uma vez que o químico tenha obtido o tipo de selante necessário para sua aplicação específica, ele pode ser dimensionado para um misturador planetário de 1 litro, que pode produzir cerca de 3-4 tubos pequenos de 110 ml (3 onças). Este é material suficiente para testes iniciais de prazo de validade e testes de adesão, além de quaisquer outros requisitos especiais.
Ele então pode ir para uma máquina de 1 ou 2 galões para produzir tubos de 8 a 12 10 onças para testes mais aprofundados e amostragem do cliente. O selante é extrudado do pote através de um cilindro de metal para dentro do cartucho que se ajusta ao cilindro de embalagem. Após esses testes, ele está pronto para expansão.
2) Aumento de escala e ajuste fino de volumes médios
Na ampliação, a formulação de laboratório agora é produzida em uma máquina maior, normalmente na faixa de 100-200 kg ou cerca de um tambor. Esta etapa tem dois propósitos principais
a) para ver se há alguma mudança significativa entre o tamanho de 4 lb e este tamanho maior que pode resultar das taxas de mistura e dispersão, taxas de reação e diferentes quantidades de pura na mistura, e
b) produzir material suficiente para obter amostras de clientes em potencial e obter feedback real sobre o trabalho.
Esta máquina de 50 galões também é muito útil para produtos industriais quando são necessários baixos volumes ou cores especiais e apenas um tambor de cada tipo precisa ser produzido por vez.
Existem vários tipos de máquinas de mistura. Os dois mais comumente usados são misturadores planetários (como mostrado acima) e dispersores de alta velocidade. Um planetário é bom para misturas de maior viscosidade, enquanto um dispersor tem melhor desempenho, especialmente em sistemas fluidos de baixa viscosidade. Em selantes de construção típicos, qualquer uma das máquinas pode ser usada, desde que se preste atenção ao tempo de mistura e à potencial geração de calor de um dispersor de alta velocidade.
3) Quantidades de produção em grande escala
A produção final, que pode ser em lote ou contínua, espera-se que simplesmente reproduza a formulação final da etapa de aumento de escala. Normalmente, uma quantidade relativamente pequena (2 ou 3 lotes ou 1-2 horas contínuas) de material é produzida primeiro no equipamento de produção e verificada antes da produção normal.
Teste - O que e como testar.
O que
Propriedades Físicas – Alongamento, Resistência à Tração e Módulo
Adesão ao substrato apropriado
Prazo de validade - acelerado e em temperatura ambiente
Taxas de cura - Pele ao longo do tempo, tempo livre de aderência, tempo de arranhão e cura completa, estabilidade de temperatura de cores ou estabilidade em vários fluidos, como óleo
Além disso, outras propriedades importantes são verificadas ou observadas: consistência, baixo odor, corrosividade e aparência geral.
Como
Uma folha de selante é retirada e deixada curar por uma semana. Um sino especial é então cortado e colocado em um testador de tração para medir propriedades físicas como alongamento, módulo e resistência à tração. Eles também são usados para medir forças de adesão/coesão em amostras especialmente preparadas. Testes simples de adesão sim-não são realizados puxando grânulos de material curado sobre os substratos em questão.
Um medidor Shore-A mede a dureza da borracha. Este dispositivo se parece com um peso e um medidor com uma ponta pressionando a amostra curada. Quanto mais a ponta penetra na borracha, mais macia será a borracha e menor será o valor. Um selante de construção típico estará na faixa de 15 a 35.
Tempos de pele, tempos livres de pegajosidade e outras medições especiais da pele são realizadas com o dedo ou com folhas de plástico com pesos. O tempo antes que o plástico possa ser removido de forma limpa é medido.
Para a vida útil, os tubos de selante são envelhecidos em temperatura ambiente (que naturalmente leva 1 ano para provar uma vida útil de 1 ano) ou em temperaturas elevadas, normalmente de 50 ℃ por 1,3,5,7 semanas, etc. processo (o tubo é deixado esfriar no caso acelerado), o material é extrudado do tubo e puxado para uma folha onde pode curar. As propriedades físicas da borracha formada nestas folhas são testadas como anteriormente. Essas propriedades são então comparadas com aquelas de materiais recém-compostos para determinar o prazo de validade apropriado.
Explicações detalhadas específicas da maioria dos testes exigidos podem ser encontradas no manual da ASTM.
Algumas dicas finais
Os silicones monocomponentes são os selantes da mais alta qualidade disponíveis. Eles têm limitações e se forem exigidos requisitos específicos, podem ser desenvolvidos especialmente.
É fundamental garantir que todas as matérias-primas estejam o mais secas possível, que a formulação seja estável e que o ar seja removido no processo de produção.
O desenvolvimento e o teste são basicamente o mesmo processo para qualquer peça de selante, independentemente do tipo - apenas certifique-se de ter verificado todas as propriedades possíveis antes de começar a produzir quantidades e de ter um entendimento claro das necessidades da aplicação.
Dependendo dos requisitos da aplicação, o produto químico de cura correto pode ser selecionado. Por exemplo, se um silicone for selecionado e o odor, a corrosão e a adesão não forem considerados importantes, mas for necessário um baixo custo, então o acetoxi é a melhor opção. No entanto, se houver peças metálicas que possam estar corroídas ou se for necessária uma adesão especial ao plástico em uma cor brilhante exclusiva, você precisará de uma oxima.
[1] Dale Flackett. Compostos de Silício: Silanos e Silicones [M]. Gelest Inc: 433-439
* Foto do Selante de Silicone OLIVIA
Horário da postagem: 31 de março de 2024
