Двухкомпонентные конструкционные силиконовые герметики обладают высокой прочностью, способны выдерживать большие нагрузки, устойчивы к старению, усталости и коррозии, а также демонстрируют стабильные характеристики в течение ожидаемого срока службы. Они подходят для склеивания конструкционных элементов. В основном используются для склеивания металла, керамики, пластмасс, резины, дерева и других материалов одного вида или между различными материалами, и могут частично заменить традиционные методы соединения, такие как сварка, клепка и болтовое соединение.
Силиконовый конструкционный герметик — ключевой материал, используемый в полностью или частично скрытых рамах стеклянных навесных стен. Соединяя пластины и металлические рамы, он способен выдерживать ветровые нагрузки и нагрузки от собственного веса стекла, что напрямую влияет на долговечность и безопасность конструкций навесных стен зданий. Это один из ключевых элементов безопасности стеклянных навесных стен.
Это структурный герметик, основным сырьем которого является линейный полисилоксан. В процессе отверждения сшивающий агент реагирует с базовым полимером, образуя эластичный материал с трехмерной сетевой структурой. Благодаря относительно большой энергии связи Si-O в молекулярной структуре силиконовой резины по сравнению с обычными химическими связями (Si-O имеет специфические физико-химические свойства: длина связи 0,164±0,003 нм, энергия термической диссоциации 460,5 Дж/моль, что значительно выше, чем у C-O (358 Дж/моль), C-C (304 Дж/моль), Si-C (318,2 Дж/моль)), он обладает высокой устойчивостью к УФ-излучению и атмосферному старению, сохраняя свои свойства без трещин и повреждений в течение 30 лет в различных погодных условиях. Он также обладает ±50%-ной устойчивостью к деформации и смещению в широком диапазоне температур. Однако с увеличением использования силиконовых конструкционных герметиков в практическом применении возникают различные проблемы, такие как: агломерация и измельчение частиц компонента B, расслоение и расслоение компонента B, невозможность прижать пластину или переворачивание клея, низкая скорость подачи клея клеевым аппаратом, наличие частиц в клее на листе, слишком быстрое или слишком медленное время высыхания поверхности, образование пленки или вулканизация клея, появление «цветочного клея» в процессе изготовления клея, невозможность нормального отверждения коллоидной смеси, липкость рук через несколько дней после отверждения, аномальная твердость после отверждения, наличие игольчатых пор на поверхности склеивания с подложкой, застревание пузырьков воздуха в силиконовом герметике, плохое сцепление с подложкой, несовместимость с комплектующими и т. д.
2. Анализ часто задаваемых вопросов о двухкомпонентном силиконовом клее
2.1 Часть B характеризуется агломерацией и измельчением частиц.
Если происходит агломерация и измельчение частиц компонента B, этому могут быть две причины: во-первых, это явление произошло в верхнем слое до использования из-за плохой герметизации упаковки, и сшивающий или связующий агент в компоненте B является активным компонентом, чувствительным к влаге в воздухе; в этом случае партию следует вернуть производителю. Во-вторых, если машина была выключена во время работы, и агломерация и измельчение частиц произошли при повторном включении машины, что указывает на плохую герметизацию между прижимной пластиной клеевой машины и резиновым материалом; в этом случае следует обратиться к специалисту для решения проблемы.
2.2 Скорость работы клеевого аппарата низкая.
При первом использовании изделия скорость подачи клея клеевым аппаратом оказывается слишком низкой в процессе склеивания. Возможны три причины: ⑴ низкая текучесть компонента А, ⑵ слишком большой размер прижимной пластины и ⑶ недостаточное давление воздуха в источнике сжатого воздуха.
Если будет установлена первая или третья причина, мы можем решить проблему, отрегулировав давление клеевого пистолета; если будет установлена вторая причина, проблему можно решить, заказав ствол соответствующего калибра. Если скорость подачи клея снижается во время нормальной работы, возможно, засорились смесительный элемент и фильтрующая сетка. После обнаружения засора оборудование необходимо своевременно очистить.
2.3 Время отрыва слишком быстрое или слишком медленное
Время разрушения структурного клея — это время, необходимое для превращения коллоида из пастообразной массы в эластичное тело после смешивания; обычно его измеряют каждые 5 минут. На сушку и отверждение резиновой поверхности влияют три фактора: (1) влияние соотношения компонентов А и В и т. д.; (2) температура и влажность (основное влияние оказывает температура); (3) дефекты самой формулы продукта.
Решение причины (1) заключается в корректировке соотношения. Увеличение доли компонента B может сократить время отверждения и сделать клеевой слой твердым и хрупким; в то время как уменьшение доли отвердителя увеличит время отверждения, клеевой слой станет мягче, прочность повысится, а прочность увеличится.
Как правило, объемное соотношение компонентов A:B можно регулировать в диапазоне (9–13:1). При высокой доле компонента B скорость реакции увеличивается, а время разрушения сокращается. Слишком быстрая реакция влияет на время обрезки и остановки пистолета. Слишком медленная реакция влияет на время высыхания коллоида. Время разрушения обычно регулируется в диапазоне от 20 до 60 минут. Характеристики коллоида после отверждения в этом диапазоне соотношений в основном одинаковы. Кроме того, при слишком высокой или слишком низкой температуре нанесения можно соответствующим образом уменьшить или увеличить долю компонента B (отвердителя), чтобы добиться регулирования времени высыхания поверхности и отверждения коллоида. В случае проблем с самим продуктом, его необходимо заменить.
2.4 «Цветочный клей» появляется в процессе склеивания.
Цветочная смола образуется из-за неравномерного смешивания коллоидов компонентов A/B и проявляется в виде локальных белых полос. Основные причины: ⑴ Засорился трубопровод компонента B клеевой машины; ⑵ Статический смеситель долгое время не чистился; ⑶ Накипь разрыхлилась, и скорость подачи клея неравномерна. Это можно решить чисткой оборудования; по причине (3) необходимо проверить пропорциональный регулятор и внести соответствующие корректировки.
2.5. Образование пленки или вулканизация коллоида в процессе изготовления клея.
Когда двухкомпонентный клей частично затвердевает в процессе смешивания, клей, выходящий из клеевого пистолета, может покрываться коркой или вулканизироваться. Если при этом не наблюдается отклонений в скорости затвердевания и вытекания клея, но клей все еще затвердевает или вулканизируется, это может указывать на длительное простое оборудования, некачественную или недостаточно тщательную очистку клеевого пистолета и необходимость промывки после очистки от затвердевшего или вулканизированного клея.
2.6 В силиконовом герметике присутствуют пузырьки воздуха.
В целом, сам коллоид не содержит пузырьков воздуха, но пузырьки воздуха в коллоиде могут смешиваться с воздухом во время транспортировки или монтажа, например: ⑴ Не очищается выходное отверстие при замене резинового цилиндра; ⑵ Компоненты прижимаются к пластине после установки на станок без надлежащего прижима, что приводит к неполному удалению пены. Поэтому пену следует тщательно удалять перед использованием, а клеевой станок необходимо правильно эксплуатировать во время работы, чтобы обеспечить герметичность и предотвратить попадание воздуха.
2.7 Плохая адгезия к субстрату
Герметик не является универсальным клеем, поэтому в практических применениях нельзя гарантировать хорошее сцепление со всеми основаниями. В связи с разнообразием методов обработки поверхностей оснований и появлением новых технологий, скорость и эффективность сцепления герметиков и оснований также различаются.
Существует три типа повреждений в зоне сцепления между конструкционным клеем и подложкой. Первый — это когезионное повреждение, то есть сила сцепления > силы сцепления; второй — повреждение адгезионного соединения, то есть сила сцепления < силы сцепления. Площадь повреждения в зоне соединения, составляющая менее или равная 20%, считается допустимой, а площадь повреждения адгезионного соединения, превышающая 20%, считается недопустимой; площадь повреждения адгезионного соединения, превышающая 20%, является нежелательным явлением в практических применениях. Существует шесть возможных причин, по которым конструкционный клей может не прилипать к подложке:
⑴ Сама подложка, например, полипропилен (ПП) и полиэтилен (ПЭ), плохо поддается склеиванию. Из-за высокой молекулярной кристалличности и низкого поверхностного натяжения они не могут образовывать диффузию молекулярных цепей и переплетение с большинством веществ, поэтому не могут образовывать прочную связь на границе раздела. Адгезия;
⑵ Диапазон склеивания продукта узок, и он может работать только с некоторыми подложками;
⑶ Времени на обслуживание недостаточно. Обычно двухкомпонентный конструкционный клей должен отверждаться не менее 3 дней, а однокомпонентный — 7 дней. Если температура и влажность в помещении для отверждения низкие, время отверждения следует увеличить.
⑷ Неправильное соотношение компонентов А и В. При использовании двухкомпонентных продуктов пользователь должен строго следовать соотношению, указанному производителем, для регулирования соотношения основного клея и отвердителя, иначе на ранней стадии отверждения или на более поздней стадии использования могут возникнуть проблемы с адгезией, атмосферостойкостью и долговечностью.
⑸ Несоблюдение требований по очистке основания. Поскольку пыль, грязь и загрязнения на поверхности основания будут препятствовать склеиванию, перед использованием его следует тщательно очистить, чтобы обеспечить надежное сцепление конструкционного клея с основанием.
⑹ Неправильное нанесение грунтовки. Грунтовка используется для предварительной обработки поверхности алюминиевого профиля, что позволяет улучшить водостойкость и прочность соединения, а также сократить время склеивания. Поэтому в реальных инженерных приложениях необходимо правильно использовать грунтовку и строго избегать отслоения, вызванного неправильными методами нанесения.
2.8 Несовместимость с аксессуарами
Причиной несовместимости с комплектующими является физическая или химическая реакция герметика с контактирующими с ним комплектующими, что приводит к таким проблемам, как изменение цвета конструкционного клея, отклеивание от основания, ухудшение эксплуатационных характеристик конструкционного клея и сокращение срока его службы.
3. Заключение
Силиконовый конструкционный клей обладает высокой прочностью, стабильностью, превосходной стойкостью к старению, термостойкостью и другими замечательными свойствами, и широко используется для склеивания навесных стен зданий. Однако на практике из-за человеческого фактора и проблем, связанных с выбором базового материала (невозможность строгого соблюдения строительных спецификаций), эффективность конструкционного клея значительно снижается, а иногда и вовсе снижается. Поэтому перед началом строительства необходимо провести проверку совместимости и адгезии стекла, алюминия и комплектующих, а также строго соблюдать требования каждого звена в процессе строительства, чтобы обеспечить эффективность конструкционного клея и гарантировать качество проекта.
Дата публикации: 30 ноября 2022 г.