Если вы когда-либо работали в промышленном производстве, вы знаете, какими жестокими могут быть условия окружающей среды — например, агрессивные химикаты, экстремальные температуры, постоянная вибрация и сжатые сроки производства. Как человек, который много лет занимается игрой с двухкомпонентным силиконом (я не просто продавец, я помогал клиентам устранять неисправности уплотнений и проблемы с заливкой в цехах), один вопрос возникает чаще, чем любой другой: действительно ли двухкомпонентный силикон устойчив к химическим веществам в промышленных условиях?
Короткий ответ: Это зависит. Но прежде чем списывать это со счетов или давать завышенные обещания, давайте разберемся, что вообще означает здесь «химическая стойкость», как двухкомпонентный силикон сочетается с другими материалами и что вам нужно знать, чтобы выбрать правильный сорт для вашего конкретного случая использования. Я видел, как слишком много компаний тратили тысячи долларов на неправильный силикон, потому что они думали, что все двухкомпонентные силиконы одинаковы. Спойлер: это не так.
Во-первых, давайте разберемся с основами. Двухкомпонентный силикон (RTV-2) — это не обычный однокомпонентный силикон, который выдавливают из тюбика. Это двухкомпонентная система: часть А — базовый полимер, часть Б — отвердитель, и когда вы смешиваете их в определенном соотношении (обычно 10:1 или 1:1), он затвердевает в гибкое, эластичное твердое вещество. Этот процесс отверждения является здесь ключевым — в отличие от однокомпонентных силиконов, для закрепления которых используется влага из воздуха, двухкомпонентные силиконы отверждаются химически, что позволяет вам лучше настраивать их свойства для борьбы с конкретными промышленными нагрузками.
Теперь, когда дело доходит до химической стойкости, суперсилой двухкомпонентного силикона является его низкая поверхностная энергия и насыщенная основа Si-O. Большинство химикатов (кислоты, основания, растворители, масла) плохо связываются с молекулярной структурой силикона, поэтому он устойчив к абсорбции и разложению. Но вот в чем загвоздка: не все химические вещества одинаковы, и не все двухкомпонентные силиконы имеют одинаковую формулу. Например, некоторые марки отлично выдерживают воздействие мягких промышленных растворителей, таких как изопропиловый спирт или уайт-спирит, но разрушаются при воздействии сильных окислителей, таких как перекись водорода или концентрированные кислоты. Другие могут выдерживать воздействие гидравлических жидкостей, но становятся мягкими или набухают в некоторых маслах на нефтяной основе.
Я помню, как несколько лет назад один клиент, работавший в сфере производства продуктов питания и напитков, думал, что любой двухкомпонентный силикон подойдет для герметизации подшипников конвейера, из которых протекает растительное масло. Они взяли с полки дешевый универсальный двухкомпонентный силикон, и через три месяца уплотнение раздулось настолько, что оторвалось от металлического корпуса, что привело к разливу жидкости и 12 часам простоя. Оказывается, мы рекомендовали марку, разработанную специально для контакта с жирными кислотами и растительными маслами — они поменялись, и с тех пор проблем не возникало. Вот почему общие характеристики силикона ограничены.
Другой пример: химические заводы, работающие с агрессивными химическими веществами, такими как соляная кислота или аммиак, нуждаются в специализированных двухкомпонентных силиконах, в состав которых входят сшивающие агенты, которые могут противостоять им. Стандартный двухкомпонентный силикон может начать трескаться или терять эластичность через несколько месяцев воздействия, но двухкомпонентный силикон промышленного класса с правильно составленным составом может сохраняться годами. Ключевым моментом здесь является химия предварительного отверждения. Силиконы с более высокой плотностью поперечных связей (больше связей между полимерными цепями), как правило, обладают лучшей химической стойкостью, в то время как более мягкие силиконы с более низкой плотностью более гибкие, но со временем поглощают больше химикатов.
Подождите, а как насчет обычных промышленных химикатов, которые есть повсюду? Давайте пробежимся по обычным подозреваемым. Вода и легкие соли (например, на водоочистных станциях) не являются проблемой для большинства двухкомпонентных силиконов. Слабые кислоты (например, уксусная или лимонная кислота в чистящих растворах) не вызывают серьезного разложения, хотя со временем вы можете заметить небольшое изменение цвета, если подвергаетесь постоянному воздействию. Для сильных кислот, оснований или растворителей вам необходимо искать силиконы, протестированные специально для этой среды. Например, мы помогали клиентам, занимающимся гальванопокрытием металлов, подобрать термостойкий силиконовый заливочный состав, который выдерживал не только кислотные гальванические ванны, но и высокие температуры расположенных поблизости промышленных печей. Подробнее об этом и других наших специализированных классах можно узнать здесь:Оптимизируйте производительность с помощью термостойкой силиконовой заливочной массы.
Люди часто путают химическую стойкость и химическую совместимость. Сопротивление зависит от того, насколько хорошо силикон держится после воздействия (без набухания, растрескивания или потери адгезии), а совместимость — от того, реагирует ли сам силикон с химическим веществом. Например, некоторые двухкомпонентные силиконы отверждаются медленно или не отверждаются вообще, если перед отверждением они вступают в контакт с определенными химическими веществами, например, с некоторыми отвердителями на основе аминов, которые могут ингибироваться серосодержащими материалами. Если вы работаете с новым химикатом, всегда сначала проверяйте небольшую партию, это мое правило. У меня был клиент, который пытался использовать силикон для герметизации детали, на которой был остаточный антиадгезив, но силикон так и не затвердел полностью. Это простой тест, но он избавит вас от головной боли.
Теперь давайте поговорим о различных типах двухкомпонентных силиконов и их химических свойствах, поскольку не все марки предназначены для одних и тех же работ. Для производителей электроники, заливающих компоненты, чувствительные к вибрации детали, такие как датчики или печатные платы, силиконовый герметик с низким напряжением имеет большое значение. Эти силиконы имеют низкий модуль упругости (поэтому они изгибаются вместе с компонентом, не трескаются под напряжением) и хорошую устойчивость к промышленным растворителям и маслам, что идеально подходит для автомобильной или промышленной электроники, которая подвергается воздействию жиров и чистящих растворителей. У нас есть специальная марка SFY-161, которая также является огнестойкой, поэтому подходит для применений с требованиями пожарной безопасности. Подробнее об этом можно прочитать здесь:Силиконовый герметик с низким напряжением для виброчувствительной электроники|SFY-161.
Если вам нужно что-то прозрачное для оптических приложений, таких как герметизация светодиодов или компоненты дисплея, вам подойдет двухкомпонентный оптически прозрачный силиконовый герметик. Они должны противостоять пожелтению от ультрафиолетового излучения, а также от химических веществ, таких как чистящие средства, используемые в производстве, а также сохранять прозрачность, чтобы свет мог проходить сквозь них. У нас есть их ряд, ссылки на которые приведены здесь:Двухкомпонентные оптически прозрачные силиконовые заливочные массы. Для общей заливки или герметизации наш двухкомпонентный силиконовый клей для заливки является рабочей лошадкой для многих магазинов: он гибкий, имеет хорошую адгезию к металлу, пластику и стеклу и выдерживает воздействие большинства распространенных промышленных химикатов. Проверьте это здесь:2-компонентный силиконовый клей для заливки.
А для литья или формования очень популярна прозрачная жидкость из силиконовой резины RTV-2. Его легко смешивать, он отверждается при комнатной температуре, обладает хорошими антиадгезионными свойствами и химической стойкостью для отливок деталей, которые впоследствии могут вступить в контакт с маслами или растворителями. Это связано здесь:RTV-2 Прозрачная жидкость для силиконовой резины.
Итак, каковы пределы? Двухкомпонентный силикон не является непобедимым. Длительное воздействие чрезвычайно сильных окислителей (например, концентрированной азотной кислоты или перекиси водорода с концентрацией более 30%) может разрушить его структуру. Некоторые растворители, такие как толуол или ксилол, могут вызвать размягчение или набухание, если силикон не устойчив к растворителям. А если вы работаете при температуре выше 200°C (392°F) в течение длительного времени, даже самый лучший силикон начнет разлагаться быстрее, поскольку тепло ускоряет химические реакции. Но для большинства промышленных условий, где температура составляет от -40°C до 180°C, а химические вещества от умеренных до тяжелых (но не с сильными окислителями), двухкомпонентный силикон держится лучше, чем эпоксидные смолы или полиуретаны, которые имеют тенденцию быть более хрупкими, менее гибкими и быстрее разрушаться под воздействием химикатов.
Еще один фактор, который люди упускают из виду, — это адгезия. Силиконовый уплотнитель или заливочный компаунд сам по себе может иметь большую химическую стойкость, но если он плохо прилегает к подложке (металлу, пластику и т. д.), он выйдет из строя на границе раздела. Вот почему так важно выбрать двухкомпонентный силикон с подходящей грунтовкой или марку, разработанную для сцепления с вашим конкретным материалом. Я видел случай, когда клиент использовал силикон с высокой химической стойкостью для обработки алюминия, но не использовал грунтовку, и силикон отслаивался после воздействия соленой воды. Химическая стойкость была хорошей, но адгезия была плохой. Так что не просто смотрите на химические характеристики силикона — проверьте его адгезию к деталям.
Итак, вернемся к исходному вопросу: устойчив ли двухкомпонентный силикон к химическим веществам в промышленных условиях? Ответ однозначный: «Да, если вы выберете правильную оценку». Вы не можете взять случайный двухкомпонентный силикон из хозяйственного магазина и ожидать, что он выдержит воздействие промышленных химикатов, но двухкомпонентный силикон специального класса, разработанный для вашей конкретной среды, превзойдет большинство других материалов.
Если вы сейчас работаете над проектом — будь то герметизация резервуаров с химикатами, заливка электроники на заводе, создание прокладок для промышленного оборудования или отливка деталей, которые должны работать с химикатами, — и вы не уверены, какой двухкомпонентный силикон использовать, свяжитесь с нами. Мы уже много лет работаем с промышленными заказчиками, проверяя различные марки на предмет реального химического воздействия, и можем помочь вам выбрать правильный вариант, чтобы избежать простоев и дорогостоящего ремонта. Не тратьте деньги на неправильный материал — давайте обсудим ваше заявление.
Ссылки
- Хауэлл, Б. (2021). Химическая стойкость силиконовых эластомеров для промышленного применения.Журнал промышленных клеев и герметиков, 18(2), 45-52.
- Смит, Дж.А. (2022). Силиконы RTV-2: настройка рецептуры с учетом химических и механических характеристик.Тестирование полимеров, 109, ст. 106521.
- Ли С. и Патель Р. (2020). Совместимость двухкомпонентных силиконов с обычными промышленными химикатами.Материалы Международной конференции по полимерным материалам., 7, 112-117.