아니요, 솔직히 말해서 이것은 지루하지 않을 것입니다. 특히 신축성 있는 고무 제품을 좋아한다면 더욱 그렇습니다. 계속 읽어보시면 1액형 실리콘 실런트에 대해 알고 싶었던 거의 모든 것을 알게 될 것입니다.
1) 그것들은 무엇인가
2) 만드는 방법
3) 어디에 사용하나요?
소개
1액형 실리콘 실런트란 무엇인가요?
화학적으로 경화되는 실런트에는 다양한 유형이 있습니다. 그 중 실리콘, 폴리우레탄, 폴리황화물이 가장 잘 알려져 있습니다. 이름은 관련된 분자의 백본에서 유래되었습니다.
실리콘 백본은 다음과 같습니다.
Si – O – Si – O – Si – O – Si
변성 실리콘은 (적어도 미국에서는) 새로운 기술이며 실제로 실란 화학으로 경화된 유기 백본을 의미합니다. 예를 들면 알콕시실란 말단 폴리프로필렌 옥사이드가 있습니다.
이러한 모든 화학 물질은 한 부분 또는 두 부분으로 구성될 수 있으며 이는 분명히 치료할 부분을 얻는 데 필요한 부분의 수와 관련이 있습니다. 따라서 한 부분은 단순히 튜브, 카트리지 또는 통을 열면 재료가 경화된다는 의미입니다. 일반적으로 이러한 단일 부품 시스템은 공기 중의 수분과 반응하여 고무가 됩니다.
따라서 1액형 실리콘은 공기에 노출되어 경화되어 실리콘 고무를 생성할 때까지 튜브 내에서 안정적인 시스템입니다.
장점
일액형 실리콘에는 많은 고유한 장점이 있습니다.
-올바르게 배합하면 우수한 접착력과 물리적 특성으로 매우 안정적이고 신뢰할 수 있습니다. 유통기한(사용하기 전에 튜브에 넣어 둘 수 있는 기간)은 수년 동안 지속되는 일부 제형의 경우 최소 1년이 일반적입니다. 실리콘은 또한 의심할 여지 없이 최고의 장기 성능을 가지고 있습니다. UV 노출에 영향을 받지 않아 시간이 지나도 물성이 거의 변하지 않으며, 온도 안정성도 다른 실런트에 비해 최소 50℃ 이상 우수합니다.
-한 부분의 실리콘은 상대적으로 빠르게 경화됩니다. 일반적으로 5~10분 이내에 피부가 형성되고, 1시간 이내에 끈적임이 없어지며, 하루 이내에 약 1/10인치 깊이의 탄성 고무로 경화됩니다. 표면은 고무 같은 느낌이 좋습니다.
-자체가 중요한 특징인 반투명하게 만들 수 있기 때문에(가장 많이 사용되는 색상은 반투명) 어떤 색상에도 착색이 비교적 쉽습니다.
제한사항
실리콘에는 두 가지 주요 제한 사항이 있습니다.
1) 수성 페인트로는 칠할 수 없습니다. 솔벤트 베이스 페인트로도 까다로울 수 있습니다.
2) 경화 후 실런트는 건물 확장 조인트에 사용될 때 조인트 가장자리를 따라 보기 흉한 얼룩을 만들 수 있는 일부 실리콘 가소제를 방출할 수 있습니다.
물론, 일체형 부품의 특성상 시스템이 공기와 반응하여 위에서 아래로 경화되어야 하기 때문에 경화를 통해 빠른 속도로 깊은 단면을 얻는 것은 불가능합니다. 좀 더 구체적으로 말하면, 실리콘은 단열 유리창의 유일한 밀봉재로 사용할 수 없습니다. 대량의 액체 물을 차단하는 데는 탁월하지만 수증기는 경화된 실리콘 고무를 비교적 쉽게 통과하여 IG 장치에 안개가 끼게 됩니다.
시장 영역 및 용도
일액형 실리콘은 위에서 언급한 두 가지 제한 사항으로 인해 문제가 발생하는 일부 건물 소유자를 포함하여 거의 모든 곳에서 사용됩니다.
건설 및 DIY 시장은 자동차, 산업, 전자, 항공우주가 그 뒤를 잇는 주요 규모를 차지합니다. 모든 실런트와 마찬가지로 실리콘의 주요 기능은 유사하거나 서로 다른 두 기판 사이의 틈을 접착하고 채워 물이나 통풍이 들어오는 것을 방지하는 것입니다. 때때로 제형은 유동성을 높여 코팅이 되는 것 외에는 거의 변경되지 않습니다. 코팅, 접착제, 실런트를 구별하는 가장 좋은 방법은 간단합니다. 실런트는 두 표면 사이를 밀봉하는 반면 코팅은 한 표면만 덮고 보호하는 반면 접착제는 두 표면을 광범위하게 함께 유지합니다. 실란트는 구조용 유리나 단열 유리에 사용될 때 접착제와 가장 유사하지만 두 기판을 함께 유지하는 것 외에도 두 기판을 밀봉하는 기능을 합니다.
기초화학
경화되지 않은 상태의 실리콘 실런트는 일반적으로 두꺼운 페이스트나 크림처럼 보입니다. 공기에 노출되면 실리콘 폴리머의 반응성 말단 그룹이 가수분해(물과 반응)한 다음 서로 결합하여 물을 방출하고 긴 폴리머 사슬을 형성하며, 이 폴리머 사슬은 결국 페이스트가 인상적인 고무로 변할 때까지 서로 계속 반응합니다. 실리콘 폴리머 말단의 반응성 그룹은 제형의 가장 중요한 부분(폴리머 자체 제외), 즉 가교제에서 나옵니다. 필러 및 접착 촉진제와 같은 특정 가교제 시스템과 함께 사용할 수 있는 다른 원료로 인해 냄새 및 경화 속도와 같은 직접적으로 또는 색상, 접착력 등과 같은 간접적으로 밀봉제에 특성 특성을 부여하는 것은 가교제입니다. . 올바른 가교제를 선택하는 것은 실런트의 최종 특성을 결정하는 데 중요합니다.
경화 유형
여러 가지 경화 시스템이 있습니다.
1) 아세톡시(산성식초냄새)
2) 옥심
3) 알콕시
4) 벤자미드
5) 아민
6) 아미노옥시
옥심, 알콕시 및 벤즈아미드(유럽에서 더 널리 사용됨)는 소위 중성 또는 비산성 시스템입니다. 아민 및 아미노옥시 시스템은 암모니아 냄새가 나며 일반적으로 자동차 및 산업 분야 또는 특정 옥외 건축 응용 분야에서 더 많이 사용됩니다.
원자재
제제는 여러 가지 다른 구성 요소로 구성되며, 그 중 일부는 의도된 최종 용도에 따라 선택 사항입니다.
절대적으로 필수적인 유일한 원료는 반응성 폴리머와 가교제입니다. 그러나 충전재, 접착 촉진제, 비반응성(가소화) 폴리머 및 촉매는 거의 항상 첨가됩니다. 이 밖에도 컬러페이스트, 살균제, 난연제, 열안정제 등 다양한 첨가제를 사용할 수 있다.
기본 공식
일반적인 옥심 구조 또는 DIY 실런트 제제는 다음과 같습니다.
| % | ||
| 폴리디메틸실록산, OH 말단 50,000cps | 65.9 | 중합체 |
| 폴리디메틸실록산, 트리메틸종결, 1000cps | 20 | 가소제 |
| 메틸트리옥시미노실란 | 5 | 가교제 |
| 아미노프로필트리에톡시실란 | 1 | 접착촉진제 |
| 150 평방미터/g 표면적 흄드 실리카 | 8 | 필러 |
| 디부틸주석 디라우레이트 | 0.1 | 촉매 |
| 총 | 100 |
물리적 특성
일반적인 물리적 특성은 다음과 같습니다.
| 신장률(%) | 550 |
| 인장강도(MPa) | 1.9 |
| 100신장률(MPa) | 0.4 |
| 쇼어 A 경도 | 22 |
| 시간 경과에 따른 피부(분) | 10 |
| 압정자유시간(분) | 60 |
| 스크래치 시간(분) | 120 |
| 경화를 통해 (24시간 내 mm) | 2 |
다른 가교제를 사용하는 제형은 유사하게 보일 수 있으며 가교제 수준, 접착 촉진제 유형 및 경화 촉매가 다를 수 있습니다. 사슬 연장제가 포함되지 않는 한 물리적 특성은 약간 다를 수 있습니다. 일부 시스템은 다량의 초크 필러를 사용하지 않으면 쉽게 만들 수 없습니다. 이러한 종류의 제제는 명백히 투명 또는 반투명 유형으로 생산될 수 없습니다.
실런트 개발
새로운 실런트를 개발하는 데는 3단계가 있습니다.
1) 실험실에서의 개념, 생산 및 테스트 - 매우 적은 양
여기에서 실험실 화학자는 새로운 아이디어를 가지고 있으며 일반적으로 밀봉재가 어떻게 경화되고 어떤 종류의 고무가 생산되는지 확인하기 위해 약 100g의 실란트를 손으로 배치하는 것으로 시작합니다. 이제 FlackTek Inc.에서 "The Hauschild Speed Mix"를 사용할 수 있는 새로운 기계가 있습니다. 이 특수 기계는 공기를 배출하면서 이러한 작은 100g 배치를 몇 초 안에 혼합하는 데 이상적입니다. 이는 이제 개발자가 이러한 작은 배치의 물리적 특성을 실제로 테스트할 수 있게 해주기 때문에 중요합니다. 흄드 실리카 또는 침전 백악과 같은 기타 충전재를 약 8초 안에 실리콘에 혼합할 수 있습니다. 공기 제거에는 약 20-25초가 소요됩니다. 이 기계는 기본적으로 입자 자체를 자체 혼합 암으로 사용하는 이중 비대칭 원심 분리 메커니즘을 통해 작동합니다. 최대 믹스 크기는 100g이며 일회용을 포함하여 여러 가지 컵 유형을 사용할 수 있으므로 세척이 전혀 필요하지 않습니다.
배합 과정의 핵심은 성분의 종류뿐 아니라 첨가 순서와 혼합 시간도 중요합니다. 당연히 공기를 배제하거나 제거하는 것은 제품의 유효 기간을 유지하는 데 중요합니다. 기포에는 습기가 포함되어 있어 실란트가 내부에서 경화될 수 있기 때문입니다.
화학자가 특정 응용 분야에 필요한 밀봉제 종류를 확보하면 약 3~4개의 작은 110ml(3oz) 튜브를 생산할 수 있는 1쿼트 유성식 혼합기까지 확장됩니다. 이는 초기 보관 수명 테스트 및 접착력 테스트와 기타 특수 요구 사항에 충분한 재료입니다.
그런 다음 그는 더 심층적인 테스트와 고객 샘플링을 위해 1~2갤런 기계로 가서 8~12개의 10온스 튜브를 생산할 수 있습니다. 밀봉제는 금속 실린더를 통해 포트에서 포장 실린더 위에 맞는 카트리지로 압출됩니다. 이러한 테스트를 마친 후 그는 확장할 준비가 되었습니다.
2) 스케일 업 및 미세 조정 - 중간 볼륨
규모 확대에서는 이제 실험실 제제가 일반적으로 100-200kg 범위 또는 드럼 정도의 더 큰 기계에서 생산됩니다. 이 단계에는 두 가지 주요 목적이 있습니다.
a) 4lb 크기와 이 더 큰 크기 사이에 혼합 및 분산 속도, 반응 속도 및 혼합물의 다양한 양의 전단 물질로 인해 발생할 수 있는 중요한 변화가 있는지 확인합니다.
b) 잠재 고객을 샘플링하고 실제 현장 피드백을 얻기에 충분한 자료를 생산합니다.
이 50갤런 기계는 소량 또는 특수 색상이 요구되고 한 번에 각 유형당 약 하나의 드럼만 생산해야 하는 산업용 제품에도 매우 유용합니다.
혼합 기계에는 여러 유형이 있습니다. 가장 일반적으로 사용되는 두 가지는 유성 혼합기(위 그림 참조)와 고속 분산기입니다. 유성형은 점도가 높은 혼합물에 적합한 반면, 분산기는 특히 점도가 낮은 유동성 시스템에서 더 나은 성능을 발휘합니다. 일반적인 건축용 실런트에서는 혼합 시간과 고속 분산기의 발열 가능성에 주의하면 두 기계 모두 사용할 수 있습니다.
3) 본격적인 생산 수량
배치식 또는 연속식일 수 있는 최종 생산은 규모 확대 단계에서 최종 제제를 간단히 재현할 수 있기를 바랍니다. 일반적으로 상대적으로 적은 양(2~3개의 배치 또는 1~2시간 연속)의 재료가 생산 장비에서 먼저 생산되고 정상적인 생산이 이어지기 전에 확인됩니다.
테스트 - 테스트 대상 및 방법.
무엇
물리적 특성 - 신장률, 인장 강도 및 계수
적절한 기판에 대한 접착력
유통 기한-가속 및 실온 모두
경화율 - 시간 경과에 따른 피부, 무점착 시간, 스크래치 시간 및 경화 전반에 걸쳐, 색온도 오일과 같은 다양한 유체에서의 안정성 또는 안정성
또한 일관성, 낮은 냄새, 부식성 및 일반적인 외관과 같은 다른 주요 특성도 확인하거나 관찰합니다.
어떻게
실란트 한 장을 뽑아내고 일주일 동안 경화시킵니다. 그런 다음 특별한 덤벨을 잘라내어 인장 시험기에 넣어 연신율, 모듈러스 및 인장 강도와 같은 물리적 특성을 측정합니다. 또한 특별히 준비된 샘플의 접착력/응집력을 측정하는 데에도 사용됩니다. 간단한 예-아니요 접착 테스트는 문제의 기판에 경화된 재료의 비드를 잡아당겨 수행됩니다.
Shore-A 미터는 고무의 경도를 측정합니다. 이 장치는 경화된 샘플을 누르는 지점이 있는 무게추와 게이지처럼 보입니다. 포인트가 고무에 많이 침투할수록 고무가 부드러워지고 값이 낮아집니다. 일반적인 건축용 실란트의 범위는 15-35입니다.
시간 경과에 따른 피부 측정, 끈적임 없는 시간 및 기타 특수 피부 측정은 손가락이나 무게가 있는 플라스틱 시트를 사용하여 수행됩니다. 플라스틱을 깨끗하게 떼어낼 수 있을 때까지의 시간을 측정합니다.
유통기한을 위해 밀봉재 튜브는 실온(1년의 유통기한을 증명하는 데 자연적으로 1년이 소요됨) 또는 일반적으로 1,3,5,7주 동안 50℃의 높은 온도에서 숙성됩니다. 숙성 후 프로세스(가속된 경우 튜브가 냉각됨), 재료가 튜브에서 압출되어 경화될 수 있는 시트로 끌어당겨집니다. 이들 시트에 형성된 고무의 물리적 특성을 이전과 같이 테스트합니다. 그런 다음 이러한 특성을 새로 혼합한 재료의 특성과 비교하여 적절한 보관 수명을 결정합니다.
필요한 대부분의 테스트에 대한 구체적이고 자세한 설명은 ASTM 핸드북에서 확인할 수 있습니다.
몇 가지 최종 팁
1액형 실리콘은 최고 품질의 실런트입니다. 여기에는 제한 사항이 있으며 특정 요구 사항이 요구되는 경우 특별히 개발될 수 있습니다.
모든 원료가 최대한 건조하고, 제형이 안정적이며, 생산 과정에서 공기가 제거되는지 확인하는 것이 중요합니다.
개발 및 테스트는 기본적으로 유형에 관계없이 모든 단일 부품 실런트에 대해 동일한 프로세스입니다. 대량 생산을 시작하기 전에 가능한 모든 속성을 확인하고 응용 분야의 요구 사항을 명확하게 이해했는지 확인하십시오.
적용 요건에 따라 올바른 경화 화학을 선택할 수 있습니다. 예를 들어, 실리콘을 선택하고 냄새, 부식, 접착력을 중요하게 생각하지 않지만 저렴한 비용이 필요한 경우 아세톡시를 선택하는 것이 좋습니다. 그러나 부식될 수 있는 금속 부품이 포함되어 있거나 독특한 광택 색상으로 플라스틱에 특수 접착이 필요한 경우에는 옥심이 필요합니다.
[1] 데일 플래켓. 실리콘 화합물: 실란 및 실리콘 [M]. 겔레스트 주식회사: 433-439
* OLIVIA 실리콘 실란트의 사진
게시 시간: 2024년 3월 31일
