Trenutno je na trgu veliko običajnih vrst enokomponentnih reaktivnih elastičnih tesnilnih mas, predvsem silikonskih in poliuretanskih tesnilnih izdelkov. Različne vrste elastičnih tesnilnih mas se razlikujejo po aktivnih funkcionalnih skupinah in strjenih glavnih verigah. Posledično obstajajo večje ali manjše omejitve glede njihovih uporabnih delov in področij. Tukaj predstavljamo mehanizme strjevanja več običajnih enokomponentnih reaktivnih elastičnih tesnilnih mas in primerjamo prednosti in slabosti različnih vrst elastičnih tesnilnih mas, da bi poglobili svoje razumevanje in sprejeli ustrezne odločitve v praktični uporabi.
1. Pogosti mehanizem strjevanja enokomponentnih reaktivnih elastičnih tesnilnih mas
Med običajne enokomponentne reaktivne elastične tesnilne mase spadajo predvsem: silikon (SR), poliuretan (PU), modificiran poliuretan s sililom (SPU) in polieter s sililom (MS). Predpolimer ima različne aktivne funkcionalne skupine in različne mehanizme reakcije strjevanja.
1.1Mehanizem strjevanja silikonske elastomerne tesnilne mase
Slika 1. Mehanizem strjevanja silikonske tesnilne mase
Pri uporabi silikonskih tesnilnih mas predpolimer reagira s sledovi vlage v zraku in se nato pod delovanjem katalizatorja strdi ali vulkanizira. Stranski produkti so snovi z majhnimi molekulami. Mehanizem je prikazan na sliki 1. Glede na različne snovi z majhnimi molekulami, ki se sproščajo med strjevanjem, lahko silikonske tesnilne mase razdelimo tudi na tip razkisanja, tip deketoksima in tip dealkoholizacije. Prednosti in slabosti teh vrst silikonskih lepil so povzete v tabeli 1.
Tabela 1. Primerjava prednosti in slabosti več vrst silikonskih lepil
1.2 Mehanizem strjevanja poliuretanske elastične tesnilne mase
Enokomponentna poliuretanska tesnilna masa (PU) je vrsta polimera, ki vsebuje ponavljajoče se uretanske segmente (-NHCOO-) v glavni verigi molekule. Mehanizem strjevanja je, da izocianat reagira z vodo in tvori nestabilen vmesni karbamat, ki se nato hitro razgradi in ustvari CO2 in amin, nato pa amin reagira s presežkom izocianata v sistemu in končno tvori elastomer z mrežno strukturo. Njegova formula za reakcijo strjevanja je naslednja:
Slika 1. Mehanizem strjevanja poliuretanske tesnilne mase
1.3 Mehanizem strjevanja poliuretanske tesnilne mase, modificirane s silanom
Slika 3. Mehanizem reakcije strjevanja poliuretanske tesnilne mase modificirane s silanom
Zaradi nekaterih pomanjkljivosti poliuretanskih tesnilnih mas so poliuretan pred kratkim modificirali s silanom za pripravo lepil, s čimer so ustvarili novo vrsto tesnilnega lepila z glavno verigo poliuretanske strukture in alkoksilansko končno skupino, imenovano s silanom modificirano poliuretansko tesnilno maso (SPU). Reakcija strjevanja te vrste tesnilne mase je podobna reakciji silikona, to pomeni, da alkoksilne skupine reagirajo z vlago, hidrolizirajo in polikondenzirajo, ter tvorijo stabilno tridimenzionalno mrežno strukturo Si-O-Si (slika 3). Točke zamreženja mreže in med njimi so poliuretanske fleksibilne segmentne strukture.
1.4 Mehanizem strjevanja polieterskih tesnilnih mas s sililnimi konci
Tesnilna masa iz polietra (MS) s sililom je enokomponentno elastično lepilo na osnovi silanske modifikacije. Združuje prednosti poliuretana in silikona ter je nova generacija lepilnih tesnilnih izdelkov, brez PVC-ja, silikonskega olja, izocianata in topil. Lepilo MS reagira z vlago v zraku pri sobni temperaturi, tako da se silanizirani polimer s strukturo -Si(OR) ALI -SIR(OR)- hidrolizira na koncu verige in zamreži v elastomer z mrežno strukturo Si-O-Si, kar doseže tesnilni in lepilni učinek. Postopek strjevanja je naslednji:
Slika 4. Mehanizem strjevanja polieterske tesnilne mase s sililom
2. Primerjava prednosti in slabosti običajnih enokomponentnih reaktivnih elastičnih tesnilnih mas
2.1 Prednosti in slabosti silikonskih tesnilnih mas
⑴Prednosti silikonske tesnilne mase:
① Odlična odpornost na vremenske vplive, odpornost na kisik, odpornost na ozon in odpornost na ultravijolično sevanje; ② Dobra fleksibilnost pri nizkih temperaturah.
⑵Slabosti silikonske tesnilne mase:
①Slaba prenovitvena obdelava in ni mogoče barvati; ②Nizka trdnost na trganje; ③Nezadostna odpornost na olje; ④Ni odporno na prebadanje; ⑤Lepilna plast zlahka proizvaja oljnato izcedno vodo, ki onesnaži beton, kamen in druge ohlapne podlage.
2.2 Prednosti in slabosti poliuretanskih tesnilnih mas
⑴Prednosti poliuretanske tesnilne mase:
① Dober oprijem na različne podlage; ② Odlična fleksibilnost pri nizkih temperaturah; ③ Dobra elastičnost in odlične lastnosti obnavljanja, primerno za dinamične spoje; ④ Visoka mehanska trdnost, odlična odpornost proti obrabi, odpornost proti olju in biološka odpornost proti staranju; ⑤ Večina enokomponentnih poliuretanskih tesnilnih mas, ki se strjujejo z vlago, ne vsebuje topil in ne onesnažuje podlage in okolja; ⑥ Površino tesnilne mase je mogoče barvati in je enostavna za uporabo.
⑵Slabosti poliuretanske tesnilne mase:
① Pri strjevanju v okolju z visoko temperaturo in visoko vlažnostjo pri relativno hitri hitrosti se zlahka tvorijo mehurčki, kar vpliva na delovanje tesnilne mase; ② Pri lepljenju in tesnjenju komponent neporoznih substratov (kot so steklo, kovina itd.) je običajno potreben temeljni premaz; ③ Plitva Barvna formula je dovzetna za UV-staranje, na stabilnost lepila pri skladiščenju pa močno vplivajo embalaža in zunanji pogoji; ④ Toplotna odpornost in odpornost proti staranju sta nekoliko nezadostni.
2.3 Prednosti in slabosti poliuretanskih tesnilnih mas, modificiranih s silanom
⑴Prednosti poliuretanske tesnilne mase, modificirane s silanom:
① Pri strjevanju ne nastajajo mehurčki; ② Ima dobro fleksibilnost, odpornost proti hidrolizi in kemično stabilnost; ③ Odlična odpornost na vremenske vplive, toplotno odpornost, odpornost proti staranju, stabilnost izdelka pri skladiščenju; ④ Široka prilagodljivost podlagam, pri lepljenju na splošno ni potreben temeljni premaz; ⑤ Površino je mogoče barvati.
⑵Slabosti poliuretanske tesnilne mase, modificirane s silanom:
① Odpornost na UV žarke ni tako dobra kot pri silikonski tesnilni masi; ② Odpornost na trganje je nekoliko slabša kot pri poliuretanski tesnilni masi.
2.4 Prednosti in slabosti polieterskih tesnilnih mas s sililnimi konci
⑴Prednosti polieterske tesnilne mase s sililom:
① Ima odlične oprijemne lastnosti na večino substratov in lahko doseže aktivacijsko lepljenje brez temeljnega premaza; ② Ima boljšo toplotno odpornost in odpornost proti UV-staranju kot običajni poliuretan; ③ Na njegovo površino se lahko nanese barva.
⑵Slabosti polieterskih tesnilnih mas s sililno terminiranimi skupinami:
① Odpornost na vremenske vplive ni tako dobra kot pri silikonskem silikonu, po staranju pa se na površini pojavijo razpoke; ② Oprijem na steklo je slab.
Z zgornjim uvodom imamo predhodno razumevanje mehanizmov strjevanja več pogosto uporabljenih vrst enokomponentnih reaktivnih elastičnih tesnilnih mas, s primerjavo njihovih prednosti in slabosti pa lahko dosežemo celovito razumevanje vsakega izdelka. V praktični uporabi lahko tesnilno maso izberemo glede na dejanske pogoje uporabe lepljenega dela, da dosežemo dobro tesnjenje ali lepljenje nanašalnega dela.
Čas objave: 15. november 2023