что такое силиконовый клей
Что клеит силиконовый клей?
Сегодня в строительстве используется очень много самых разных средств и материалов – это и неудивительно, поскольку, с развитием технологий, у людей появился выбор, из чего и с помощью чего строить. Одним из таких средств является силиконовый клей. Его популярность очень высока – это и неудивительно, если почитать про его свойства. Благодаря им такие клеи применяются во многих отраслях промышленности, и, конечно же, в быту. Аналогов же с равными свойствами у силиконовых клеев нет. Но сегодня вы найдете ответ на вопросы: «Что клеит силиконовый клей?», и «Когда его можно использовать?». Попутно, конечно, будут разъясняться и другие моменты.
Что такое силиконовые клеи?
Чем отличается силиконовый клей от герметика?
На самом деле никаких существенных отличий между этими двумя продуктами нет. Состав, что у клея, что у герметика, один и тот же – принципиальной разницы в химической структуре силикона нет. Качество продукта также одинаково. Единственное различие – это область применения:
Общие свойства
Клей силиконовый прозрачный имеет такие общие свойства для всех продуктов:
• Консистенция такова, что он не расползается по поверхности, одновременно с этим заполняя все углубления и полости.
• Адгезия у силиконовых герметиков и клеев довольно высокая. Благодаря этому использовать можно для склеивания самых разных материалов – стекло, металл, керамика и т.д.
• Современные составы нетоксичны, а потому не вредят строителям – то есть особых требований по безопасности и условиям работы нет.
• Применять клеи очень просто, поскольку специальных навыков, равно как и профессионального образования, тут не нужно.
• Силиконовый клей затвердевает за несколько часов – но окончательно слой полимеризуется лишь в течение суток после нанесения.
Свойства швов
• Полимеризация приводит к тому, что шов становится не только крепким, но и эластичным. Это позволяет изгибать, растягивать, скручивать и сжимать склеенный предмет – эксплуатационные характеристики не меняются. Некоторые продукты даже позволяют растягивать шов на четверть от его номинальной ширины.
• Водонепроницаемость.
Какие задачи решают силиконовые клеи?
Мультизадачность таких составов уже была названа в качестве положительной стороны, но на этом стоит задержаться подробнее. Итак, силиконовые клеи могут выполняться следующие функции:
• Склеивание материалов, которые недоступны для других видов клея;
• Герметизация широкоформатных швов (большие конструкции, трубы и т.д.);
• Использование слоя клея как резиновой прокладки. Это может быть удобно для различных механизмов и агрегатов.
Надежность силиконовых клеев. Преувеличение или нет?
Этот вопрос волнует любого покупателя, причем не только клея, но и других продуктов тоже. В отношении же первого можно сказать, что продавцы и производители не преувеличивают. Силиконовые клеи действительно чрезвычайно надежны, обладая всеми заявленными характеристиками.
Об этом можно судить, например, по тому, что силиконовый клей для стекла используется уже в промышленных масштабах – редкий аквариум соединяется посредством другого материала. Также с помощью того же клея крепятся металлопластиковые окна. Долгая служба без особых проблем – вот показатель качества.
Но долговечность и качество может показать только настоящий силиконовый клей. Некоторые не очень совестные производители, добавляют в состав своих продуктов разные добавки – от очень дешевых пластификаторов до вообще мусора. Потому покупки совсем уж дешевых вариантов стоит избежать. Лучше потратить немного больше, но приобрести качественный продукт.
Типы силиконовых клеев
Силиконовые клеи, в общей массе своей, имеют одинаковый состав, который вообще не зависит от их типа, назначения, марки и т.д. Основой служит кремнийорганический каучук или его лабораторные заменители. Благодаря им силиконовые клеи и затвердевают на воздухе.
Но чтобы получить особые качества, герметики модифицируют. Молекулы усложняются некоторыми соединениями, которые и обеспечивают те полезные свойства, что были описаны выше.
Порядок работы с силиконовым клеем
Сложностей в таком процессе нет, нужно лишь следовать такой вот простенькой схеме:
• Очистите поверхности от грязи.
• Нанесите слой клея на одну поверхность, или же сделайте шов.
• Обеспечивайте неподвижность деталей на десять-двадцать минут.
• Оставьте склеенное изделие на сутки – после этого можно использовать его, как и раньше.
Примеры
Одним из примеров может послужить клей герметик силиконовый Kim Tec. Этот продукт особенен тем, что производитель предлагает различные специализированные составы. Например, однокомпонентные вещества от Kim Tec прекрасно подходят для уплотнения стыков. Силиконовая паста же подходит для вертикальных швов. В свою очередь, клей-герметик будет незаменимым при ремонте ванной комнаты. Это стыки плиток, уголки самой ванны и т.д. Есть отдельный ряд акриловых герметиков – они подходят для паркетных полов.
Клей силиконовый «Момент», в свою очередь, распространен куда больше. Покупатели выбирают отечественный продукт чаще иностранного. Тем более, что по техническим характеристикам они вполне взаимозаменяемы. Используются герметики и клеи от компании «Момент «для разных целей – начиная от герметизации протечек и сквозняков в домах и пристройках, до внутренних работ и совсем уж частного использования. Например, ручки дверей, оконные рамы и т.д.
Итак, мы выяснили, что такое силиконовый клей, и из чего он состоит.
Опусы про Его Величество Клей. Часть четвертая — силиконы
Посвящается Андрею А., котрому я так и не принес до сих пор извинения за испорченную силиконом вещь.
Продолжаем неспешно наши рассказы о рыбалке опусы про клеи. Сегодняшний наш герой не может похвастать званием популярного конструкционного клея для каких-нибудь космических кораблей, но шапочно знаком абсолютному большинству читателей. Потому что именно силиконы — основные клеи для всевозможных стикеров, этикеток и клейких лент потребительского (в противоположность профессиональным скотчам) сегмента. Ну и ко всему прочему, именно силикон чаще всего используется при герметизации всего и вся. Под катом — объяснение, почему он это может делать и как ему помочь это делать еще лучше. Про «силикон — работник незаметный».
Первые исследования в химии силиконов были проведены еще в конце 19-го века английским химиком Фредериком Киппингом (=«отец силиконов») и именно им, кстати, в 1901 году был предложен термин silicone. Благодаря этому до сих пор многие «переводчики» (в основном журналистская братия) путают силиконы и кремний. Кремний — это неорганический материал, полупроводник, который используется для изготовления интегральных микросхем и солнечных элементов. А силиконы — это органические соединения, которые содержат кремний, углерод, водород, кислород и иногда другие атомы, и чаще всего используются как герметики, этикеточные клеи и… например, импланты для увеличения груди. Так что, надеюсь, хабра-читатель никогда не спутает silicon (кремний) и silicone (силикон). В том числе и когда разговор зайдет про «Силиконовую долину».
Уходя от исторических параллелей, можно сказать, что первыми коммерческий потенциал в силиконах рассмотрели предприниматели от химии, в лице Corning Glassworks (ныне Dow Corning) и General Electric и именно благодаря им были разработаны сотни и тысячи различных модификаций, составов и т.п.
Большинство силиконовых герметиков основаны на полидиметилсилоксанах с концевыми силанольными группами, которые часто называют силанолами, например: где n обычно составляет от 300 до 1600:
Благодаря своей структуре, эти соединения занимают уникальное промежуточное положение между неорганическими и органическими материалами. Насыщенная неорганическая основная цепь Si-O-Si обеспечивает превосходную эластичность, гибкость и устойчивость к солнечному свету (в основном, к УФ-излучение), в то время как органические функциональные группы ответственны за межмолекулярные силы. Можно отметить следующие ключевые особенности, обуславливающие гибкость и долговечность этого класса материалов:
— Низкое поверхностное натяжение
— Высокая водоотталкивающая способность
— Низкая температура стеклования
— Высокая газопроницаемость
— Высокая термическая стойкость и устойчивость к окислителям
— Нерастворимость в воде
— Высокая энергия связи кремний-кислород
Строительство: монтаж и установка остекления (дерево, металлы, пластмассы, стекло), заполнение зазоров и компенсационные швы на фасадах и каменной кладке, водонепроницаемые уплотнения при создании емкостей и аквариумом (промышленные и бытовые), уплотнения в холодильных установках и системах кондиционирования.
Электроника: изолирующие силиконы с пониженной вязкостью используются для заливки электронных компонентов (компаунды). Металлнаполненные силиконы используются в роли токопроводящих клеев.
Превосходная устойчивость к воздействию озона и ультрафиолетового излучения присущая силиконовым полимерам, делает ненужным использование специализированных добавок и присадок. Силиконовые эластомеры могут длительное время работать без растрескивания и усадки на открытом воздухе во всех климатических условиях. Этим и обусловлено то, что силиконы повсеместно используются для склеивания стекла при остеклении зданий (т.е. там где могут ожидаться значительные значения температурного расширения материалов) или для изготовления резервуаров.
Rocket science: силиконы находят применение в технике высокого вакуума (в т.ч. космос), при строительстве АЭС (в лабораторных ядерных установках и т.п.) из-за своей радиационной стойкости.
Из недостатков можно отметить, низкую устойчивость к бензину, что несколько ограничивает использование силиконов в автомобиле-/авиастроении. И то, что этот адгезив очень долго отверждается в глубоких слоях (не рекомендуется использовать слой толще 12-13 мм) из-за особенностей сшивки посредством влажности воздуха (=диффузия влажного воздуха вглубь материала замедляется с ростом толщины слоя клея и т.д. и т.п.). Низкая поверхностная энергия не позволяет краскам формировать хорошую адгезию к силиконовому покрытию (поэтому герметик тяжело закрасить обычной краской), что иногда жизненно необходимо, когда хочется спрятать клеевой шов. Ну и наконец, в зависимости от типа используемого силикона (об этом ниже), в процессе отверждения может выделяться уксусная кислота, выступающая в роли ускоряющего коррозию агента (особенно в случае контакта с металлами вроде меди и латуни).
Разновидности силиконовых клеёв
Силиконовые клеи делятся на две основные группы:
В среднем считается, что отверждение происходит со средней скоростью примерно 2 мм в день. Так как процесс зависит от влажности воздуха, температуры и толщины клеевого шва, то логично упомянуть о том, что для ускорения отверждения надо а)не наносить силикон очень толстым слоем (6 мм максимум), б)обеспечить максимальный воздушный контакт клеевого шва с влажным воздухом (проветривать активно помещение, не использовать швы со сложной геометрией (спиральные/ломанные и т.п.), или швы внутри объектов без доступа воздуха. Так как в процессе конденсации выделяется уксусная кислота, то добавление компонентов со щелочной реакцией (например, щелочное средство для прочистки труб аля «Крот» или гашёная известь) ускорит процесс отверждения. Кислота реагирует со щелочью, нейтрализуется и дает воду, которая в свою очередь вступает в реакцию с силиконом (в дополнение к воде диффузионной, отбираемой у воздуха). Ну и вонять уксусом явно будет слабее (кстати, если нужно смыть такой силикон — «клин клином вышибают» — делать это продуктивнее всего уксусной кислотой по-концентрированнее, хотя бы 70% эссенцией).
Помимо неприятного запаха, как я уже упоминал, выделяющаяся уксусная кислота может стимулировать процессы коррозии металлов. По этой причине были разработаны RTV-1 герметики c использованием других отвердителей.
Примеры наиболее часто используемых соединений с их CAS-номерами можно увидеть в таблице ниже:
Правда стоят такие силиконы немного дороже, встречаются реже, да и процесс отверждения происходит медленнее. Сравнение различных RTV-1 под спойлером
Если же по каким-то причинам однокомпонентные силиконы не подходят, можно попробовать силиконы двухкомпонентные, или RTV-2 (= вулканизация при комнатной температуре, двухкомпонентный). Такие клеи:
— отверждаются намного быстрее первой группы
— не требуют выской влажности воздуха
— равномерно отверждаются по всей глубине клеевого шва (вне зависимости от ширины)
— не выделяют сомнительные побочные продукты в процессе отверждения
Типичный RTV-2 силикон состоит из силанола + отвердитель с катализатором. В качестве катализатора выступают органические соединения олова (октоат олова или дибутилоловодилаурат, которые, кстати, будут как катализаторы отверждения работать и с «нейтральными» RTV-1). Повышение температуры ускоряет процесс отверждения. В качестве примера можно привести известный силиконовый герметик SYLGARD 184, активно используемый для герметизации модулей солнечных батарей.
Отвержденные двухкомпонентные силиконы дают незначительную усадку и обеспечивают лучшую термостойкость среди всех силиконовых клеев.
На ТТХ силиконового клеевого шва (RTV-2, хотя некоторые пункты применимы и к RTV-1) в целом влияют следующие факторы:
— Структура прекурсора
— Дозировка отвердителя: слишком высокая доза может сделать клеевой шов слишком жестким, нестабильным, или вообще неотвержденным (см. мой p.s.)
— pH среды: pH ускоряет скорость гидролиза и конденсации.
— Многие вещества могут выступать в качестве катализаторов: минеральные кислоты, алкоксидные соли, соединения олова, сложные эфиры титана, соли циркония, фосфорные соединения и амины.
-Температура системы: при повышенной температуре молекула движется быстрее/увеличивается количество столкновений => отверждение происходит быстрее.
Под спойлером — таблица с известными представителям коммерческих силиконов и их свойствами. Вопросы, традиционно, задаем в комментариях 🙂
Легенда таблицы:
TS: предел прочности на растяжение
SG: удельный вес (плотность относительно плотности воды).
HS: твердость по шкале Шора (A или D)
EL(%): удлинение на разрыв при испытании на растяжение, %.
Visc. (Pa.s): показатель вязкости (паскаль-секунда)
Service (°C): температура эксплуатации отвержденного клеевого шва
Cure: тип отверждения для получения стандартной прочности шва. RT-комнатная температура (если есть цифра — это температура нагрева).
Cure Rate (mm/day): скорость отверждения (мм/день)
Skin Time (mins): время необходимое для схватывания (минимально необходимая прочность клеевого шва)
Обозначения:
1n= однокомпонентный нейтральный, 1a=однокомпонентный кислотный, 2 — двухкомпонентный
Кружками отмечены свойства конкретного клея относительно всех клеёв данного класса: черный кружочек — наивысшее, черно-белый кружок — умеренное, белый кружок — слабое.
Чем «отодрать от плитики»:
кстати, если нужно смыть такой силикон — «клин клином вышибают» — делать это продуктивнее всего уксусной кислотой по-концентрированнее, хотя бы 70% эссенцией
Промышленные смывки:
— от «отцов силикона» Dow Corning, DS-2025 для отвержденного силикона — в составе додецилбензолсульфокислота (анионный ПАВ), АБСК
— от «отцов силикона» Dow Corning, DS-1000 для НЕотвержденного силикона — в составе неионогенный ПАВ — этоксилированный спирт C6-C12, четвертичное аммониевое соединение, метиловый эфир пропиленгликоля (=растворитель для отмывания дюз картриджей струйных принтеров), (2-метоксиметилэтокси)пропанол (промывочная жидкость в полиграфии).
P.S. Мое первое знакомство с двухкомпонентным силиконом
У меня знакомство с двухкомпонентным силиконом прошло довольно печально (см. посвящение статьи). Тот самый Sylgard 184 был выпрошен у знакомых из смежного НИИ для создания реплики диффракционной решетки (от старого советского прибора, типа МДР-2 1200 штрихов/мм). От такая:
P.P.S. Всех химиков с прошедшим профессиональным праздником! А хабра-химиков — с удалением «химии» из профильных хабов 🙂 Так штэ, молодежь, статьи теперь будем писать в свободное от работы время.
Важно! Я не могу назвать свои статьи в полном смысле слова научно-популярными («взрослый научпоп»), так как в большинстве случаев прочитать и переварить написанное может только человек с довольно высоким научно-техническим бэкграундом. В общем в свете последних «ППА-хабра-перестановок» пока написание серийных статей приостанавливается на неопределенный срок.
Если сообщество поддержит — продолжим. Собирается стандартные 5000 р. через «Поддержать автора» — пишу статью об эпоксидах. Указывайте при переводах комментарий «продолжение статей о клеях». Заодно проверим, действительно ли интересна читателю эта тема. УЖЕ СОБРАНО 1950 рублей.
Какой силиконовый клей лучше и как с ним работать
С развитием технологий в повседневную жизнь приходят новые материалы, наделенные уникальными свойствами и полезными качествами. К таким веществам относится клей силиконовый. Он используется повсеместно — в строительстве, отделке и ремонте, промышленности, технике и производстве, в сервисе, рукоделии и в быту. Этому клею доступны самые различные по структуре и качеству материалы: ткань, бумага и кожа, резина, плитка и стекло, пластик, металл и керамика. Как его выбирать и пользоваться?
Силикон — полезная информация
Силикон — кремнийорганический высокомолекулярный полимер, изобретенный в середине 20-го века и сегодня активно применяемый в разных областях человеческой деятельности. Он незаменим в химической и пищевой промышленности, авиа и автомобилестроении, медицине и косметологии, электронике, технике и сельском хозяйстве. Это вещество широко используется в производстве силиконового клея, обеспечивающего надежное и прочное соединение самых разнообразных материалов между собой.
Свойства силиконов напрямую зависят от их химического состава и структуры. Они устойчивы к воздействию влаги и температур, не боятся ультрафиолета и радиации, пыли и загрязнений, инертны к микроорганизмам и химическим веществам. Силиконы сохраняют эластичность и прочность при температурных перепадах и солнечном свете, не восприимчивы к воде любого состава — пресной и морской. Они не окисляются на воздухе, не боятся жары, ветра и холода. При этом у данного вещества доступная цена и широкое распространение.
Состав и свойства клеев из силикона
Силиконовый клей стал популярным благодаря уникальному сочетанию качеств и свойств, которых нет у других видов и типов клеев. Он может применяться одновременно для скрепления и герметизации.
Основные свойства и характеристики вещества:
Виды и особенности
Основу силиконового клея составляют силоксановые и фторсилоксановые каучуки. Их полимеризация происходит за счет контакта с воздухом, при этом клей обретает твердую, но эластичную структуру. Еще в составе клея различают органические соединения, которые препятствуют вулканизации клея, находящегося в герметичной таре без доступа кислорода. После вскрытия упаковки, молекулы клея взаимодействуют с молекулами воды, находящимися в воздухе, что обеспечивает их затвердевание.
Клеи из силикона можно разделить на 3 группы:
В составе клея содержатся дополнительные компоненты — пластификаторы, экстендеры, антисептики, катализаторы, фунгициды и красители. Эти ингредиенты обеспечивают пластичность, термостойкость, адгезию, защиту от грибков или бактерий и цвет готового продукта. Отличительной особенностью клеящих растворов данного типа является метод нанесения, форма выпуска и представленный объем.
Как выбрать силиконовый клей
Выбирать клей следует, исходя из сферы его эксплуатации.
Универсальный. Это клеящее средство может применяться для наружных и внутренних работ, с целью скрепления элементов и их герметизации, для поделок и ремонта. Он сохраняет свои свойства при нагревании и охлаждении, поэтому может использоваться для склеивания батарей отопления и нагревательных приборов. Этот клей идеален для элементов, которые в процессе эксплуатации подвергаются деформации — дверные и оконные проемы, плитка и кафель, изделия из стекла, пластмассы, полимеров и керамики.
Для наружных работ. В составе данного клеящего вещества имеется уксусный отвердитель, придающий ему характерный запах. Им работают на открытом воздухе, он подходит для склеивания керамики, древесины, стекла, тканей, резины, труб и пластика. На некоторых металлах клеящая масса может вызвать коррозию, поэтому для соединения металлических элементов применяется редко.
Герметик. Это особая группа клеев из силикона, пригодных для герметизации швов, подверженных регулярному воздействию жидкостей и влаги. Только силиконовые герметики способны создать надежное, прочное и долговечное водонепроницаемое соединение.
Аквариумный. Это специальный нетоксичный клей, используемый для ремонта аквариумов. Он устойчив к водной среде и ультрафиолету. Маркировка в виде рыбки на упаковке означает, что клеящий состав пригоден для работы в данной сфере.
Санитарный клей. Он содержит бактерицидные компоненты, препятствующие образованию грибков и плесени. Главной областью его применения являются помещения с высокой степенью влажности — ванные комнаты, кухни и санузлы.
Автомобильный. Эти клеящие вещества применяются в качестве герметиков и прокладок в ремонте автомобилей и техники.
Высокотемпературный клей. Он представлен особыми палочками из силикона, которые расплавляются при повышенной температуре. Распределение клея осуществляется с помощью термопистолета. Среди его достоинств — тягучая и липкая структура, гибкость после отвердения, инертность к агрессивному воздействию.
Технология и правила работы с клеем
Совет! Для упрощения работы с клеем из силикона большое значение имеет упаковка. Цилиндр с аппликатором позволяет контролировать количество выходящего вещества, удобен для сохранения неиспользованных остатков. А аппликатор в форме пистолета идеален для нанесения клея-герметика.
Клеи на базе силиконов затвердевают в течение нескольких часов, поэтому чаще всего деталям требуется прочная фиксация примерно на сутки. Лишнее количество клея удаляется с помощью губки или резинового шпателя. При работе на декоративных поверхностях клей тщательно подбирается по цвету. А для защиты наружного покрытия можно воспользоваться малярным скотчем, который снимают после окончательного затвердевания клеящей массы.
Марки и стоимость клеев из силикона
Рыночная стоимость продукции во многом зависит от химического состава клея, имени его производителя, объема и формы выпуска. Строительные магазины и рынки предлагают массу разных товаров этого направления. Выбор следует делать, исходя из качества, особенностей и предполагаемой сферы применения.
Каким должен быть качественный силиконовый клей:
Непростую работу в строительстве, ремонте и отделке может облегчить клей силиконовый. Он удобен и прост в использовании, не имеет сложностей в предварительной подготовке поверхностей к склеиванию. При надлежащей аккуратности и соблюдении технологии клей из силикона обеспечивает высокий и долговечный результат.