18 января 2011

Герметик. Силикон

Источник: ЗАО «МСМ-трейдинг»
Автор: Сураев В.

Целесообразность применения силиконов возникает там и тогда, когда встает вопрос о качестве и долговечности. Аксиома.

Ремонт невозможно завершить, его можно только прекратить… Эта крылатая фраза является чем-то вроде шутки. Саркастической. Неужели все так плохо?

Плохо то, что, делая ремонт, мы не всегда знаем, что купить для тех или иных работ, идем советоваться не к профессионалам – официальным поставщикам специализированных герметизирующих материалов, а к друзьям. Находим док-знакомых, которым смотрим в рот, когда те с «профессиональным» апломбом начинают критиковать выбранный материал.

В результате, поддаваясь стадному чувству, мы выбираем то, что и все… Ориентируясь, в первую очередь, не на качество или оптимальное соотношение качество/цена, а только на цену. И не можем завершить ремонт потому, что, например, заделав не допустимым для этих целей материалом щель, получаем через несколько месяцев точно такую же и на том же месте. И пенять на качество используемых материалов в данном случае, конечно, можно, но не уместно.

О необходимости и допустимости использования конкретной марки герметика покупателя обязан проинформировать продавец, который должен иметь исчерпывающую информацию о свойствах и характеристиках продаваемого герметика от производителя. Недобросовестные же продавцы ориентированы в основном не на продажу качественного товара, так как он по определению более дорогой, а на сбыт как можно более дешевых продуктов, на которых можно получить значительно большую прибыль, выдавая их за «универсальные» и «…это именно то, что Вам нужно…». Универсального, т.е. подходящего абсолютно для всего, в природе не существует! В том числе и герметиков.

Все герметики (вулканизируемые материалы, предназначенные для герметизации) подразделяются на:

  • по готовности к применению:
    • 1-компонентные (т.е. годные к непосредственному использованию);
    • 2-х- и более компонентные (требуют перед использованием точного и тщательного смешения компонентов).
  • по типу (природе) основы герметика (приводятся в порядке убывания качества и долговечности):
    • силиконовые (они же – силоксановые, кремнийорганические);
    • уретановые;
    • тиоколовые (полисульфидные);
    • акриловые.

Силиконовые герметики не зря указаны первыми. Только они имеют полный набор всех необходимых качественных и эксплуатационных показателей, отвечающих требованиям, предъявляемым к современным герметизирующим материалам.

Однако это не значит, что другие герметики не имею право на существование. Отнюдь! Дело в том, что у каждого материала существует так называемая «ниша», т.е. наиболее типичные области применения. И там они прекрасно выполняют свои функции. Так, акриловые герметики, допустимы к использованию для так называемой «внутренней» герметизации (т.е. внутри помещений), но их ни в коем случае не рекомендуется использовать в качестве внешней герметизации окон, стеклопакетов и мест, где необходима герметизация по воде, растворам и иным жидкостям.

Силиконовые же герметики являются единственными из всех, которые способны заменить все другие. И это происходит, когда перед потребителем встает такой вопрос, как долговечность.

В целом же, для силиконовых герметиков характерны следующие отличительные особенности:

  1. Стойкость к УФ излучениям;
  2. Устойчивость ко всем погодным условиям и практически любым агрессивным средам;
  3. Отличная адгезия к большинству видов строительных материалов даже без использования праймеров (грунтовок);
  4. Прекрасная аккомодация движению (не менее 20%);
  5. Повышенные термостабильность и морозостойкость – работоспособны (сохраняют упруго-элластичные свойства) в диапазоне температур от -50 до +200°С;
  6. Широкий интервал температур применения (нанесение на поверхности от -30°С до +60°С).

Сами силиконовые герметики являются сложной композицией следующего общего состава:

  • основа – силиконовый каучук (как правило, диметилполисилоксан с концевыми гидроксильными группами);
  • усилитель (служащий для повышения прочностных показателей и обеспечения тиксотропных свойств – отсутствие стекаемости с вертикальных поверхностей);
  • наполнитель (выполняющий ряд второстепенных функций);
  • краситель (при необходимости);
  • вулканизующий компонент (для превращения первоначальной пастообразной консистенции герметика в резиноподобный материал под действием влаги воздуха);
  • промоторы адгезии (обеспечивающие прочный постоянный контакт герметика с поверхностью);
  • силиконовый пластификатор (повышающий эластичные свойства герметика).

Исходя из того, что силиконовые герметики обязательно содержат вулканизующий компонент, они дополнительно подразделяются еще на два типа: кислые («уксусные» – во время вулканизации им присущ запах уксуса) и нейтральные (аминные, оксимные, амидные, спиртовые).

Герметики с определенным типом вулканизующего компонента имеют свои преимущества и недостатки. Так, «кислые» герметики, дешевле, чем «нейтральные», однако их ни в коем случае нельзя использовать при герметизации поверхностей и материалов, которые могут взаимодействовать с выделяющейся во время вулканизации герметика уксусной кислотой с образованием растворимых солей (цементсодержащие материалы, алюминий и другие). В этом отношении «нейтральные» герметики являются более универсальными, т.к. этого ограничения у них нет, но при этом они более дорогие.

Дополнительно, возвращаясь к вопросу об «универсальности», необходимо также отметить еще одну особенность герметиков. Для того, чтобы они выполняли свои функции, они должны иметь хорошую адгезию (прилипаемость) к герметизируемым поверхностям. Однако, существует ряд материалов, в основном это пластики (поликарбонат, и, особенно поликарбонат с УФ-защитой, полиэтилен, полипропилен, тефлон, ПВХ) к которым адгезия подавляющего большинства герметиков недостаточна.

Из этой ситуации есть два выхода:

  1. использование «профессиональных» (специализированных) марок герметиков, что является довольно дорогой вещью;
  2. использование «рядовых» герметиков в паре со специальными праймерами, которые создают промежуточный слой между «проблемной» поверхностью и герметиком, обеспечивая в конечном итоге прочную связь разнородных и первоначально несовместимых между собой материалов.

Отдельно необходимо также остановиться и на специализированных герметиках не только по эксплуатационным свойствам, но и по области применения.

В частности, для клеящих и герметизационных работ в местах, которым присуща биологически агрессивная среда (туалетные и ванные комнаты, кухня, бассейны, душевые и т.п.), необходимы герметики с фунгицидными (противогрибковыми) добавками, которые препятствуют образованию на поверхности герметика плесневых образований. Однако такие герметики ни в коем случае нельзя применять для изделий и материалов, контактирующих с пищей.

Для ремонта и изготовления аквариумов существует отдельная группа герметиков, к которым предъявляют повышенные требования не только по стойкости к биологически агрессивным средам (содержимое любого аквариума), но и по безопасности для живых организмов с одновременной повышенной прочностью (не менее 25 кгс/см2) на разрыв.

Одним словом, рекомендуется осуществлять планирование покупки герметиков только после детального ознакомления с характеристиками предлагаемых марок и получения исчерпывающих рекомендаций по свойствам и областям применения. Все эти рекомендации потребитель имеет полное право потребовать у продавца. Крайне желательно чтобы это были не устные заверения, а информация, предоставленная непосредственным производителем.

К данной информации относятся:

  • фирма-производитель и страна производства;
  • система отверждения (тип герметика – «кислый» или «нейтральный»);
  • рекомендуемые и допускаемые области применения;
  • плотность г/см3;
  • время отверждения до отлипа (мин.);
  • полное отверждение (дни);
  • твердость А по Шору;
  • модуль (МПа) при растяжении 100%;
  • прочность на растяжении при разрыве (МПа);
  • относительное удлинение при разрыве (%);
  • аккомодация движению;
  • допустимая температура нанесения (°С);
  • допустимая температура эксплуатации (°С) – гарантийный срок хранения (мес.).

Перефразируя известный афоризм, можно предостеречь (по части герметиков) – производитель бывает только один – первый – он же последний.

Данное предупреждение относится к тому, что многие фирмы, не являющиеся производителями силиконовых составляющих, закупают их на стороне. Соответственно, чтобы выдержать конкуренцию с основными производителями, они идут на разные ухищрения, направленные на снижение стоимости их продукции. Вот некоторые основные способы.

  1. При перефасовке из крупной тары (контейнер, бочки) в более мелкую (картриджи, тубы) – дополнительная модификация качественного исходного герметика дешевым органическим маслом – пластификатором. Продажа под видом, что предлагаемый герметик «100% силиконовый», «…известной фирмы и только перефасован…»;
  2. Перефасовка герметика с истекшим сроком годности;
  3. Изготовление по собственным рецептурам и под своей торговой маркой из приобретенных компонентов, но с сильно уменьшенным содержанием силиконовых компонентов путем частичной или полной замены силиконового пластификатора значительно более дешевым органическим маслом.

Как следствие – потребитель получает под видом «силиконового» герметизирующий материал, но, в конечном итоге, подчас практически полностью утративший все свойства действительно силиконового герметика. Так, при чрезмерной «модификации» силиконового герметика органическим маслом, герметик утрачивает, в частности, допуск на использование при отрицательных температурах. О чем некоторые производители вынужденно указывают («…температура нанесения не ниже +50°С…»), продолжая, в качестве хоть и неправомерной, но рекламы, заявлять, что предлагают силиконовый герметик. Более правильным его следовало бы именовать «силиконизированный». По уровню качества данный герметик – вулканизуемая замазка сугубо узкого назначения.

Отличительными особенностями действительно силиконового герметика являются:

  1. торговая марка и производитель (количество фирм, производящих силиконы весьма незначительно), т.е. оригинальная фирменная упаковка;
  2. соответствие заявляемых показателей герметика свойствам силиконового;
  3. наличие соответствующей информации, подтверждающей его качественные показатели;
  4. приобретение герметика у официальных поставщиков.

К косвенным показателям герметика, являющегося силиконовым только по названию, относятся:

  1. низкая плотность – плотность силиконовых герметиков не может быть ниже 1,0 г/см3;
  2. невозможность использования при отрицательных температурах;
  3. подозрительно низкая цена;
  4. отсутствие или неполный перечень вышеприведенных эксплуатационных характеристик;
  5. отсутствие обязательных сопроводительных документов.

ЗАО «МСМ-трейдинг», официальный дистрибьютор General Electric – Bayer Silicones, предлагает силиконовые герметики одного из крупнейших в мире производителей силиконовой продукции только в оригинальной упаковке. Будь то картридж (310 мл) или контейнер (1000 л). Каждое тарное место имеет обязательную соответствующую маркировку и выпускается в соответствии с требованиями по контролю качества ISO 9002.

Предлагаемые силиконовые герметики «General Electric – Bayer Silicones» соответствуют основным международным спецификациям по строительным и стекольным работам, включая:

  1. ISO 11600 (международный);
  2. DIN 18545 С, Е (Германия);
  3. ATG 1620, 1609 Class VI (Бельгия);
  4. MTK (Швеция);
  5. UNI 9610/9611 (Италия);
  6. SNJF 1st category (Франция);
  7. TT-S-00230C Type 2 Class A, ASTM C-920 Type S grade NS Class 25 (США);

Что же скрывается за этими спецификациями? Остановимся несколько подробнее на самых основных.

1) Определение механических свойств при растяжении. Проводится в соответствии с требованиями ISO 8339.

В соответствии с методикой образец герметика подвергается растяжению, с одновременной регистрацией зависимости деформации от усилия.

  • модуль (МПа) при растяжении 100%;
  • прочность на растяжении при разрыве (МПа);
  • относительное удлинение при разрыве (%).

Относительное удлинение (растяжение) при разрыве – это разница между конечной и начальной величиной герметика, выраженная в процентах относительно его исходного размера. Относительное удлинение на 100% эквивалентно растяжению в 2 раза.

Прочность при разрыве – это отношение усилия, вызвавшего разрушение образца, к площади поперечного сечения шва.

Если деформация не привела к разрушению, то говорят о напряженности. Вычисляют эту величину так же, как и прочность при разрыве, посредством деления растягивающего усилия на площадь поперечного сечения шва. Полученное значение выражают в килограммах силы на квадратный сантиметр (кгс/см2), либо ньютонах на квадратный миллиметр (Н/мм2), либо мегапаскалях (МПа). Для справки: один мегапаскаль равен одному Н/мм2 и приблизительно 10 кгс/см2.

Основной параметр, по которому различают герметики, – это не величина максимального удлинения, а степень сопротивления растягивающему усилию. Способность герметика сопротивляться деформациям оценивается напряженностью, возникающей при его двукратном поперечном растяжении. Эта напряженность называется модулем 100-процентного растяжения.

Что можно узнать из этих данных? Допустим, есть щель между раковиной и стеной толщиной 5 мм. Естественно, что она может менять свои размеры, например, из-за нажима на край раковины. Каким материалом можно воспользоваться, чтобы эту щель заделать? Если смещение не превышает 50%, то, по идее, любым из силиконовых герметиков. Во всяком случае, любой из силиконовых герметиков способен к однократному растяжению более чем в 1,5 раза.

Бoльший интерес представляют «чувства» герметика при разрыве, выраженные значением напряженности (прочности) силикона в столь драматический момент. Зная эту величину, можно оценить нагрузку, которую выдержит герметик, если используется в качестве клея.

Другой, измеряемый показатель – модуль 100-процентного поперечного растяжения. Он определяет, каков герметик на ощупь. Чем выше модуль, тем материал тверже. Модуль поперечного растяжения влияет на выбор сферы применения герметика. Высокомодульные разновидности целесообразно применять в конструкциях, подвергающихся значительным механическим воздействиям (вес, ветровые нагрузки, давление воды). Для общестроительных работ больше подходят низкомодульные материалы. Они лучше переносят многократные деформации сжатия-растяжения. Какой герметик применять в быту, в общем-то безразлично. Куда важнее, чтобы он обладал хорошей адгезией (сцепляемостью) к скрепляемым поверхностям и соответствовал требованиям ISO 9047 и ISO 10590.

2) Определение адгезионных (когезионных) свойств. Проводится в соответствии с требованиями ISO 9047.

Целью метода является выяснение допустимой деформации шва (аккомодация движению), при которой возможные в реальных условиях колебания температуры не вызывают разрушения герметика. Испытания заключаются в проведении серии воздействий знакопеременных температур на образцы, находящиеся в сжатом или растянутом состоянии. Каждый цикл включает в себя сжатие шва на заданную деформацию и выдержку в таком состоянии при повышенной температуре (как правило при +70°С), затем следует охлаждение до отрицательных температур (как правило при -20°С) с последующим растяжением на ту же деформацию и выдержку при этой температуре не менее 24 часа.

По классификации ISO 9047 все герметики делятся на 4 класса: cl 25, cl 20, cl 12,5 и cl 7,5. Цифры 25, 20, 12,5 и 7,5 означают величину деформации в процентах, при которой еще наблюдалось успешное прохождение описанной выше последовательности температурных и механических воздействий.

В ходе экспериментов по сути дела моделируются механические и температурные нагрузки, возникающие в наружном компенсационном шве. Нагревание панелей, между которыми оставлен компенсационный шов, приводит к его сжатию, а охлаждение – к расширению. Результаты экспериментов по ISO 9047 нужны, чтобы спрогнозировать поведение герметика в таких условиях. Т.е. в условиях, когда геометрические параметры поперечного сечения герметика изменяются в определенном диапазоне.

От материалов, выдержавших испытания при 25%-ной деформации, стоит ожидать надежной службы в течение нескольких десятилетий. Образцы, не прошедшие этот тест при 12,5-процентной деформации, для герметизации наружных компенсационных швов, не годятся. Аналогичные критерии отбора применимы для материалов, заполняющих промежутки между стеной и оконным блоком или дверной коробкой, между оконным блоком и наружным стеклом. Способность переносить температурные нагрузки важна не только при наружных работах, но и внутри помещения. Например, герметик, которым заделали щель между металлической мойкой и столешницей, должен выдерживать нагревание, возникающее всякий раз при открытии крана с горячей водой.

Следует отметить, что успешность прохождения этого теста сильно зависит от материала поверхности. Большинство герметиков выдерживают испытания на образцах из керамики и стекла, но снижают показатели на фрагментах шва из алюминия.

Механические свойства при растяжении, определенные по ранее приведенной методике, составляют разительный контраст по сравнению с результатами, полученными по методике 9047. Дело в том, что чрезмерно модифицированные органическим маслом силиконовые герметики растягиваются чуть ли не как жевательная резинка. Однако если условия далеки от идеальных, т.е. герметик начинает работать в реальных условиях цикличного перепада температур, то деформация, при которой герметик способен выполнять свою функцию, совсем невелика.

3) Определение свойств адгезии с удлинением после погружения в воду. Проводится в соответствии с требованиями ISO 10590.

В ходе испытаний образец шва из двух опор, скрепленных герметиком, погружается в дистиллированную воду на четверо суток, а затем, если удастся, растягивается в 1,6 и 2 раза и фиксируется на 24 часа (при температуре +23°С). Для получения информации о степени оказанного воздействия параллельно с экземплярами, выдержанными в воде, испытанию подвергаются контрольные образцы.

Герметик считается выдержавшим испытание, если по истечении 24 часов сохраняется сплошность шва и не происходит отслоения от контактируемых поверхностей. По полученным данным можно судить о пригодности герметика к определенной области применения (герметизация поверхностей из определенных материалов).

Главным результатом испытаний является информация об устойчивости образуемого эластичного вулканизата к воздействию воды. Сам силикон воды не боится, но тонкий слой, в котором он контактирует с материалом подложки, зачастую весьма уязвим. И чем меньше силикона находится в герметике, тем меньше срок реальной службы такого модифицированного герметика при контакте с неблагоприятными воздействиями внешней окружающей среды, под которыми, в первую очередь, подразумеваются атмосферные осадки и прямой солнечный свет.

Вопрос об отношении герметика к воде обязательно возникает при заделке межплиточных швов в бассейне, в случае кровельных работ, наружного остекления, когда ожидается заливание герметизируемых щелей водой.

Герметик считается выдержавшим испытания, если оба образца шва разрушились по самому герметику, а не в результате его отслоения от скрепляемых поверхностей.

На пояснении других показателей остановимся более кратко.

Время отверждения до отлипа (мин.) – время, по истечению которого поверхность герметика перестает быть липкой. По своей сути – это время образования поверхностной пленки.

Полное отверждение (дни). В связи с тем, что процесс вулканизации однокомпонентных герметиков происходит под действием влаги воздуха, данный процесс зависит от влажности, температуры и глубины шва герметика. После того как герметик по всей массе завулканизуется, процесс набора прочности продолжается и, как правило, заканчивается через 5ч7 дней. Соответственно полный цикл от момента нанесения до практически полного набора всех прочностных показателей и характеризует данный показатель.

Твердость А по Шору (у.е.) – показатель, характеризующий «твердость» образующегося вулканизата по сравнению с другими резиноподобными материалами.

Допустимая температура нанесения (°С) – температурный диапазон, в интервале которого рекомендуется (допускается) наносить герметик.

Допустимая температура эксплуатации (°С) – температурный диапазон, в интервале которого гарантируется сохранение заявляемых прочностных показателей вулканизата данного герметика.

Гарантийный срок хранения (мес.) – срок, в течении которого производитель гарантирует сохранение всех заявляемых прочностных показателей. По истечении этого срока, эти показатели могут как остаться прежними, так и начать снижаться. Данный срок обязан к указанию на каждой единице тары.

В заключение хотелось бы еще раз напомнить всем потребителям герметиков о необходимости перед покупкой требовать предоставления всех вышеупомянутых данных. Только на основании их можно сделать для себя вывод о том, что вы приобретаете именно тот, продукт, который Вам нужен, и который действительно отвечает Вашим требованиям, как по качеству, так и по долговечности.

К сожалению, потребители изделий и услуг, в которых обязаны присутствовать силиконовые герметики (в частности деревянные оконные блоки, и внешняя герметизация стеклопакетов), находятся в более затруднительном положении. Это связано с тем, что нередко на стадии экспертизы и сертификации производитель использует качественные материалы. С течением же времени (зачастую в первый же год) в ход начинает вступать чисто коммерческий аспект и, в лучшем случае, используется сильно «модифицированный» силиконовый герметик. Подчас неизвестного производителя и качества, т.к. обязательная маркировка может просто отсутствовать. Как следствие – уже после одного-двух сезонов потребитель начинает страдать: компенсационные и деформационные швы текут; оконные блоки и стеклопакеты начинают запотевать и течь…

Потребитель – будь бдителен и настойчив. И тогда ты забудешь, что такое – бесконечный ремонт.

Twitter Facebook ВКонтакте
Яндекс.Метрика