Силиконовые герметики

Силиконовые герметики — решение проблем заделки щелей, уплотнения и герметизации стыков. Некоторые характеристики и технология применения.

Силиконовые герметикиКартриджи силиконовых герметиков

Силиконовые герметики
Силиконовые герметикиВверху и внизу- демонстрация растяжимости силиконового герметика Силиконовые герметикиМонтажный пистолет с картриджем силиконового герметика на фоне разноцветных жгутов герметика Силиконовые герметикиНож для обрезки картриджей Силиконовые герметикиМонтажный пистолет с картриджем силиконового герметика Силиконовые герметикиМонтажные пистолеты Силиконовые герметикиСерия герметизирующих материалов

Кто не сталкивался с проблемами заделки щелей, уплотнения и герметизации различных стыков?! Монтаж сантехники и керамической плитки, остекление деревянных, пластиковых и металлических переплетов, изготовление и ремонт аквариумов — вот лишь некоторые виды работ, где применяются самые разнообразные герметики.

За последние несколько лет на рынке появилось большое количество разнообразных материалов для заделки швов, трещин, щелей и различных стыков. Их можно разделить на две большие группы: герметики на основе бутиловых каучуков и силиконовые герметики. Они изготавливаются из разных веществ, что и определяет области их применения. Кгерметикам также причисляют акриловые шпатлевки, или, как их часто называют, филлеры (отангл. tofill- заполнять), и полиуретановые монтажные пены. Однако по сути ни те ни другие герметиками на самом деле не являются.

Это большие группы специальных материалов, которые заслуживают отдельного подробного разговора. Поэтому в этой статье мы дадим им лишь очень короткую характеристику.

Монтажные однокомпонентные полиуретановые пены предназначены в первую очередь для заполнения пустот между конструкционными элементами, которые подвергаются сравнительно небольшим подвижкам. Пены постепенно разрушаются под действием солнечного ультрафиолетового излучения. Поэтому они применяются только в тех местах, где будут закрыты, например, штукатуркой от внешних воздействий. Цена на полиуретановые пены примерно $5,0-5,5 за1баллон емкостью 750мл.

Словарик

Картридж - пластмассовая упаковка цилиндрической формы с подвижным днищем, предназначенная для работы с монтажным (плунжерным) пистолетом.
Органический экстендер (отангл. extender)- вещество, добавляемое в клей и резину для разбавления или снижения вязкости.
Фунгицид- химическое вещество, уничтожающее вредоносные грибки.
Кетоксимы- производные кетонов (самый известный кетон- ацетон), жидкие или твердые вещества с низкой температурой плавления, растворимые в большинстве органических растворителей.
Силиконы - кремнийорганические полимеры, содержащие атом кремния в элементарном звене макромолекулы. Наиболее широко применимы полиорганосилоксаны. Одно из их практических применений- кремнийорганические каучуки, которые используются для изготовления силиконовых герметиков.
Вулканизация — превращение каучука в резину, при этом линейные макромолекулы каучука взаимодействуют с вулканизирующим агентом, образуя трехмерную «сшитую» структуру.

Акриловые массы используются в основном для шпатлевки трещин и швов в стенах внутри обогреваемых помещений. Такие массы, содержащие фунгицид, можно использовать для заделки швов между плитками в ванных комнатах, туалетах и кухнях. Ксожалению, они быстро (в течение двух-трех лет) "стареют"- становятся хрупкими, теряют адгезию к основе и могут начать отслаиваться и выпадать из заполненных ими щелей. Аких достоинствам можно отнести исключительное удобство в работе, относительную дешевизну- $ 1,2-1,7 за1картридж емкостью 310мл. Они легко окрашиваются большинством красок, применяемых для ремонта. Впоследнее время все чаще в продаже встречаются акрилосиликоновые массы. Сохраняя все особенности акриловых масс, они имеют гораздо большую долговечность и могут быть использованы как для внутренних, так и для наружных работ, но при этом несколько дороже- от $ 2,5 за1картридж емкостью 300мл.

Герметики в точном смысле этого слова- материалы на основе силиконов и бутиловых каучуков. Ниже мы рассмотрим только те материалы, которые доступны для применения в домашних условиях, а именно силиконовые герметики.

Основными техническими характеристиками для всех типов герметиков являются допустимые температура нанесения и температура эксплуатации, эластичность (удлинение при разрыве), в том числе при повышенных или пониженных температурах, прочность на разрыв, адгезия (прилипание) к различным основам и стойкость по отношению к внешним факторам, таким как долговременное атмосферное воздействие и солнечное ультрафиолетовое излучение, повышенная влажность и воздействие плесеней. Герметики должны при любых температурах компенсировать движения швов, которые они уплотняют.

Виды силиконовых герметиков

Силиконовые герметики для уплотнения и компенсации движения швов, пожалуй, наиболее совершенны. Их отличает превосходная эластичность (удлинение при разрыве- до1000%), очень широкий температурный диапазон эксплуатации- от -50до +200Сспециальных герметиков верхняя граница доходит до +300С), отличная адгезия к самым разнообразным основам (стеклу, бетону, металлу, дереву, пластмассам и многим другим поверхностям, за исключением тефлоновых и замасленных), прочность и долговечность.

Силиконовые герметики представляют собой вязкие массы, которые отверждаются под действием паров воды, содержащихся в воздухе. Они применяются для заделки и склеивания всех видов швов и стыков, когда нужна изоляция от внешних воздействий, высокая влагостойкость, прочность и эластичность. Герметики плохо окрашиваются после нанесения, зато выпускаются они самых разных цветов, что позволяет выбрать материал нужного цвета.

Силиконовые герметики различаются по механизму отверждения и по содержанию наполнителей (в большинстве случаев чем меньше наполнителей, тем лучше).

Кислотные герметики являются наиболее универсальными и дешевыми, примерно от $ 2,5 за1картридж емкостью 310мл, и, естественно, они наиболее широко представлены на отечественном рынке. Их маркировка у многих фирм включает латинскую букву "А" (англ. acid- кислота).

При отверждении этот вид герметиков выделяет в воздух небольшое количество уксусной кислоты (2-4% от общей массы), что несколько ограничивает область их применения. Они не должны соприкасаться с такими металлами, как свинец, медь, латунь и цинк, поскольку выделяющаяся уксусная кислота вызывает коррозию этих металлов. При работе с мрамором и содержащими цемент материалами, которые имеют в своем составе щелочные соединения (известь, карбонаты и т. п.) и могут вступать в реакцию с уксусной кислотой, целесообразно провести пробу. Для этого нанесите небольшое количество герметика на поверхность обрабатываемого материала в незаметном месте. Используя в работе кислотные герметики, обязательно проветривайте жилые помещения.

Герметики нейтрального отверждения выделяют кетоксим или спирт. Они применимы по всем основам, в том числе по мрамору и цементным материалам без ограничений, однако стоят несколько дороже- от $ 4-5 за1картридж. Вмаркировке таких герметиков присутствует латинская буква "N" (англ. neutral- нейтральный).

Наконец, герметики щелочного отверждения на основе аминов используются для решения особых задач и в продаже практически не встречаются. Эти материалы пахнут несвежей рыбой.

Для того чтобы определить, содержит ли силиконовый герметик наполнитель, взвесьте картридж. Стандартный картридж емкостью 310мл с чистым силиконом весит 300-340 г. При весе около 500г есть основания полагать, что это герметик с высоким содержанием наполнителя и он должен стоить гораздо дешевле.
В случае попадания кислотного герметика на материалы, содержащие щелочные соединения (мрамор, бетон, известковые штукатурки), между ними и уксусной кислотой, выделяющейся при вулканизации, происходит реакция нейтрализации. При этом портится внешний вид поверхности.
Если сразу трудно определить тип отверждения герметика (кислотный или нейтральный) по маркировке или надписям на картридже, то переверните его донышком вверх, сожмите и понюхайте. Кислотный герметик имеет характерный запах уксуса.
Отличить герметик, содержащий органический растворитель, можно, если нанести его на тонкую полиэтиленовую пленку (например, на пакет). Она при взаимодействии с растворителем набухает и морщится. Чистый силикон не взаимодействует с полиэтиленом. С помощью взвешивания наличие растворителя не определишь, так как его плотность примерно равна плотности чистого силикона.

Полиакрилат и поликарбонат, подвергаемые деформации,- это основы, исключающие применение силиконовых герметиков. Силиконы настолько хорошо прилипают к этим материалам, что проникают в микроскопические трещинки, обязательно имеющиеся на их поверхности. Молекулы силикона «расталкивают» стенки трещинок, которые превращаются в хорошо видимые трещины. При этом может происходить потеря герметичности и прочности изделий, нарушается их внешний вид.

Некоторые технические характеристики силиконовых герметиков

Фирма- произво -
дитель
Торговая марка Побочный продукт вулкани -
зации
Относи -
тельное удлинение при разрыве, %
Модуль упругости при 100%-ном растяжении, МПа Рекоменду-
емая область применения
Ограниче-
ния в применении к некоторым материалам
DOW CORNING DC 911 Уксусная кислота 500 2,5 Герметизация швов и стыков между элементами остекления, в аквариумах до200л, в конструкциях оконных и дверных блоков Бетоны, строительные растворы, медные сплавы, свинец, цинк
DC 915 Уксусная кислота 400 2,4 Установка сантехнического оборудования, герметизация швов и стыков в помещениях с повышенной влажностью: ванных комнатах, кухнях, туалетах, погребах Материалы, выделяющие масла, пластифика -
торы и растворители (посуда и аквариумы- для DC915)
DC 916 Метил- кетоксим 400 1,8 Герметизация остекления межкомнатных перегородок, оконных и дверных блоков, идеален для приклеивания зеркал То же
DC 917 Спирт 375 0,5 Герметизация компенсационных швов в конструкциях домов, герметизация остекления межкомнатных перегородок, оконных и дверных блоков, идеален для приклеивания зеркал То же
RHONE- POULENC Silicex88 Уксусная кислота 800/600 * 2,2/1,0* Наружные и внутренние работы. Герметизация швов и стыков между элементами остекления и керамическими плитками, в алюминиевых и др. строительных конструкциях из непористых материалов Бетоны, строительные растворы, медные сплавы, свинец, цинк, материалы, выделяющие масла, пластифика -
торы и растворители
Silicex89 Уксусная кислота 800/600* 2,2/1,0* Наружные и внутренние работы. Монтаж сантехнического оборудования, герметизация швов в помещениях с повышенной влажностью
Silicex Уксусная кислота 800/600* 2,2/1,0*

FLM-
FIRMENGRUPPE, Швейцария
ChemLux 9011 Уксусная кислота 550 1,6 Для наружных и внутренних работ по герметизации швов и стыков элементов остекления Медные сплавы, свинец, цинк, материалы, выделяющие масла, пластифика -
торы и растворители
ChemLux 9013 Уксусная кислота 500 1,3 Сборка каркасных и бескаркасных аквариумов, террариумов и витражей
ChemLux 9014 Уксусная кислота 500 1,5 Для герметизации строительных конструкций, оборудования пищевых производств, при монтаже кухонной мебели, герметизации столешниц и встроенного оборудования Бетоны, строительные растворы, медные сплавы, свинец, цинк, материалы, выделяющие масла, пластифика -
торы и растворители
ChemLux 9015 Уксусная кислота 550 1,6 Для герметизации швов и стыков и др. работ в помещениях с повышенной влажностью Медные сплавы, свинец, цинк, материалы, выделяющие масла, пластифика -
торы и растворители
ChemLux 9016 Уксусная кислота 500 1,3 Для уплотнения швов между деталями при ремонте автомобилей, в электронике и электротехнике Не рекомендуется применять для этилена, полипропилена, подвижных швов между непористыми материалами (черепица, керамическая плитка) при фасадных работах
ChemLux 9018 Спирт 300 ** Для внутренних и наружных работ по герметизации компенсацион -
ных швов и стыков при повышенной влажности
Материалы, выделяющие масла, пластифика -
торы и растворители

* Прозрачный/цветной (различное количество наполнителя) силиконовый герметики.
** Нет данных.

Критерии качества силиконовых герметиков

Лучшие герметики- чистые (100%) силиконы. Именно они обладают сочетанием великолепных механических свойств, малой (2-4%) усадкой при отверждении и большой долговечностью. Тем не менее на рынке часто можно встретить дешевые марки, содержащие значительные количества наполнителей. Вводимые в силиконовую массу в процессе производства наполнители ухудшают свойства герметика. Известны три типа добавок к чистым силиконам: органические экстендеры, механические наполнители (мел, стеклянная и кварцевая мука ит.д.) и органические растворители.

Силиконовые герметики с небольшим (5-10%) количеством органических экстендеров весьма удобны в изготовлении и дальнейшем использовании, а их свойства лишь незначительно ухудшаются по сравнению с чистым силиконом. Подавляющее большинство силиконовых, санитарных герметиков для применения в ванных комнатах, кухнях, туалетах и в помещениях с повышенной влажностью относятся к этой группе. Всостав санитарных герметиков вводят и фунгицид, чтобы на швах не образовывалась черная плесень-мильдью. Однако наличие органического компонента ухудшает стойкость такого герметика к ультрафиолетовому излучению и ограничивает его применение для наружных работ. Стечением времени силиконовые массы с большим содержанием экстендерных смол желтеют и теряют свою механическую прочность. Интересно, что в России такие герметики широко используются для изготовления стеклопакетов. Кстати, их производители часто кривят душой, когда сообщают, что поставляют «вакуумные» стеклопакеты. Дело в том, что, хотя герметики не пропускают воду, они пропускают воздух. Поэтому давление воздуха внутри и снаружи стеклопакета равны.

Способ применения

Удалите из зоны шва или стыка старый, отслуживший уплотнительный материал.
Рабочие поверхности очистите от загрязнений, обезжирьте спиртом или ацетоном и просушите не менее 30 минут.
При использовании картриджа емкостью 300 мл аккуратно, не повреждая резьбы, обрежьте его наконечник, навинтите на него мундштук, который обрежьте под углом 45, чтобы получить необходимое сечение полоски герметика.
Заполните шов герметиком, выдавливая его из картриджа с помощью монтажного (плунжерного) пистолета.
Шпателем, смоченным в воде, сформируйте шов в соответствии с типом соединения и удалите избыток герметика.
Следы герметика удаляются сухой или смоченной бензином хлопчатобумажной салфеткой. Ряд фирм для удаления тонкого слоя отвержденного силикона разработали специальные составы, которые поставляются в тюбиках или аэрозольных баллончиках.
Руки и инструмент после работы с силиконовым герметиком, пока он не затвердел, отмойте теплой водой с мылом. Если же силикон затвердел на руках, то не волнуйтесь- через некоторое время он легко снимется.

Герметики с механическими наполнителями трудно на глаз отличить от чистых силиконов: например, кварцевая мука, замешенная в силиконовую массу, не меняет ее прозрачности. Однако эти массы различаются по плотности: у чистых силиконов она составляет 0,99-1,05 г/см3, а у наполненных- может достигать 1,6 г/см3. Наполнители значительно снижают все качественные характеристики герметиков, в первую очередь механические: прочность и удлинение при разрыве.

Способность растягиваться на сотни процентов от исходного размера позволяет герметику компенсировать движения швов, например, в результате температурных колебаний. После отверждения важнейшая характеристика герметика- удлинение при разрыве. Автору встречался герметик, содержащий всего 29% силикона и имеющий удлинение при разрыве около 45%, тогда как у высококачественных герметиков эта величина превышает 400%. Необходимо также отметить, что даже введение цветообразующей добавки приводит к некоторому снижению предела прочности при растяжении и уменьшению удлинения при разрыве. Герметики с добавками растворителей имеют усадку при отверждении, которая, естественно, зависит от количества введенных веществ. Утаких материалов снижается пластичность и при значительных деформациях происходит разрушение уплотняющего слоя.

Нет надежных экспресс-методов определения качества силиконовых герметиков. Можно порекомендовать один, хотя и не очень надежный, но все-таки способ контроля качества. Любой продукт невыгодно продавать по цене ниже его себестоимости. Сегодня цена одного стандартного картриджа емкостью 310мл чистого силиконового герметика даже на мелкооптовом строительном рынке не может быть ниже $ 2,5-3. Это не значит, что за эти деньги вы купите непременно высококачественный товар, но за $1,5 вам гарантирована самоделка неизвестного состава и происхождения. Кроме пластмассовых картриджей, силиконовые герметики упаковывают в тубы из алюминиевой фольги объемом 300, 400 и 600мл. Для работы с такими упаковками нужны специальные пневматические монтажные пистолеты, рассчитанные на соответствующий объем тубы.

Для надежности целесообразно приобретать товары известных и крупных компаний, таких как DOWCORNING (Бельгия), WACKERCHEMIE (Германия) или GENERALELECTRIC (США). Они сами производят силиконовые полимеры и не предлагают на рынке низкокачественные марки с высоким содержанием наполнителя. Хотя, кроме них, на российский рынок свою продукцию поставляют многие известные европейские и американские фирмы, которые при изготовлении герметиков используют полимеры ведущих производителей.

Важный параметр любого герметика, кроме температуры эксплуатации,- температура, при которой можно проводить работы. Как правило, это +5...+40С. При таких температурах время высыхания "до отлипа", или, точнее, поверхностной вулканизации, составляет 5-10 минут. Втечение этого времени можно формировать шов герметика. Инужно всегда помнить, что процесс отверждения-вулканизации силиконового герметика длительный. Он протекает со скоростью 2,5-4 мм в сутки.

Срок хранения силиконовых герметиков в сухом месте при температуре от +5до +25 С составляет не менее 12месяцев.

Требования безопасности при работе с герметиками

В процессе нанесения и вулканизации кислотных герметиков выделяющиеся пары могут вызывать раздражение глаз и слизистых оболочек, поэтому проветривайте помещение, в котором производятся работы.
При попадании герметика в глаза промойте их большим количеством теплой воды.

Как работать с силиконовыми герметиками

Силиконовые герметики очень просты в применении- вскройте картридж и выдавливайте его содержимое на герметизируемую поверхность. Однако есть некоторые сложности. Для того чтобы использовать эластичность силиконовой массы (то есть обеспечить ей необходимую свободу подвижек), шов надо правильно сконструировать с помощью малярной ленты. Если ширина шва в два раза и более превышает его глубину, придется воспользоваться подкладочным материалом во избежание трехстороннего прилипания герметика, вызывающего разрыв шва. Вкачестве подкладки используют полиэтиленовую ленту либо шнур из вспененного полипропилена. Только миниатюрные швы (шириной 1-2 мм), от которых не требуется компенсировать сколько-нибудь значительные подвижки, обрабатываются герметиком без таких подкладок. Формирующая шов малярная лента должна быть удалена сразу после нанесения герметика.

Чтобы определить количество герметика, необходимое для заделки шва различных размеров, можно воспользоваться таблицей, где приведена примерная длина полоски, которая может быть выдавлена из картриджа емкостью 300мл.

Расчетный выход герметика из картриджа емкостью 300 мл (впогонных метрах) в зависимости от глубины и ширины шва*

Глубина шва, мм Ширина шва, мм
3 4 6 8 10 12 15 20
4 25 18 13 10 7 6 5 3,5
5 20 15 10 7 6 5 4 3
6 17 13 8 6 5 4 3,2 2,2
8 13 10 6 5 4 3 2,5 1,7
10 10 8 5 4 3 2 1 1,5

* Расчет приведен для герметиков Silicex фирмы RHONE-POULENC по данным фирмы «ГЕРМЕТИК ЦЕНТР».

Это интересно!

Во времена холодной войны кремнийорганические соединения (силиконы) значились в списках стратегических материалов. По запрету КОКОМ их не ввозили в СССР, а отечественные силиконы почти полностью поглощались военной промышленностью. Между тем силиконы имеют почти неограниченный спектр самых мирных применений- от загущающих добавок в йогурты и средств ухода за волосами до вакуумного уплотнения космических кораблей.
Кремнийорганические соединения делают из песка, поваренной соли и углерода. Отпеска они унаследовали молекулярный скелет, а от углерода- феноменальное разнообразие свойств. Врезультате эти вещества соединяют в себе удивительную способность сохранять свойства при очень низких и высоких температурах, облучении ультрафиолетовым и инфракрасным светом, под действием агрессивных веществ.