CC BY
105
УДК 678.684
Ф. М. Палютин , А. В. Контуров, И. С. Матвеева,
Н. П. Павельева, А. С. Ромахин
ОДНОКОМПОНЕНТНЫЙ ГЕРМЕТИЗИРУЮЩИЙ МАТЕРИАЛ НА ОСНОВЕ ЖИДКОГО ТИОКОЛА
Разработана рецептура однокомпонентного тиоколового герметика.
Показано, что скорость вулканизации можно регулировать добавлением воды.
Тиоколовые герметики обладают уникальным комплексом свойств: высокой масло-бензотопливостойкостью, стойкостью к воде и различным водным растворам кислот и щелочей, тепловому и атмосферному старению, ультрафиолетовому излучению, исключительной эластичностью в широком диапазоне температур, длительной работоспособностью, что позволяет применять их в различных отраслях промышленности для работы в сравнительно жестких условиях [1]. Герметики на основе тиокола обладают также высокой паро- и газонепроницаемостью. Это показатель обусловил их применение для герметизации наружных деформационных швов стеклопакетов. Около 70% от всего объема герметиков, используемых в производстве стеклопакетов, составляют тиокольные герметики. Важнейшие свойства таких составов: паро- и газонепроницаемость, стабильная во времени адгезия к алюминию и стеклу, вязкость, позволяющая наносить их механизированно.
В последнее время на рынке появился спрос на однокомпонентные тиоколовые герметики белого цвета для применения их в строительстве. В связи с этим нами предпринята попытка разработать однокомпонентный герметизирующий материал. В качестве полимерной основы мы использовали полисульфидный олигомер 32 марки (аналог марки ЬР-32) с содержанием разветвляющего агента 0,5 мол. %.
Вулканизация жидких тиоколов протекает за счет окисления концевых меркаптан-ных групп -ЭИ до дисульфидных -Э-Э- или моносульфидных -Б- окислителями, способными реагировать с подвижным атомом водорода меркаптогруппы:
2 -К-ЭИ + [О] ^ -К-Э-Э-К- + И2О.
В качестве вулканизующего агента в данной работе использовался пероксид кальция СаО2. Введение в состав герметиков пластификаторов позволяет улучшить технологические свойства композиций. Обычно в качестве пластификаторов в герметиках на основе полисульфидных олиомеров применяют дибутилфталат и хлорпарафин, однако в последнее время производители тиоколовых герметиков отказались от использования дибу-тилфталата из-за его летучести в процессе эксплуатации герметитизирующего материала. Поэтому в качестве пластификатора мы остановились на хлорпарафине.
В качестве наполнителя для придания герметику белого цвета мы взяли титановые белила и мел. Были рассмотрены варианты использования природного мела и химически осажденного. При использовании химически осажденного мела наблюдалось увеличение прочности при разрыве на 0,3 МПа и относительного удлинения на 50%, однако это приводит к увеличению себестоимости герметика.
Нами разработаны две марки однокомпонентного герметика: «А» и «В», отличающиеся содержанием полимерной основы.
Герметик марки «А» имеет более высокое содержание полимера (~50%), что обеспечивает его хорошую адгезию к алюминию и стеклу и, следовательно, возможность применения для герметизации конструкций оконных блоков.
Герметик марки «В» содержит меньшее количество полимера (~30%) за счет увеличения количества пластификатора и наполнителей. В этом случае адгезия достигается за счет введения адгезионной добавки АГМ-9. Эту марку можно использовать для герметизации межпанельных стыков и термокомпенсационных швов в домостроении.
Свойства лабораторных образцов однокомпонентных герметиков приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Физико-механические характеристики однокомпонентных тиоколовых герметиков
Марка герметика Условная прочность при разрыве, МПа Относительное удлинение в момент разрыва, % Твердость по Шору, у.е. Максимальное водопо-глощение, %
«А» 1,93 460 55 8
1,89 590 52 7
2,33 200 49 9
1,88 185 51 7
2,20 225 54 6
2,50 280 55 8
1,80 310 53 8
2,05 370 52 7
1,84 320 48 8
2,10 335 50 7
1,95 310 54 6
«В» 1,10 410 30 16
1,07 350 32 15
1,18 230 31 14
1,14 260 33 16
1,34 275 29 15
Основным недостатком разработанных рецептур является медленная вулканизация, протекающая за счет влаги воздуха, - от 1 до 4 недель, поэтому для ускорения этого процесса нами предложено добавлять к герметизирующему материалу перед нанесением небольшое количество воды (от 0,5% до 1,0% по массе). Процесс отверждения ускоряется также при повышении температуры и влажности окружающей среды. Таким образом, варьируя количество добавляемой в герметизирующий состав воды, можно получать требуемое время отверждения. При добавлении 1,0% воды время вулканизации составляет 5^12 часов при температуре 20°С и влажности воздуха 40^60%.
Экспериментальная часть
Приготовление герметика проводили в лабораторном смесителе с механическим перемешиванием СПЕМП-1/0,003-Л-2,2.
Условную прочность и относительное удлинение при разрыве определяют на образцах типа I толщиной (2,0±0,2) мм по ГОСТ 21751-76. Образцы для испытаний выдерживали при температуре (23±2)°С до исчезновения липкости и жизнеспособности, после чего вулканизовали в термостате при температуре (70±2)°С в течение 24 часов.
Для определения твердости по Шору готовили образцы заполнением металлических колец-шаблонов шириной 7 мм, внутренним диаметром 45 мм и толщиной 6 мм на фторопластовой пластине и выдерживали их в течение 2 суток при температуре (23±2)°С, измерения проводили по ГОСТ 263-75.
Водопоглощение определяли по ГОСТ 2678-94.
Литература
1. Смыслова Р.А. Герметики на основе жидкого тиокола. М.: ЦНИИТЭнефтехим., 1984. 69 с.
© Ф. М. Палютин - канд. хим. наук, ген. дир. ОАО «КЗСК»; А. В. Контуров - гл. инж., зам. ген. дир. ОАО «КЗСК»; И. С. Матвеева - зав. сектором тиоколовых герметиков лаб. полисульфидных полимеров ЦЗЛ ОАО «КЗСК»; Н. П. Павельева - канд. техн. наук, зав. лаб. ЦЗЛ ОАО «КЗСК»; А. С. Ромахин - канд. хим. наук, нач. ЦЗЛ ОАО «КЗСК».
