Герметики, сравнительные характеристики

Герметики, виды и свойства

Подробности

15.02.2015

Просмотров: 7962

 

В настоящее время рынок предлагает потребителям разнообразные виды герметиков в огромном ассортименте. Но разобраться во всем этом многообразии, не зная свойства герметиков бывает не просто. С точки зрения химического состава герметики принято называть по их химической основе и делить на акриловые, силиконизированные акриловые, полисульфидные, битумные, битумные мастики, бутиловые, силиконовые, полиуретановые и герметики на основе MS-полимера. Выбирая герметик обычно в первую очередь обращают внимание на химическую основу герметика, а затем сопоставляют свойства герметиков, по таким основным показателям, как: степень адгезии к различным материалам и адгезионная прочность, прочность и эластичность, усадка при отвердении, долговечность, время образования пленки на поверхности герметика, время полного затвердевания, устойчивость к агрессивным средам и УФ-излучению, термостойкость и морозостойкость, наличие коррозионного или иного отрицательного влияния герметика на различные материалы и т.д.

 

 

1. Акриловые герметики

 

Акриловые герметики изготавливаются на основе смеси акрилатных полимеров. Эти виды герметиков сегодня самые популярные и самые не дорогие. Они однокомпонентные и поэтому просты в применении, не токсичны, пожаробезопасны, паропроницаемы, устойчивы к УФ-излучению, могут разбавляться водой и окрашиваться любыми красками, обладают хорошей адгезией практически ко всем материалам, в том числе и к пористым. Примером могут служить высококачественные акриловые герметики с торговыми марками Bostik и TYTAN.

 

	Акриловые герметики Bostik и TYTAN

 

После нанесения акрилового герметика, начинается процесс его вулканизации, сопровождающийся испарением воды и появлением значительной усадки, доходящей до 10% и более. Если при комнатной температуре акриловые герметики обладают эластичностью, то при отрицательных они твердеют и становятся жесткими. Раскрытие швов, более 15% зачастую приводят к их отслаиванию, даже если они наносятся внутри помещений. При постоянном контакте с водой все свойства акрилового герметика его упругость и прочность сцепления с материалом основания заметно ухудшаются, а на пористых основаниях, таких как дерево, уплотнитель из акрила выходит из строя еще быстрее.

Подобные свойства герметиков резко сужают область применения "акрилов" до уплотнения неподвижных и малоподвижных соединений, таких как внутренние соединения оконных рам, дверных проемов, подоконников, заполнения трещин и щелей в бетоне, штукатурке, кирпичной кладке. Долговечность эксплуатации акриловых герметиков по разным оценкам: в помещении – (5-10) лет, а в наружных конструкциях – (1-2) года.

 

 

2. Силиконизированные акриловые герметики

 

Этот вид герметиков появился недавно и считается очень перспективным. Основой силиконизированных акриловых (акрил-силиконовых, акрило-латексных) герметиков является акрил с добавлением силиконовой водной дисперсии (латекса) и ряда других добавок. Эти герметики сочетают в себе положительные и отрицательные свойства герметиков из акрила и из силикона.

 

	Силиконизированные акриловые герметики ТИТАН

 

По сравнению с чисто акриловыми герметиками, силиконизированные дороже, обладают большей эластичностью, влагостойкостью, прочностью и хорошо герметизируют и соединяют различные поверхности. Диапазон температур нанесения, по разным данным, колеблется от – 18^оС до + 35^оС, а термостойкость – в пределах от – 20^оС до + 70^оС. При временном попадании воды на герметик его свойства практически не меняются. Но при постоянном контакте с водой он быстро разрушается, его нельзя наносить во время дождя и снега. Поэтому силиконизированный акриловый герметик не используют для герметизации швов, расположенных ниже уровня воды, под землей, для герметизации бассейнов, автомобилей и морских судов, поверхностных дефектов и закрытых швов, а также в закрытых помещениях с относительной влажностью более 90%. Прогнозируемый срок эксплуатации силиконизированных акриловых герметиков по разным оценкам составляет не менее 10 – ти лет.

 

 

3. Полисульфидные (тиоколовые) герметики

 

Полисульфидные герметики, например, Полисульфид и Полисульфид Sи др. изготавливают на основе жидких полисульфидных каучуков и обычно состоят из двух компонентов, которые смешивают непосредственно перед употреблением. После смешивания начинается процесс вулканизации и компоненты превращаются в резиноподобную массу. Полисульфидные герметики и мастики имеют хорошую адгезию к алюминию, оцинкованной стали, ко многим другим материалам и к стеклу. Поэтому, например, полисульфидный герметик применяют при производстве стеклопакетов. В мире более 80% стеклопакетов для энерго-сберегающего остекления зданий изготовляется с их применением.

 

Заделка шва Полисульфидом	Полисульфидная мастика

 

Эти виды герметиков обладают высокой масло- и бензостойкостью, хорошо сопротивляются окислению, действию атмосферных осадков, влаго- и газонепроницаемы, сохраняет эластичность при низких температурах. Свойства герметиков на основе полисульфидов многообразны: они стойки к действию морской, водопроводной и дистиллированной воды, стойки к 20% - ной серной кислоте, 10% - ной соляной кислоте, 20% - ной уксусной кислоте, 40% - ных едком натре и едком кали, отлично противостоят тепловому старению. Рабочая температура тиоколов от -60°С до + 130°С. Герметики широко применяются в различных областях промышленности и в строительстве, например, для герметизации разнообразных строительных швов, в случае, где необходимо обеспечить высококачественную герметизацию. Обычно их используют для герметизации стыков, тяжелых и легких сборных элементов, швов каменной кладки и бетонных конструкций, резервуаров для воды, каналов, первичной герметизации стеклопакетов и др.

В качестве недостатков полисульфидных герметиков чаще всего указывают на наличие только двух цветов (серый, черный), сложность нанесения двухкомпонентной системы и на то, что они не достаточно вязкие и могут стекать с вертикальных поверхностей и вытекать из швов. Кроме того, полисульфидные герметики (тиоколовые мастики) нельзя наносить на цветные металлы, т.к. содержащаяся в герметике сера вызывает их коррозию. В общей массе полисульфидные герметики используются не очень широко, и часто их заменяют полиуретановыми герметиками. Долговечность их эксплуатации в помещении оценивают в (10-20) лет, а в наружных конструкциях – (4-6) лет.

 

 

4. Битумные герметики

 

Этот вид герметиков изготавливают на основе битумов (от латинского «горная смола»), которые модифицируют различными полимерами и каучуками. В результате получаются материалы с отличной адгезией, с коротким временем схватывания, образующие при нанесении прочный и эластичный слой. Битумные герметики защищают металлические конструкции от коррозии, устойчивы к воздействию УФ-излучения, не разрушается плесенью, грибками, микроорганизмами, даже в условиях высокой влажности. Битумы являются водостойкими и электроизоляционными материалам. Они устойчивы к щелочи и кислотам, многим растворам солей и коммунальных сточных вод, а также к навозу, и жидкому навозу. Битумные герметики обладают превосходной устойчивостью к старению, хорошо прилипают даже на влажную поверхность. Свойства герметиков превосходно прилипать на такие поверхности, как каменная кладка, бетон, металл, стекло, дерево и битумные материалы, позволяет применять эти виды герметиков в качестве замазки и клея для крыш, для герметизации алюминиевых фасонных крыш и кромок крыш, для заполнения трещин в кровле, дымоходах. Конкретным примером могут служить высококачественные кровельные битумные клей-герметик Эласторуф Bostik Elastoroof LF и кровельный герметик TYTAN, модифицированные каучуком

 

	Битумные герметики Bostik Elastoroof LF и TYTAN

 

Битумные герметики применяются и для аналогичных работ на фундаментах и цоколях. Например, для заделки трещин и дефектов в каменных основаниях перед устройством рулонной гидроизоляции, для приклеивания листов гидроизоляции, для устранения течей в безнапорных емкостях, трубопроводах и канализации, в дренажных системах.

Среди достоинств битумных герметиков обычно выделяют возможность их нанесения на влажную поверхность и не высокую стоимость, а к недостаткам - низкую стойкость к высоким температурам и один единственный цвет – чёрный. Срок службы битумных герметиков – 20 лет.

 

 

5. Битумные мастики

 

Битумные мастики содержат смесь нефтяного битума или дёгтя и минеральных наполнителей. В качестве наполнителей обычно используют доломит, мел, цемент, золы твёрдых видов топлива, асбест, минеральную вату и др. В зависимости от применяемого связующего мастики могут быть битумные, битумно-резиновые и битумно-полимерные.

Битумные мастики горячего применения, например, BIGUMA – SKC или гидроизоляционная масса SK (SK Coating) вначале разогреваются до температуры (150-180)^оС и в горячем виде наносятся на предварительно загрунтованное основание, образуя при остывании монолитное покрытие. Эти мастики используют для гидроизоляции кровли, для устройства внешней гидроизоляции зданий от грунтовой влаги и воды под давлением, для покрытия соприкасающихся с землёй конструкций из бетона, газобетона, штукатурки, силикатного кирпича (наружных стен подвалов, оснований мостов, подземных гаражей, бункеров, плит основания и т.п.). А также для герметизации деформационных швов и для защиты многих металлов от коррозии. Очевидным преимуществом таких мастик является возможность работы при температурах до – 15^оС.

Битумные мастики холодного применения широко используются для устройства внешней гидроизоляции. Они могут содержать растворители или быть на водной основе (эмульсии битума в воде). Например, Битумно-полимерная мастика Битфлекс на основе битумной эмульсии, улучшенной полимерами без растворителей и наполнителей или гидроизоляционная масса К100 - однокомпонентная изоляционная масса на латекс-битумной основе, не содержащая растворителей и наполнителей. Отверждение таких мастик происходит в результате испарения растворителя или воды.

Bitflex	K100 - braun	SK Coating

 

Мастики готовы к применению и используются для гидроизоляции фундаментов, кровли, внешних стен подвалов, и резервуаров с целью их защиты от влажности грунта и воды под давлением, в качестве гидроизоляции бетонных изделий и конструкций перед закладкой их в грунт и др.

 

 

Гидроизоляция фундамента	Гидроизоляция кровли	Гидроизоляция стен

 

Общим преимуществом мастик горячего и холодного нанесения является образование сплошного монолитного бесшовного гидроизоляционного покрытия. Потенциальный срок службы покрытий на кровле на основе битумных мастик - от 5 до 25 лет, а для подземных сооружений – более 30 лет.

 

 

6. Силиконовые герметики

 

Силиконовые герметики изготавливаются на основе кремнийорганических каучуков. Как правило, это всем известные однокомпонентные герметики, поставляемые в стандартных картриджах по 310 мл. Процесс вулканизации этих герметиков происходит при контакте с атмосферой, после выдавливания из картриджа. Другой вид силиконовых герметиков – это компаунды, используемые для изготовления литьевых форм, герметизации поверхностей, заливки в швы и т.д. Они состоят из двух компонентов: пасты и катализатора, постовляемых раздельно. Перед употреблением компоненты смешивают и процесс вулканизации происходит сразу во всему объему пасты. После вулканизации образуются резиноподобные материалы, обладающие химической инертностью, высокой эластичностью в диапазоне температур от -50°С до +200°С, устойчивостью к воде и агрессивным средам, стойкостью к УФ-излучению и т.д. На сегодняшний день свойства герметиков на основе силиконов дают им право носить статус универсальных. Этот вид герметиков широко применяться в быту, промышленности и строительстве для герметизации различных швов, узлов электронных устройств и плат, прокладок в двигателях и радиаторах и т.д.

 

	Силиконовые герметики

 

Силиконовые герметики европейского производства, например, Bostik Trinkwasser-Silicon, Bostik Unterwassersilicon, Bostik Sanitar-Silicon, Bostik Hochtemperatur-Silicon и др. - это хорошие современные материалы, по механическим свойствам и цене не уступающие полиуретанам.

 

	Bostik Sanitar-Silicon	Bostik 2650

 

Вместе с тем, представленные сегодня на рынке различные виды герметиков из силикона, имеют не только массу достоинств, но и ряд существенных недостатков.

Например, "ацетатные" герметики, в процессе вулканизации которых выделяется уксусная кислота, нельзя использовать для герметизации бетонных и металлических конструкций, мраморных поверхностей, натурального камня и ряда других материалов. "Нейтральные" (аминные, амидные, спиртовые и т.д.) герметики использовать можно, но они - дорогие. К поликарбонату, полипропилену, ПХВ и целому ряду других материалов адгезия силиконовых герметиков недостаточна. Они имеют усадку, их нельзя окрашивать. Внутри помещения они быстро теряют адгезию, особенно там, где есть соприкосновение с водой, а снаружи они теряют адгезию еще быстрее. При случайном повреждении шва упругий силикон лопается, и отремонтировать его невозможно т.к. силикон не имеет адгезии к самому себе. Поэтому весь поврежденный шов приходится полностью удалять и заменять новым.

Следует также учитывать, что многие фирмы занимаются закупкой и перефасовкой качественного зарубежного силиконового герметика из крупной тары в мелкие картриджи и тубы. Причем для понижения его стоимости некоторые из этих фирм вводят в герметик различные добавки, например, дешевое масло в качестве пластификатора, что резко снижает качество исходного закупленного герметика. Поэтому долговечность эксплуатации не дорогих силиконовых герметиков в помещениях, по разным оценкам, составляет (3 – 10) лет, а в наружных конструкциях они теряют адгезию еще быстрее (2-3) года и буквально рассыпаются в руках.

 

 

7. Бутиловые герметики

 

Бутиловые герметики это виды герметиков, представляющие собой термопластичную массу, основным составным компонентом которой является синтетический каучук полиизобутилен. Примером могут служить однокомпонентные термоплавкие бутиловые герметики Bostik Р5125, Bostik 2000.

 

	Bostik Р5125	Bostik 2000

 

Полиизобутилен устойчив к кислороду, хлорной извести, дихромату и перманганату калия, растворам щелочей, кислот и многим другим химическим соединениям. Вулканизированный герметик по внешнему виду и своей консистенции напоминает резину.

Среди положительных свойств бутиловых герметиков обычно выделяют их безвредность для здоровья человека и окружающей среды, высокую адгезию к стеклу, алюминию и оцинкованной стали. Они обладают низкой паропроцимаемостью, низкой газопроницаемостью и теплопроводностью, не содержат растворителей, что очень важно при производстве стеклопакетов, а также хорошей эластичностью, устойчивостью к УФ-излучению, низкой стоимостью. Свою упругость и эластичность герметик сохраняет в интервале температур от –55^оС до +100^оС и выше.

Основной областью применения бутиловых герметиков является производство стеклопакетов. Они могут применяться и для уплотнения зазоров, стыков и мест соединения в металлических, стеклянных и деревянных конструкциях, для склеивания теплоизолирующих панелей, уплотнения воздуховодов и систем кондиционирования воздуха, а также для герметизации сосудов и контейнеров. Срок службы бутиловых герметиков превышает 20 лет

К сожалению, эти герметики имеют только черный цвет и низкую прочность на растяжение при низких температурах, что сужает область их применения.

 

 

8. Ленточные герметики

 

Ленточные герметики - это специальные ленты, состоящие из основы, на которую наносятся полимеры. Этот вид герметиков изготавливается на разных основах с покрытиями из битумно-каучукового и бутил-каучукового композита, акрилового материала и др. Герметики, как правило, выступают в роли уплотнителей, обеспечивающих защиту швов и соединений от проникновения воздуха, влаги, звука, разных активных веществ.

Выпускают различные формы ленточных герметиков: диффузионные (мембранные), пароизоляционные, в виде полосок битумно-каучуковых компонентов, в виде полосок бутил-каучуковых компонентов, в виде колбасок. Каждый ленточный герметик обладает своими определенными функциональными характеристиками и назначением. Например, бутиловые ленточные герметики безвредны для человека и окружающей среды, могут эксплуатироваться на протяжении 20-ти и более лет без потери своих свойств, просты и удобны в работе. Поэтому они активно используются для высококачественной долговременной гидроизоляции, шумо- и вибро- изоляции, герметизации, фиксации и склеивании материалов в строительстве, промышленности и в быту.

 

Bostik-Grip-1182	Бутиловые ленты Slion	Бутиловая лента Tytan

 

Под терминологию ленточных герметиков подпадают предварительно сжатые уплотнительные ленты (аббревиатура ПСУЛ). Это предварительно сжатые полоски поролона, которые пропитывают специальными растворами, придающими поролону характерные особенности: плавность подъёма, стойкость к УФ-излучению, стойкость к ветровым нагрузкам, стойкость к дождю и снегу и т.д. Когда ленты ПСУЛ помещают в монтажный шов они расширяются и защищают шов от внешних негативных воздействий. Ленты ПСУЛ используются на внешнем контуре монтажного шва для защиты монтажной пены (утеплителя) от дождя, ветра, снега.

Пароизоляционные ленточные герметики используют при установке окон на внутреннем контуре, для того, чтобы влажность, которая может проникнуть с наружной стороны, не попала в утеплитель монтажного шва и не ухудшила этим его характеристики.

Мембранные и диффузионные ленточные герметики применяются на внешнем контуре шва окна и предназначаются для выведения влаги наружу. Так называемая, наружная лента.

 

 

9. Полиуретановые однокомпонентные герметики

 

Полиуретановые однокомпонентные герметики - это разнообразные виды герметиков, созданные на основе полиэфирных смол, которые под действием влажности воздуха быстро полимеризуются в прочный, эластичный резиноподобный материал. Материал герметиков на основе полиуретана работает в интервале температур от -40°С до +80°С, обладает водостойкостью, хорошей адгезией к различным материалам, ремонтопригодностью, стойкостью против коррозии, устойчивостью к воздействию слабых (до 10%) растворов солей, кислот и щелочей, его можно красить и т.д. Эти свойства герметиков находят широкое применение в строительстве. Например, полиуретановые герметики Бостик 2637, Бостик 2639 и клей Симсонтоп, идеально подходят для герметизации межпанельных швов, узлов соединений сборных конструкций, кровельных стыков, стыков строительных конструкций с бетонными, металлическими, деревянными или ПВХ поверхностями, приклеивания теплоизоляционных панелей и т.д.

 

Bostik 2637	Bostik 2639	Simsontop

 

Однако многим полиуретановым герметикам также присущ ряд серьезных недостатков. Например, в их состав входят вредные для здоровья изоцианатные группы. В процессе полимеризации изоцианаты, реагируя с влагой окружающей среды, выделяют внутрь материала пузырьки углекислого газа. Это заставляет ограничивать толщину наносимого за один раз слоя и увеличивать содержание растворителя, испарение которого приводит к образованию пузырей и к усадке герметика. Кроме того, полиуретаны недостаточно устойчивы к УФ-излучению и др. По некоторым оценкам долговечность эксплуатации полиуретановых герметиков в помещениях составляет – (25-30) лет, а в наружных конструкциях - (10-15) лет.

 

 

10. Герметики на основе MS-полимера

 

MS-полимер (MS Polymer®) или SMP® (Silyl Modified Polymer) является основой нового вида герметиков - «гибридных» клеев и герметиков, не содержащих в своем составе изоционатов и растворителей.

Впервые технологию получения MS-полимеров разработали в Японии в 70-х годах прошлого столетия. По своей сути MS-полимер является полиэфирным соединением - полиуретаном, в структуру которого внедрена силанольная (кремнийорганическая) группа, которая, реагируя с влагой воздуха, создает встроенную кремнийорганическую структуру, одновременно вулканизируя полимер. Это позволяет значительно улучшить свойства герметиков - избавить их от изоционатов и растворителей, увеличить устойчивость к УФ-излучению, адгезию и добавить материалу другие положительные качества. В результате получился материал с уникальным набором свойств, который взял себе все лучшее от полиуретанов и силиконов. Например, при отсутствии влаги MS полимер может храниться до 2-х лет, а на практике есть свидетельства его хранения в закрытой таре и более 10-ти лет без потери свойств! Он обладает устойчивой вязкостью в широком диапазоне температур и отличной выталкиваемостью (экструдируемостью) даже при холодной погоде, не имеет такого неприятного запаха как меркаптан и ацетат. Не содержит растворителей и безопасен в применении, быстро твердеет даже при низких температурах, может быть окрашен любыми красками «мокрым по мокрому» и это никак не влияет на скорость вулканизации. MS-полимер имеет отличную адгезию ко всем поверхностям без применения грунтовок и праймеров, устойчив к воздействию температур до 120°С и кратковременно до 180°С, инертен, не пачкает и не окисляет поверхности, более устойчив к УФ - излучению чем полиуретан, не оставляет жирных пятен, не кородирует и не изменяет цвет герметизируемых поверхностей, устойчив к влажным условиям эксплуатации и т.д.

Приведенная ниже, весьма оригинальная диаграмма (www.germet.com.ua), очень наглядно показывает разницу между свойствами силикона - SR (синий цвет), полиуретана - PU (красный цвет) и MS – полимера (зеленый цвет).

 

1. Диаграмма сравнения свойств силикона - SR, полиуретана - PU и MS–полимера - MS

 

 

На двух других диаграммах, помещенных ниже, можно видеть сравнение 16-ти характеристик гибридных, полиуретановых и силиконовых герметиков по 10-ти бальной шкале, а также оценить разницу в их адгезии к различным основаниям.

 

2. Диаграммы сравнения гибридных, полиуретановых и силиконовых герметиков

 

 

Диаграммы наглядно показывают подавляющее преимущество гибридных герметиков на основе MS-полимера над полиуретановыми и силиконовыми. Поэтому области применения материалов на основе MS-полимеров очень широки и многообразны. Например, в автомобилестроении эти герметики заменяют сварку при производстве контейнеров. В судостроении и авиастроении их используют для герметизация палуб, например, материалы Aqua Blocker и Bostik Tarbicol MS ELASTIC. Клеи-герметики Бостик 2750 MS, Суперфикс MS, СУПЕРТРАНС используют для вклейки стекол и зеркал, склеивания металлических деталей и герметизации узлов работающих под большой вибронагрузкой. В промышленности и строительстве эти же клеи и герметики применяют для герметизации сварных швов и соединений, а также в качестве герметика общего назначения, для приклеивания гранита, мрамора, натурального камня, фасадных панелей, герметизации холодильных камер. Для герметизации деформационных и термокоменсационных швов, крыш и кровли очень подходит паропроницаемый Бостик 2720 MS и т.д.

 

 

Aqua Blocker	Bostik 2750 MS	Bostik 2720 MS	Superfix MS

 

Долговечность эксплуатации герметиков и гидроизолирующих материалов на основе MS – полимера выше, чем у силиконовых и полиуретановых. По цене они конкурируют с полиуретановыми герметиками, а по соотношению цена/качество – значительно их превосходят.