Реологическая эффективность наполнителя Ultracarb в полисульфидных и полиуретановых герметиках

30.08.2019

Герметик подвергается различным нагрузкам от момента производства до начала отвердевания. Сперва, до момента начала применения, герметик подвергается средним скоростям сдвига по мере того, как он смешивается с отвердителем до образования гомогенной смеси. Более высокие скорости сдвига присущи при эксктрузии герметика на поверхность субстрата. Затем до момента отверждения – низкие скорости сдвига, когда герметик испытывает действие гравитационных сил, что может привести к его растеканию.

В лабораторных условиях поведение герметика относительно нагрузок можно оценить посредством реометра.

  • Анализ текучести демонстрирует поведение герметика в широком интервале скоростей сдвига от средней до высокой, что эквивалентно смешиванию и экструзии;
  • Тест на ползучесть позволяет оценить склонность герметика к растеканию;
  • Фактические скорости экструзии показывают сравнительное поведение герметика во время выдавливания из картриджа в контролируемых условиях.

Ultracarb в полиуретановом герметике

Оценивался двухкомпонетный полиуретановый герметик с гидроксиполибутадиен-изоцианатным отверждением для герметизации стекла. Один герметик содержал Ultracarb, другой – осажденный карбонат кальция (ОКК).

Ultracarb имеет сходные показатели текучести с наполнителями Winnofil SPT и Calofort SE во всем диапазоне скоростей сдвига, в котором проводился тест. Ultracarb обладает сходными свойствам с Winnofil SPT при нагрузке 50 Па, что вытекает из анализа текучести. Стойкость к растеканию можно предсказать из кривых ползучести, которые по результатам теста оказались меньше, чем для Calofort SE. Скорости выдавливания для герметика с Ultracarb были сравнимы с образцом, где использовался ОКК.

Наполнитель Скорость выдавливания
Winnofil SPT (ОКК) 129
UltraCarb 195
Calofort SE (ОКК) 237

 

Таким образом Ultracarb обеспечивает реологические свойства, благоприятные для производства и практического применения полиуретановых герметиков, а также представляет собой реальную альтернативу осажденному карбонату кальция, который традиционно применяется в таких системах. Эффективности продукта способствует и высокая белизна (98 %) хантита и гиромагнезита.

Ultracarb в полисульфидном герметике

Испытывались два полисульфидных герметика, отверждаемых диоксидом марганца и предназначенных для герметизации стекла, при этом использовались две марки наполнителя Ultracarb и одна марка осажденного карбоната кальция.

Рецептура и методы изготовления приведены в Таблице 1.

Таблица 1. Рецептура
Ингредиент Весовых частей
Полимер LP977C 2373
Реологический наполнитель 1541
Polcarb S 2136

 

Порошки были смешаны в пластиковом контейнере; затем добавлены к полимеру четырьмя частями. Перемешивание осуществлялось в течение 5 мин. при 1200 оборотах в минуту в промежутках между каждыми добавлениями. Затем после очистки лопастей были добавлены:

Santiciser 261 878
Dynasylan Glymo 71

 

Перемешивание осуществлялось при 2700 оборотах в минуту в течение 30 мин. При перемешивании поддерживался полный вакуум. В процессе работы смесь не нагревалась выше 60º C.

Для лабораторной оценки нагрузок герметика применялся реометр Carimed CSL500. Измерение текучести демонстрирует поведение герметика в широком интервале нагрузок от средней до высокой. Исследование текучести больше подходит для оценки тенденций герметика к усадке при очень малых нагрузках, сравнимых с гравитационными силами.

Параметры опыта

Реологическое поведение каждого герметика оценивалось при помощи трех технических способов в течение периода 28 дней. Все измерения проводились на базовом компоненте только для того, чтобы минимизировать любое влияние начала отверждения на реологические свойства.

Характеристики текучести

Каждый герметик подвергался измерениям двумя способами в интервалах 7 и 28 дней после изготовления. Методы испытаний и реометр указаны в Таблицах 2 и 3.

Таблица 2: Характеристики текучести
Режим Стационарное течение
Оборудование Стальные параллельные пластины 4 см на расстоянии 500 мкм
Нагрузка От 20 до 2000 Па
Температура 20o C
Тип графика Логарифм вязкости от логарифма нагрузки

 

Таблица 3: Параметры эксперимента с текучестью

Режим Наклон постоянного напряжения
Оборудование Стальной конус 2½ см с шагом 39мкм
Нагрузка 0-2300Па более 2 мин, 2300Па 1 мин, затем 2300-0Па в течение 2 мин
Температура 25o C
Тип графика Нагрузка от скорости нагрузки

 

Характеристики ползучести

Каждый из герметиков испытывался в течение 7 и 28 дней после изготовления. Метод испытаний и параметры реометра указаны в Таблице 4.

Режим Ползучесть
Оборудование Стальные параллельные пластины 4 мм с настройкой шага 500 мкм
Нагрузка 270 Па более 10 мин, 0 Па после 1 мин восстановления
Температура 20oC
Тип графика Смещение от времени

 

Результаты

Результаты показали, что Ultracarb имеет сходные характеристики текучести с Winnofil SPT согласно обоим методам испытаний, применявшихся в данном исследовании. Ultracarb обладает значительно меньшей вязкостью, чем все оцениваемые материалы.

Тест на ползучесть продемонстрировал, что Ultracarb обладает свойствами оползания сходными с Winnofil SPT при 270 Па. Стойкость к оползанию несколько меньше у Ultracarb, о чем свидетельствуют более высокие уровни смещения, измеренные с помощью применявшейся техники.

Выводы

Ultracarb обладает лучшими реологическими свойствами для производства и практического применения полисульфидных герметиков и представляет работоспособную альтернативу традиционно применяемому в этих системах осажденному карбонату кальция.

Расшифровка наименований сырьевых компонентов

Polymer LP977C Полисульфидный полимер
Santiciser 261 Пластификатор
Polcarb S Осажденный карбонат кальция
Ultracarb Хантит/гидромагнезит
Winnofil SPT Осажденный карбонат кальция
Dynasylan Glymo Силан

 

О наполнителе Ultracarb, его производителе и дистрибьюторе в РФ

UltraCarb – уникальный природный наполнитель, получаемый из месторождений минералов хантита (Mg3Ca(CO3)4) и гидромагнезита (Mg5(CO3)4(OH)2·4H2O). Производством Ultracarb занимается LKAB Minerals – международная компания, лидер в сфере производства и разработки целого ряда разнообразных минеральных продуктов. LKAB Minerals предлагает своим клиентам решения на базе натуральных минералов.

Компания LKAB Minerals является составной частью шведского концерна LKAB, являющегося одним из ведущих мировых производителей продуктов на основе железной руды. Дистрибьюцией продукции LKAB Minerals в России занимается ООО «Полихимкомплект-М».

Информация любезно предоставлена компанией LKAB Minerals.

Реологическая эффективность наполнителя Ultracarb в полисульфидных и полиуретановых герметиках | ЛКМ Портал

Ошибка

На сайте произошла непредвиденная ошибка. Пожалуйста, повторите попытку позже.