Comment choisir le bon joint de silicone pour la protection des cartes de circuits électroniques ?

Comprendre les joints de silicone : chimie, types et propriétés fonctionnelles essentielles

Le jointoiement en silicone est un adhésif à base de polymère possédant la structure composite la plus souple, la plus stable thermiquement et la plus résistante aux UV européens, grâce à sa chaîne principale silicium-oxygène comportant des groupes latéraux organiques. C’est l’un des rares matériaux offrant des performances fiables dans des conditions extrêmes de température, ainsi qu’une forte exposition aux rayonnements UV industriels et extérieurs, à l’humidité, à l’eau douce et salée, et à des conditions extérieures et industrielles exigeantes en matière d’UV et d’humidité.

Les principaux aspects de performance comprennent :

Récupération élastique (ASTM C736) : 95 à 99 % de restitution après déformation.

Capacité d’accommodation des mouvements : perte de cohésion ou d’adhérence pour des mouvements de joint de ±25 à 50 %.

Résistance chimique : l’eau, l’ozone et les acides/bases faibles ne posent aucun problème.

Adhérence à long terme : collage sur verre, métaux et de nombreux plastiques (plus de 20 ans en applications extérieures)  
Les formules de mastics scellants neutres et acétiques sont très différentes. Le mastic acétique libère de l’acide acétique pendant le durcissement, ce qui entraîne un temps de prise rapide. Toutefois, il peut corroder le cuivre, le zinc et même le béton existants. Pour cette raison, de nombreux entrepreneurs évitent de l’appliquer sur ces matériaux. En revanche, les mastics neutres sont généralement plus coûteux et nécessitent un temps de prise plus long. Leur avantage réside dans le fait qu’ils ne sont pas corrosifs pour les surfaces peintes, la pierre ou les plastiques. Chacune de ces options présente des avantages et des inconvénients, et le choix dépend fortement, pour les entrepreneurs, des matériaux à sceller ainsi que des conditions auxquelles le mastic sera soumis.

Choisir un mastic silicone adapté à vos besoins

Mastic acétique contre mastic à durcissement neutre

Les silicones à durcissement acétoxy sont des solutions rapides, efficaces et économiques pour le collage de surfaces en verre et en céramique, mais elles présentent certaines limitations. Par exemple, les silicones utilisant un procédé de durcissement acétoxy ne peuvent pas être employées à proximité du ciment, et, en raison de leur acidité corrosive, ne conviennent pas non plus aux métaux facilement corrodables, tels que le cuivre ou l’acier galvanisé. C’est dans ce domaine que les silicones à durcissement neutre excellent. Ces dernières constituent des options plus sûres, pouvant être appliquées sur une gamme beaucoup plus étendue de supports, notamment une large variété de plastiques et de revêtements métalliques (y compris les pierres naturelles). Toutefois, les silicones à durcissement neutre sont généralement nettement plus coûteuses et nécessitent des temps de durcissement plus longs. De nombreux entrepreneurs professionnels privilégient les silicones à durcissement neutre en raison des préoccupations liées à la sécurité ; elles offrent également généralement de meilleures performances dans des applications critiques, telles que la construction d’hôpitaux ou d’autres joints structurels où toute défaillance est inacceptable.

Termes spécifiques au secteur et norme ASTM C920

Les mastics élastomères pour joints dans la pose architecturale et structurelle de vitrages doivent respecter les normes ASTM C920, qui comprennent la capacité de déplacement (±25 à 50 %), la résistance aux rayons UV et aux intempéries, ainsi qu’aucune perte d’adhérence après vieillissement accéléré. Des spécifications de performance, en complément d’autres certifications, sont requises dans les environnements critiques : dans les installations de transformation alimentaire, tout contact accidentel avec des aliments exige la certification NSF/ANSI 51 ; dans le secteur de la santé, les espaces intérieurs doivent présenter une résistance aux moisissures conformément à la norme ASTM G21 ; dans le domaine des transports, les infrastructures doivent satisfaire à la norme AASHTO M198 en matière de résistance chimique.

Les données d’essai des fabricants doivent comporter une section relative aux performances afin de démontrer la conformité, et doivent être comparées aux spécifications du projet pour garantir cette conformité, et ce, non seulement au sein des fiches techniques.

Préparation de la surface pour l’adhérence et son application

Une adhérence durable est obtenue grâce à une préparation rigoureuse des surfaces à assembler, en veillant à l’absence de tout contaminant, car la perte d’adhérence peut atteindre jusqu’à 70 % (Conseil des revêtements haute performance, 2023). La cause la plus fréquente d’avarie prématurée est un manque de préparation.

Nettoyage, apprêt et principes fondamentaux de conception des joints

Pour commencer, effectuez un nettoyage mécanique afin d’éliminer toute particule lâche présente à la surface. Ensuite, essuyez les substrats à l’aide d’alcool isopropylique ou d’un autre solvant approuvé. Assurez-vous que tout est parfaitement sec avant de poursuivre. L’application d’un primaire est particulièrement importante sur des matériaux tels que l’aluminium anodisé neuf, le PVC ou l’acier revêtu par poudre. Ces surfaces présentent une mauvaise adhérence intrinsèque, ce qui rend l’application d’un primaire indispensable pour assurer la liaison moléculaire. Nous souhaitons garantir que toute défaillance d’un joint se produise au sein même du produit d’étanchéité, et non à l’interface entre celui-ci et le substrat. Par ailleurs, les joints doivent idéalement respecter le rapport classique de 2 pour 1 entre leur largeur et leur profondeur. Ainsi, le produit d’étanchéité peut absorber les dilatations dues aux variations de température sans subir de contraintes excessives liées aux mouvements.

Pièges courants : lissage et conditions de durcissement

Une fois que vous avez appliqué le produit d’étanchéité, vous devez immédiatement façonner le cordon en lui donnant une forme concave. Cela permet de faire pénétrer le produit d’étanchéité afin d’assurer un contact complet des deux côtés des surfaces. Cette étape élimine également une partie des bulles d’air formées pendant l’application. Pour obtenir des résultats optimaux, laissez le produit d’étanchéité durcir pendant de longues périodes à des températures spécifiques. La prise et le durcissement du produit d’étanchéité peuvent être ralentis si les températures sont trop basses (inférieures à 40 degrés Fahrenheit, soit 5 degrés Celsius) ou trop élevées (supérieures à 100 degrés Fahrenheit, soit 38 degrés Celsius), ce qui peut altérer ses performances. En cas de température excessive, la surface « croûtera » avant que le reste du produit d’étanchéité ne soit complètement durci, ce qui entraînera des zones faibles. Il s’agit là d’erreurs courantes, mais il est essentiel d’en être conscient.

Défaillance du produit d’étanchéité due à l’application de cordons supérieurs à 1/2 pouce, ce qui emprisonne l’humidité et empêche un durcissement en profondeur.

Exposer le produit d'étanchéité fraîchement appliqué à des contraintes mécaniques ou à l'eau avant qu'il ne soit complètement durci (cela peut prendre de 7 à 21 jours, en fonction de l'épaisseur et des conditions environnantes)

Rainurage, contrôle de la température et de l'humidité : diagnostic des défaillances des produits d'étanchéité au silicone et prolongation de leur durée de service

Exposer les produits d'étanchéité à une lumière solaire directe et à une humidité élevée.

Identifier les causes des fissures, de la décoloration et de la perte d'adhérence

Dans la plupart des cas, les produits d'étanchéité sont soumis, à juste titre ou non, à des contraintes, ou

le produit d'étanchéité n'a pas bénéficié d'un temps de durcissement suffisant. La décoloration peut résulter d'une exposition aux rayons UV, car de nombreux produits ne sont pas stabilisés contre les UV. Par ailleurs, certains produits d'étanchéité peuvent subir une réaction chimique en présence d'oxydes d'azote ou de composés soufrés, courants dans l'air. Une étude publiée en 2022 dans le Facade Engineering Journal indique que 43 % des défaillances d'adhésifs sont dues à une mauvaise adhérence. Ces défaillances sont principalement causées

par trois facteurs :

- Préparation insuffisante de la surface (présence d’huile, d’humidité ou de poussière)

- Application de mastics en dehors de la plage de température et d’humidité spécifiée

Les substrats — notamment les plastifiants présents dans le PVC, les revêtements ou les systèmes de mastic vieillis — ne sont pas authentifiés de manière consensuelle par les parties prenantes du projet.

Technologies de maintenance et recommandations concernant le moment du remplacement

Pour les systèmes étendus, effectuez des inspections préventives tous les six mois. Recherchez toute modification de l’élasticité (effectuez un test de pincement et vérifiez si le matériau reprend sa forme initiale), des fissures (supérieures à 3 mm) et un soulèvement des bords à l’interface avec le substrat. Ne patientez pas jusqu’à une défaillance complète du joint. Remplacez les systèmes présentant des signes de desquamation, de développement de moisissures, de perte d’élasticité ou d’adhérence. Afin d’allonger la durée de service du mastic, les recommandations et stratégies suivantes doivent être appliquées pour les caractéristiques mentionnées ci-dessus.

Pour sceller les surfaces susmentionnées, utilisez des mastics à durcissement neutre, car d’autres types de mastics provoqueront des dommages internes (les mastics à base d’acide acétique déclenchent des dommages internes).

Pour les caractéristiques ci-dessus, les intervalles suivants doivent être adoptés comme maximum pour le remplacement des mastics extérieurs dans les zones tempérées : 8 à 12 ans, et dans les zones à forte exposition aux UV ou côtières : 5 à 7 ans.

Pour les caractéristiques ci-dessus, augmenter au maximum les intervalles d’inspection dans les zones soumises à une exposition extérieure aux intempéries avec des températures supérieures à 30 °C par jour.

Pour les caractéristiques ci-dessus, veiller systématiquement à vérifier la composition chimique des nouveaux mastics par rapport à ceux déjà en place avant l’application du mastic, afin d’éviter la formation de couches internes et de laisser des surfaces non recouvertes.

Section Questions fréquemment posées

Question. Quels sont les principaux groupes de mastics silicone ?

Réponse. Les mastics silicone se divisent en deux groupes : le groupe acétoxy et le groupe neutre. Les mastics acétoxy peuvent provoquer de la corrosion dans une zone donnée, car ils libèrent de l’acide acétique pendant leur durcissement. Les mastics neutres ne provoquent pas de corrosion, car leur film de surface est constitué soit d’un alcool, soit d’une cétone.

Q : Comment assurer la conformité aux recommandations sectorielles lors de l’utilisation de mastics en silicone ?

R : Pour assurer la conformité aux critères de performance, veuillez consulter la norme ASTM C920 ; pour une utilisation dans l’industrie de la transformation alimentaire, vous pouvez également consulter la norme NSF/ANSI 51, pour le domaine de la santé, la norme ASTM G21, et pour le secteur des transports, la norme AASHTO M198.

Q : Pourquoi la préparation des surfaces est-elle importante avant l’application de mastics en silicone ?

R : L’adhérence des mastics dépend fortement de la préparation des surfaces et en est affectée. La présence de toute substance étrangère compromet l’adhérence, ce qui rend essentiel le nettoyage et l’application d’un primaire sur les surfaces.

Q : À quelle fréquence les joints de mastic doivent-ils être inspectés, et quand doivent-ils être remplacés ?

R : Envisagez de remplacer les mastics après 8 à 12 ans dans les zones tempérées, et après 5 à 7 ans dans les zones côtières ou exposées à des niveaux élevés de rayonnement UV. Des inspections régulières (tous les six mois) permettent de détecter précocement les signes de dégradation.