전자 회로 기판 보호를 위한 적절한 실리콘 실란트 선택 방법

실리콘 실란트 이해: 화학 구성, 종류 및 주요 성능 특성

실리콘 실란트는 실리콘-산소 골격과 유기 측면기를 갖춘 폴리머 기반 접착제로, 가장 높은 유연성, 가장 높은 열 안정성, 그리고 가장 높은 유럽 내구성을 지닌 복합 구조를 특징으로 합니다. 이는 극한 온도 조건에서 신뢰할 수 있는 성능을 제공하는 소수의 재료 중 하나이며, 산업 및 야외용 고강도 자외선(UV) 복사, 습기, 담수 및 염수, 그리고 고강도 야외 및 산업용 UV 및 습기 조건에도 견딜 수 있습니다.

주요 성능 특성은 다음과 같습니다:

탄성 복원력: (ASTM C736) 변형 제거율 95–99%.

이동 허용량: ±25–50%의 접합부 이동 시 응집력 또는 부착력 상실 없음.

화학 저항성: 물, 오존, 약산/약알칼리에 대한 저항성 우수.

장기 부착력: 유리, 금속 및 다양한 플라스틱에 대한 강력한 접착력(외부 적용 시 20년 이상)  
중성형과 아세톡시형 실란트 공식은 매우 다릅니다. 아세톡시형은 경화 과정에서 아세트산을 방출하여 빠른 경화 시간을 제공합니다. 그러나 이는 기존의 구리, 아연, 심지어 콘크리트까지 부식시킬 수 있습니다. 따라서 많은 시공업체들은 이러한 재료가 존재하는 위치에는 아세톡시형 실란트를 사용하지 않습니다. 긍정적인 측면에서 중성형 실란트는 일반적으로 가격이 비싸고 경화 시간이 더 오래 걸립니다. 반면 부정적인 측면에서는 페인트 도장면, 석재, 플라스틱 등에 부식을 일으키지 않습니다. 각 옵션은 장단점을 모두 지니고 있으며, 시공업체 입장에서는 밀봉 대상 재료와 실란트가 노출될 환경 조건에 따라 선택이 크게 달라집니다.

귀사의 요구 사항에 맞는 실리콘 실란트 선택

아세톡시형 대비 중성형 경화

아세톡시 경화 실리콘은 유리 및 세라믹 표면을 접착하는 데 빠르고, 효율적이며 경제적인 솔루션이지만, 몇 가지 제한 사항이 있습니다. 예를 들어, 아세톡시 경화 방식을 사용하는 실리콘은 시멘트 근처에서는 사용할 수 없으며, 부식성 산을 사용하기 때문에 구리나 아연도금 강철과 같이 쉽게 부식되는 금속 근처에서도 사용할 수 없습니다. 이때 중성 경화 실리콘이 뛰어난 성능을 발휘합니다. 중성 경화 실리콘은 훨씬 광범위한 재료—다양한 종류의 플라스틱, 금속 코팅(천연 석재 포함) 등—에 사용할 수 있는 보다 안전한 옵션입니다. 그러나 중성 경화 실리콘은 일반적으로 훨씬 비싸고 경화 시간도 더 오래 걸립니다. 많은 전문 계약업자들은 안전상의 우려로 인해 중성 경화 실리콘을 선호하며, 병원 건설 및 실패가 허용되지 않는 기타 중요 접합부와 같은 핵심 응용 분야에서 일반적으로 더 우수한 성능을 보입니다.

산업별 용어 및 ASTM C920

건축 및 구조용 유리공사에 사용되는 엘라스토머 조인트 실란트는 ASTM C920 기준을 충족해야 하며, 이 기준에는 이동 능력(±25–50%), 자외선(UV) 및 기상 조건에 대한 저항성, 가속 노화 후 접착력 손실 없음 등이 포함된다. 성능 사양은 기타 인증과 함께, 특히 중요한 환경에서 요구된다: 식품 가공 분야에서는 부수적 식품 접촉을 위한 NSF/ANSI 51 인증이 필요하다; 의료 분야에서는 실내 공간에 대해 ASTM G21 곰팡이 저항성 인증이 필요하다; 교통 분야에서는 인프라에 대해 화학 저항성을 보장하는 AASHTO M198 인증이 필요하다.

제조사의 시험 데이터는 적합성 확인을 위한 성능 항목을 반드시 포함해야 하며, 단순히 자료표 내에서가 아니라 프로젝트 사양서와 직접 비교하여 적합성을 확인해야 한다.

접착력을 위한 표면 준비 및 그 적용

지속적인 접착력은 접합될 표면에 대한 철저한 준비를 통해 달성되며, 이 과정에서 오염물질이 전혀 남아서는 안 된다. 오염물질 제거가 부족할 경우 접착력 손실이 최대 70%에 이를 수 있다(고성능 코팅 협의회, 2023). 조기 실패의 가장 흔한 원인은 표면 준비 부족이다.

세정, 프라이밍 및 이음부 설계 기본 사항

우선, 표면에서 느슨하게 붙어 있는 이물질을 제거하기 위해 기계적 세정을 실시합니다. 그 후, 이소프로필 알코올 또는 기타 승인된 용제로 기재를 닦아내십시오. 다음 단계로 진행하기 전에 모든 부분이 완전히 건조되었는지 반드시 확인하십시오. 특히 신규 양극산화 처리된 알루미늄, PVC, 또는 분체 도장된 강철과 같은 기재에 프라이머를 도포할 때는 이 절차가 매우 중요합니다. 이러한 표면은 자체적으로 접착력이 매우 낮기 때문에, 분자 간 결합을 유도하기 위해 프라이머 도포가 필수적입니다. 우리는 밀봉재의 고장이 기재와의 계면이 아닌 밀봉재 내부에서 발생하도록 해야 합니다. 참고로, 조인트의 폭과 깊이는 이상적으로 2:1 비율을 유지해야 합니다. 이를 통해 온도 변화로 인한 팽창을 밀봉재가 충분히 흡수할 수 있으며, 과도한 움직임으로 인한 과응력이 발생하지 않게 됩니다.

흔히 범하는 오류: 도구 사용 및 경화 조건

실란트를 도포한 후에는 즉시 비드를 성형하여 오목한 형태로 만들어야 합니다. 이를 통해 실란트가 표면 양쪽에 완전히 접촉하도록 밀어 넣을 수 있습니다. 이 과정은 또한 도포 과정에서 발생하는 일부 기포를 제거합니다. 최적의 결과를 얻기 위해서는 실란트를 특정 온도에서 장시간 경화시켜야 합니다. 경화 및 경화 속도는 온도가 너무 낮을 경우(화씨 40도 이하, 섭씨 5도 이하) 또는 너무 높을 경우(화씨 100도 이상, 섭씨 38도 이상) 느려질 수 있으며, 이로 인해 실란트의 성능이 저하될 수 있습니다. 특히 온도가 지나치게 높을 경우, 실란트 내부는 아직 완전히 경화되지 않았는데도 표면만 먼저 ‘피막’이 형성되어 약한 부위가 생길 수 있습니다. 이러한 모든 오류는 흔히 발생하지만, 주의해야 할 중요한 사항들입니다.

1/2인치(약 1.27cm) 이상의 두께로 비드를 도포하면 습기가 갇혀 심부 경화가 방해받아 실란트가 실패할 수 있습니다.

완전히 경화되기 전에 새로 도포한 실란트를 응력 또는 물에 노출시키는 것(이 과정은 두께 및 주변 환경 조건에 따라 7~21일이 소요될 수 있음)

홈 가공, 온도 및 습도 제어: 실리콘 실란트의 실패 원인 진단 및 실란트의 장기 사용 수명 확보

실란트를 직사광선과 고습도 환경에 노출시키는 것.

균열, 변색, 접착력 상실 등의 원인을 식별하는 것

대부분의 경우 실란트는 [타당하게 또는 부당하게] 응력에 노출되거나

실란트가 완전히 경화될 충분한 시간을 부여받지 못한 경우이다. 변색은 자외선(UV) 노출로 인해 발생할 수 있으며, 많은 제품은 UV 안정화 처리가 되어 있지 않다. 또는 일부 실란트는 대기 중에 흔히 존재하는 질소산화물 또는 황 화합물과 접촉함에 따라 화학 반응을 일으킬 수도 있다. 2022년 『Facade Engineering Journal』에 실린 연구에 따르면, 접착제 결함의 43%가 접착력 부족으로 인한 것이다. 이러한 결함은 주로 다음 세 가지 요인에 기인한다

다음 세 가지 요인에 의해 발생한다:

- 표면 준비 부족(기름, 수분 또는 먼지 존재)

- 지정된 온도 및 습도 범위 외에서 실란트 도포

기재—특히 PVC 내 가소제, 코팅, 또는 노화된 실란트 시스템—에 대해 프로젝트 이해관계자 간 인증이 이루어지지 않고 있음.

유지보수 기술 및 교체 시기 가이드라인

장기적인 시스템의 경우, 반기별로 예방적 점검을 실시해야 한다. 탄성 변화(핀치 테스트를 실시하여 복원력 확인), 균열(3mm 초과), 기재 접합부에서의 가장자리 들뜸 등을 점검한다. 관절 전체가 파손될 때까지 기다리지 말 것. 박리, 곰팡이 발생, 탄성 상실, 또는 접착력 저하 징후가 나타나는 시스템은 교체해야 한다. 실란트의 사용 수명을 연장하기 위해 위 특성에 대해 다음 권장 사항 및 전략을 채택해야 한다.

상기 표면을 밀봉하기 위해서는 중성 경화형 실란트를 사용해야 하며, 다른 종류의 실란트는 내부 손상을 유발할 수 있다(아세트산을 사용하는 실란트는 내부 손상을 유발함).

위 기능에 대해 온대 지역에서는 실외 실란트 교체 주기의 최대값을 8~12년으로, 고강도 자외선(UV) 지역 또는 해안 지역에서는 5~7년으로 채택해야 한다.

위 기능에 대해 하루 평균 외부 기상 조건이 30°C를 초과하는 지역에서는 점검 주기를 최대한 연장할 수 있다.

위 기능에 대해 실란트를 시공하기 전에 항상 신규 실란트의 화학적 성질이 기존 실란트와 호환되는지 확인해야 하며, 이는 내부 층 형성을 방지하고 표면에 미처리 영역이 남는 것을 막기 위함이다.

자주 묻는 질문(FAQ) 섹션

질문. 실리콘 실란트의 주요 분류는 무엇인가?

답변. 실리콘 실란트는 아세톡시(acetoxy) 계열과 중성(neutral) 계열로 크게 두 그룹으로 나뉜다. 아세톡시 실란트는 경화 과정에서 아세트산을 방출하므로 해당 부위에 부식을 유발할 수 있다. 반면 중성 실란트는 알코올 또는 케톤 계열의 피막으로 덮여 있어 부식을 일으키지 않는다.

Q: 실리콘 실란트 사용 시 산업 지침에 대한 준수는 어떻게 달성할 수 있습니까?

A: 성능 기준에 대한 준수를 위해서는 ASTM C920을 참조하시기 바랍니다. 식품 가공 산업에서의 사용 시에는 NSF/ANSI 51도 추가로 참고하실 수 있으며, 의료 분야에서는 ASTM G21을, 교통 분야에서는 AASHTO M198을 각각 참조하시기 바랍니다.

Q: 실리콘 실란트 사용 전 표면 준비가 중요한 이유는 무엇입니까?

A: 실란트의 접착력은 표면 준비 상태에 매우 크게 의존하며, 이에 따라 영향을 받습니다. 이물질이 존재하면 접착력이 저하되므로, 표면을 청소하고 프라이머를 도포하는 것이 중요합니다.

Q: 실란트 조인트는 얼마나 자주 점검해야 하며, 언제 교체해야 합니까?

A: 온대 지역에서는 실란트를 8–12년 후에, 해안 지역 또는 강한 자외선(UV) 조사가 많이 발생하는 지역에서는 5–7년 후에 교체하는 것을 고려하시기 바랍니다. 정기적인 점검(6개월 간격)을 통해 조기 노화 징후를 조기에 파악할 수 있습니다.