Как выбрать подходящий силиконовый герметик для защиты печатных плат?

Понимание силиконовых герметиков: химический состав, типы и важные эксплуатационные свойства

Силиконовый герметик — это полимерный клей, обладающий наиболее гибкой, термически стабильной и устойчивой к европейским климатическим воздействиям структурой благодаря каркасу из связей кремний–кислород с органическими боковыми группами. Это один из немногих материалов, обеспечивающих надёжную эксплуатацию в условиях экстремальных температур, а также выдерживающий высокие уровни промышленного и уличного ультрафиолетового излучения и влаги, пресной и морской воды, а также тяжёлые внешние и промышленные условия, связанные с УФ-излучением и влажностью.

Ключевые эксплуатационные характеристики включают:

Эластичное восстановление (по стандарту ASTM C736): 95–99 % восстановления после деформации.

Компенсация деформаций: потеря сцепления или адгезии при подвижности шва ±25–50 %.

Химическая стойкость: вода, озон, слабые кислоты и щелочи не оказывают негативного влияния.

Долговременная адгезия: прочное склеивание со стеклом, металлами и многими видами пластиков (более 20 лет при наружном применении)  
Формулы герметиков для нейтрального и ацетокси-типов сильно различаются. Ацетокси-герметики выделяют уксусную кислоту в процессе отверждения, что обеспечивает быстрое время схватывания. Однако они могут вызывать коррозию существующей меди, цинка и даже бетона. По этой причине многие подрядчики не применяют их на участках, где присутствуют эти материалы. С положительной стороны, нейтральные герметики, как правило, дороже и требуют больше времени для отверждения. С отрицательной стороны, они не вызывают коррозии окрашенных поверхностей, камня или пластиков. Каждый из этих вариантов обладает как преимуществами, так и недостатками, и выбор для подрядчиков в значительной степени зависит от материалов, подлежащих герметизации, и условий эксплуатации герметика.

Выбор силиконового герметика под ваши задачи

Ацетокси- versus нейтральный тип отверждения

Силиконы с ацетокси-отверждением — это быстрые, эффективные и экономичные решения для склеивания стеклянных и керамических поверхностей, однако у них есть ограничения. Например, силиконы, отверждающиеся по ацетокси-механизму, нельзя использовать вблизи цемента, а также, поскольку они выделяют коррозионно-активные кислоты, их нельзя применять рядом с легко корродирующими металлами, такими как медь и оцинкованная сталь. Именно здесь проявляют свои преимущества нейтрально отверждаемые силиконы. Нейтрально отверждаемые силиконы являются более безопасными вариантами, которые можно использовать на значительно большем спектре поверхностей, включая широкий диапазон пластиков и металлических покрытий (в том числе натуральные камни). Однако нейтрально отверждаемые силиконы, как правило, значительно дороже и требуют больше времени для отверждения. Многие профессиональные подрядчики предпочитают нейтрально отверждаемые силиконы из соображений безопасности, и в целом они демонстрируют лучшие эксплуатационные характеристики в критически важных областях применения, например при строительстве больниц и в других узлах зданий, где отказ недопустим.

Термины, специфичные для отрасли, и стандарт ASTM C920

Эластомерные герметики для швов в архитектурном и конструкционном остеклении должны соответствовать стандартам ASTM C920, включая способность к деформации (±25–50 %), устойчивость к УФ-излучению и атмосферным воздействиям, а также отсутствие потери адгезии после ускоренного старения. Для критически важных сред требуются спецификации эксплуатационных характеристик, помимо других сертификатов: в пищевой промышленности при случайном контакте с пищевыми продуктами требуется сертификация NSF/ANSI 51; в здравоохранении внутренние поверхности должны обладать устойчивостью к плесени по стандарту ASTM G21; в транспортной инфраструктуре материалы должны соответствовать стандарту AASHTO M198 по химической стойкости

Испытательные данные производителя должны содержать раздел, посвящённый эксплуатационным характеристикам, и подлежат сопоставлению со спецификациями проекта для подтверждения соответствия — не только в рамках технических паспортов.

Подготовка поверхности для обеспечения адгезии и её нанесение

Долговечное сцепление достигается за счет тщательной подготовки поверхностей, подлежащих соединению, с обеспечением их полной чистоты от загрязнений, поскольку потеря адгезии может составлять до 70 % (Совет по высокопроизводительным покрытиям, 2023 г.). Наиболее распространённой причиной преждевременного отказа является недостаточная подготовка.

Основы очистки, грунтования и проектирования соединений

Для начала выполните механическую очистку, чтобы удалить с поверхности любые рыхлые частицы. После этого протрите основу изопропиловым спиртом или другим одобренным растворителем. Убедитесь, что всё полностью высохло перед продолжением работ. Это особенно важно при грунтовании таких материалов, как вновь анодированный алюминий, ПВХ или сталь с порошковым покрытием. Эти поверхности плохо сцепляются сами по себе, поэтому грунтование необходимо для обеспечения молекулярного сцепления. Мы стремимся к тому, чтобы любые разрушения герметика происходили внутри самого герметика, а не на границе его контакта с основой. Кстати, оптимальное соотношение ширины и глубины шва должно составлять классическое 2:1. Благодаря этому герметик способен компенсировать расширение, вызванное перепадами температуры, не испытывая чрезмерных деформационных нагрузок.

Распространённые ошибки: формовка и условия отверждения

После нанесения герметика необходимо сразу же обработать шов, придав ему вогнутую форму. Это помогает утопить герметик, обеспечивая его полный контакт с обеими поверхностями. На этом этапе также удаляются некоторые воздушные пузырьки, образующиеся в процессе нанесения. Для достижения оптимальных результатов герметику необходимо обеспечить длительное время отверждения при строго заданных температурах. Процесс подсыхания и отверждения герметика может замедлиться при слишком низких (ниже 40 °F; 5 °C) или слишком высоких (выше 100 °F; 38 °C) температурах, что повлияет на его эксплуатационные характеристики. При чрезмерно высокой температуре поверхность «запечатается» до того, как остальная часть герметика полностью отвердится, что приведёт к образованию слабых мест. Все эти ошибки являются типичными, однако важно осознавать их наличие.

Отказ герметика из-за нанесения шва шириной более 1/2 дюйма, что препятствует испарению влаги и мешает глубокому отверждению.

Подвергание недавно нанесенного герметика механическим нагрузкам или воздействию воды до его полного отверждения (этот процесс может занять от 7 до 21 дня в зависимости от толщины слоя и окружающих условий)

Нарезка канавок, контроль температуры и влажности: устранение неисправностей при отказах силиконовых герметиков и продление срока их службы

Воздействие на герметики прямых солнечных лучей и высокой влажности.

Выявление причин появления трещин, потемнения и потери адгезии

В большинстве случаев герметики подвергаются механическим нагрузкам либо [обоснованно, либо необоснованно], или

герметику не было предоставлено достаточное время для отверждения. Потемнение может возникать вследствие воздействия ультрафиолетового излучения, поскольку многие продукты не обладают УФ-стабилизацией. Альтернативно, некоторые герметики могут вступать в химическую реакцию в присутствии оксидов азота или сернистых соединений, которые широко распространены в атмосферном воздухе. Согласно исследованию 2022 года, опубликованному в журнале «Facade Engineering Journal», 43 % случаев отказов клеевых соединений связаны с плохой адгезией. Эти отказы вызваны в основном

тремя факторами:

- Недостаточная подготовка поверхности (наличие масла, влаги или пыли)

- Нанесение герметиков при температуре и влажности, выходящих за пределы указанных диапазонов

Основания — в частности, пластификаторы в ПВХ, покрытия или старые герметиковые системы — не прошли верификацию со стороны всех заинтересованных сторон проекта.

Технологии технического обслуживания и рекомендации по срокам замены

Для протяжённых систем проводите профилактические осмотры два раза в год. Обращайте внимание на изменения эластичности (проведите тест «щипка» и проверьте, восстанавливает ли материал первоначальную форму), трещины (шириной более 3 мм) и отслоение краёв на границе с основанием. Не дожидайтесь полного разрушения шва. Замените герметиковые системы, проявляющие признаки осыпания, плесени, потери эластичности или адгезии. Для увеличения срока службы герметика следует применять следующие рекомендации и стратегии в отношении вышеуказанных характеристик.

Для герметизации указанных поверхностей используйте нейтральноотверждающиеся герметики, поскольку другие типы герметиков вызовут внутренние повреждения (герметики, выделяющие уксусную кислоту, приводят к внутренним повреждениям).

Для указанных выше характеристик следует применять следующие максимальные интервалы замены наружных герметиков: в умеренных климатических зонах — 8–12 лет, в зонах с высоким уровнем УФ-излучения или прибрежных зонах — 5–7 лет.

Для указанных выше характеристик увеличьте максимальные интервалы проведения осмотров в районах с внешним атмосферным воздействием при суточной температуре выше 30 °C.

Для указанных выше характеристик всегда проверяйте химический состав новых герметиков по отношению к уже установленным перед нанесением герметика, чтобы избежать образования внутренних слоёв и оголения поверхностей.

Раздел «Часто задаваемые вопросы»

Вопрос. Каковы основные группы силиконовых герметиков?

Ответ. Силиконовые герметики делятся на две группы: ацетокси-группу и нейтральную группу. Ацетокси-герметики вызывают коррозию в обрабатываемой зоне, поскольку при отверждении выделяют уксусную кислоту. Нейтральные герметики не вызывают коррозии, так как при отверждении образуют защитную плёнку на основе спирта или кетона.

Вопрос: Как обеспечить соответствие отраслевым рекомендациям при использовании силиконовых герметиков?

Ответ: Для соответствия эксплуатационным критериям обратитесь к стандарту ASTM C920; для применения в пищевой промышленности также можно воспользоваться стандартом NSF/ANSI 51; в сфере здравоохранения — стандартом ASTM G21; в транспортной отрасли — стандартом AASHTO M198.

Вопрос: Почему подготовка поверхности важна перед применением силиконовых герметиков?

Ответ: Сцепление герметиков в значительной степени зависит от подготовки поверхности и подвержено её влиянию. Любые посторонние вещества нарушают адгезию, поэтому очистка и грунтовка поверхностей имеют важное значение.

Вопрос: Как часто следует осматривать швы, заполненные герметиком, и когда их необходимо заменять?

Ответ: Замену герметиков рекомендуется проводить через 8–12 лет в умеренных климатических зонах и через 5–7 лет в прибрежных зонах или зонах с высоким уровнем ультрафиолетового излучения. Регулярные осмотры (с интервалом в 6 месяцев) помогут своевременно выявить первые признаки деградации.