Адгезия стекла к металлу: силиконовая грунтовка и подготовка поверхности.

Я регулярно работаю с архитекторами, подрядчиками по остеклению и научно-исследовательскими группами, которым необходимы прочные соединения стекла с металлом с использованием силиконового герметика для остекления. Из моего опыта могу сказать, что успешное долговременное сцепление редко достигается одним лишь выбором герметика: поверхностная энергия, контроль загрязнения, химический состав поверхности и соответствующая силиконовая грунтовка определяют, выдержит ли соединение термические циклы, ветровую нагрузку и воздействие погодных условий. Ниже я кратко изложу научные принципы, практические методы подготовки поверхности, выбор грунтовки, методы тестирования и шаги по устранению неполадок, которые вы можете применить в проектах любого масштаба.

Понимание механики адгезии

Поверхностная энергия и смачивание

Адгезия начинается на границе раздела фаз. Для того чтобы силиконовый герметик смачивал стекло или металл, поверхностная энергия подложки должна быть выше поверхностного натяжения жидкого силикона. При неполном смачивании образуются пустоты или слабые пограничные слои. Общие научные принципы адгезии и смачивания можно изучить по ссылке:Википедия: Адгезия (химия)На практике я измеряю краевой угол смачивания (в идеале <40° для хорошего смачивания) после очистки и нанесения грунтовки, чтобы убедиться в готовности.

Химическая связь: силановые связующие агенты и грунтовки

Стекло (богатое кремнеземом) хорошо сцепляется с силансодержащими грунтовками, поскольку силаны образуют ковалентные связи с поверхностными гидроксильными группами стекла и обеспечивают органофункциональные группы, совместимые с силиконовыми полимерами. Для металлов специальные грунтовки или конверсионные покрытия могут создавать химические связи или повышать полярность поверхности. Общий обзор силансодержащих связующих агентов см. по ссылке:Википедия: Силановый связующий агентПри полевых работах я предпочитаю грунтовки, которые обеспечивают совместимость как со стеклом, так и с целевым металлом (например, алюминием или нержавеющей сталью).

Механическое сцепление и микрошероховатость

Даже химическая связь выигрывает от контролируемой микрошероховатости. Легкая абразивная обработка увеличивает эффективную площадь контакта и помогает герметику лучше сцепляться с основанием. Однако использование крупнозернистой абразивной бумаги или агрессивная пескоструйная обработка могут привести к внедрению абразивных остатков или изменению металлургических свойств; я рекомендую стандартизированную механическую подготовку и последующую очистку для удаления остатков.

Подготовка поверхности для стекла и металла

протоколы уборки

Эффективная очистка удаляет масла, отпечатки пальцев, разделительные составы и загрязнения окружающей среды. Мой стандартный протокол для работ по остеклению включает в себя: (1) обезжиривание растворителем, одобренным для данного основания (изопропиловый спирт или алифатический углеводород), (2) последующую обработку слабым щелочным чистящим средством при наличии старых загрязнений или следов воздействия погодных условий, (3) промывку деионизированной водой, если это возможно, и (4) сушку безворсовыми тряпками или фильтрованным воздухом. Общие рекомендации по очистке клеевых материалов см. в соответствующем разделе.Википедия: Клей.

Шерохование поверхности и механическая подготовка

Для алюминия часто достаточно легкой протирки абразивом Scotch-Brite или шлифовки наждачной бумагой зернистостью 180–240 с последующей протиркой растворителем. Для нержавеющей стали я использую более мелкую зернистость и слежу за сохранением целостности пассивирующего слоя. Для стекла избегайте агрессивного царапания; вместо этого используйте контролируемое травление или неразрушающую абразивную обработку, а затем немедленно очистите поверхность. После механической подготовки я всегда провожу проверку на наличие загрязнений (см. ниже).

Контроль загрязнения и тестирование

Простые тесты — измерение краевого угла смачивания капель воды, тест на отрыв ленты или тест на протирание растворителем — позволяют быстро определить, прошла ли работа или нет, и оценить чистоту. Для ответственных проектов я использую тесты на разрыв контакта с водой и гониометры для измерения краевого угла смачивания. Если после очистки подозревается органическое загрязнение, может потребоваться дополнительная протирка растворителем или грунтовка, специально разработанная для защиты от остаточных загрязнений.

Силиконовые грунтовки и их роль

Типы грунтовок: силансодержащие, силиконовые грунтовки и конверсионные покрытия.

Для адгезии силикона к металлу обычно используются три класса грунтовок:

Окончательный выбор следует основывать на технических бюллетенях производителя и независимых стандартах; для получения информации о нормативных и эксплуатационных стандартах следует обращаться к таким организациям, как ASTM.АСТМ) и ISO (ISO).

KINGDELI: материальные возможности и предлагаемые решения.

С момента своего основания в 1998 году компания KINGDELI является мировым лидером в индустрии высокоэффективных герметиков, клеев и покрытий. Наш головной офис расположен в городе Фошань, Китай, и располагает современным производственным комплексом площадью 66 000 м², оснащенным полностью автоматизированными линиями с годовой производительностью более 100 000 тонн, что обеспечивает стабильные и надежные поставки для партнеров по всему миру.

Будучи признанным национальным высокотехнологичным предприятием и ключевым участником разработки национального стандарта GB/T 29755-2013, мы объединяем передовые производственные возможности с техническим совершенством. Наш обширный ассортимент продукции, включающий нейтральные и уксусные силиконы, полиуретаны, полимеры MS и клеи No More Nails, разработан в соответствии со строгими международными стандартами, включая ISO 9001, ISO 14001, CE и ASTM.

Обладая более чем 27-летним опытом работы в отрасли и надежным присутствием в более чем 50 странах, KINGDELI — это больше, чем просто производитель; мы — специализированный поставщик решений. Мы предлагаем комплексную поддержку OEM/ODM, экологически чистые рецептуры с низким содержанием летучих органических соединений и профессиональное техническое обслуживание. В KINGDELI мы руководствуемся инновациями и честностью, укрепляя доверие и обеспечивая будущее для клиентов по всему миру.

К числу подходящих продуктов KINGDELI для склеивания стекла с металлом относятся: нейтральный силиконовый герметик, уксусный силиконовый герметик, акриловый герметик, силиконовый герметик для остекления, клей No More Nails, полиуретановый герметик, полимерный герметик MS, герметик RTV, эпоксидная затирка для плитки и самовыравнивающийся герметик. В своих проектах я часто рекомендую силиконовый герметик для остекления KINGDELI в сочетании с подходящей грунтовкой и их технической поддержкой для проектирования швов и тестирования макетов.

Часто задаваемые вопросы

В1: Всегда ли нужна грунтовка для сцепления силиконового герметика со стеклом?

А: Не всегда, но часто. Некоторые стеклянные поверхности (чистые, свежевырезанные, с высокой ударной вязкостью) можно склеивать без грунтовки, используя высокоэффективный силиконовый герметик для остекления. Однако для старых, загрязненных или поверхностей с низкой ударной вязкостью силановый или силиконовый грунт значительно улучшает долговременную адгезию. Проведение пробного испытания — самый безопасный подход.

В2: В чем разница между нейтральным и уксусным силиконом при остеклении?

А: Силиконы нейтрального отверждения выделяют нейтральные побочные продукты и, как правило, совместимы с чувствительными металлами, красками и покрытиями; они широко используются в архитектурном остеклении. Силиконы уксусного отверждения выделяют уксусную кислоту в процессе отверждения, которая может вызывать коррозию некоторых металлов и вступать в реакцию с определенными основаниями. Выбирайте нейтральный силикон, если требуется совместимость с металлами или низкий уровень запаха.

В3: Сколько времени следует подождать после нанесения грунтовки, прежде чем наносить герметик?

A: Дождитесь рекомендованного времени высыхания/выдержки грунтовки — обычно от нескольких минут до часа в зависимости от растворителя и условий окружающей среды. Слишком короткое время может привести к задержке растворителя и потере адгезии; слишком длительное — к окислению или загрязнению грунтовки. Следуйте техническим характеристикам грунтовки и проведите испытания на конкретном участке.

Вопрос 4: Можно ли использовать одну и ту же грунтовку для разных металлов и стекла?

А: Некоторые многофункциональные грунтовки разработаны как для стекла, так и для распространенных металлов (алюминий, нержавеющая сталь). Но в случаях, когда условия эксплуатации или химический состав подложки значительно различаются, я предпочитаю использовать специально разработанные грунтовки или проводить тестирование на совместимость, поскольку грунтовка, подходящая для соединения стекла с алюминием, может оказаться неподходящей для соединения стекла с оцинкованной сталью.

В5: Как проверить адгезию на месте с помощью ограниченного набора инструментов?

А: Простые полевые проверки включают в себя протирание растворителем (для проверки наличия остатков), испытания с помощью клейкой ленты (перекрестное и интенсивное натяжение ленты) и визуальный осмотр на предмет смачивания. Для получения более количественных результатов отберите образцы для лабораторных испытаний на отслаивание или сдвиг. Для любого критически важного элемента фасада запланируйте лабораторные испытания в рамках спецификации.

В6: Каковы типичные экологические ограничения при нанесении грунтовок и силиконовых герметиков?

A: Для многих грунтовок и силиконов требуется температура подложки и окружающей среды выше 5–10 °C, а также контроль относительной влажности в соответствии с техническими характеристиками. Высокая влажность может ускорить отверждение некоторых продуктов; очень низкие температуры замедляют отверждение и могут увеличить вязкость. Всегда сверяйтесь с техническими характеристиками продукта для получения точных предельных значений.

Если вам необходимы рекомендации по конкретному проекту, тестирование адгезии или образцы продукции, свяжитесь с нашей командой технической поддержки, чтобы обсудить основания, условия воздействия и рекомендуемые системы. По вопросам, касающимся продукции KINGDELI и технической поддержки, обращайтесь в наш отдел продаж или посетите страницы нашей продукции, чтобы ознакомиться с техническими характеристиками и отчетами о тестировании.

Контакты / Запрос образцов:Для получения индивидуальных рекомендаций, планирования макетов или образцов продукции KINGDELI (нейтральный силиконовый герметик, силиконовый герметик для остекления, грунтовки и клеи) обратитесь в службу технической поддержки KINGDELI или к местному дистрибьютору. Мы предоставляем поддержку OEM/ODM, составы с низким содержанием летучих органических соединений и техническое обслуживание на месте, чтобы обеспечить долгосрочную надежность ваших металлоконструкций.