Герметики

Лекция 5 Герметики

Герметизирующие материалы представляют собой сложную полимерную композицию, которая предназначена для уплотнения, герметизации различных соединений, деталей, изделий, эксплуатируемых в условиях воздействия воды, пара, агрессивных сред, высоких и низких температур, давления.

К таким материалам относятся герметики, уплотнительные замазки, мастики, компаунды.

Герметики изготавливают в основном на основе каучуков, которые обеспечивают герметикам эластичность, резиноподобное состояние, способность к растяжению или сжатию.

К герметикам предъявляют в основном два главных требования: эластичность и адгезия к конструкционным материалам: металлам, дереву, пластмассам, стеклу, бетону, камню и др.

Существует множество составов, полимеров, на основе которых получают композицию, поэтому герметики могут быть классифицированы:

1. По отношению к процессу вулканизации:

Герметики могут быть вулканизирующиеся, которые под воздействием тепла, влаги или катализаторов (вулканизирующих агентов) переходят из вязкого пластичного состояния в эластичное резиноподобное (например: силиконовые, полиуретановые, тиоколовые герметики). Существуют также герметики невысыхающего и высыхающего типа. Невысыхающие герметики размягчаются при нагревании, становятся вязкими и текучими. При охлаждении они снова переходят в первоначальное твердое состояние (например: бутиловые, битумные каучуки).
Высыхающие герметики в процессе эксплуатации находятся в эластичном резиноподобном состоянии, но при воздействии на них растворителей они могут перейти в жидкое вязкотекущее состояние (битумные и др.).

2. По состоянию в момент поставки или форме выпуска герметики подразделяются на:

однокомпонентные (готовые к применению);
двух- и более компонентные (состоят из двух-трех и более компонентов, которые смешивают друг с другом в определенной пропорции непосредственно перед применением).

Главным критерием в классификации герметиков является природа исходного полимера, который отвечает за свойства герметизирующего материала, эластичность, долговечность, адгезию и соответственно область применения.

Герметики подразделяются на:

Полиуретановые (на основе полиэфирных смол);
Гибридные MS-полимеры (смесь полиэфирных смол с силиконом);
Силиконизированные (смесь акриловых полимеров с силанами);
Тиоколовые (жидкие полисульфидные каучуки);

Акриловые (смесь акрилатных полимеров);
Битумные (модифицированный битумный полимер);
Бутиловые (на основе полиизобутилена).

Каждый вид герметика обладает специальными свойствами, характеристиками, которые определяют его область применения, условия герметизации. Рассмотрим особенности каждого вида герметика, преимущества, недостатки и области применения.

Силиконовые - самые универсальные герметики, высокого качества, для различных поверхностей, высокоэластичные, долговечные. Применяются в быту, при проведении общестроительных работ, для герметизации промышленного оборудования, кровли, аквариумов, стеклопакетов и т.д.

Преимущества: долговечность, высокая эластичность, устойчивость к агрессивным средам, стойкость к УФ-излучению. Отличная адгезия к различным строительным материалам. Сохраняет упруго-эластичные свойства в широком диапазоне температур от -50 °С до +200-300 °С. Широкая цветовая гамма.
Недостатки: не окрашивается, высокая стоимость.

Полиуретановые - применяются для герметизации в строительных конструкциях, кровельных швах, застекленных крышах, вентиляционных системах, кондиционерах, стыковых соединений между стенами, по периметру окон и дверей.
Преимущества: отличная адгезия к большинству материалов.
Недостатки: не стойки к УФ-излучению, ограниченная цветовая гамма, высокая стоимость, содержат вредные вещества.

Гибридные - применяются для заделки швов в высотных сооружениях, в общестроительных целях (герметизация окон, дверей, крыш, для герметизации деревянных и металлоконструкций), допускается контакт с продуктами питания.
Преимущества: высокая адгезия, эластичность, долговечность, возможность окрашивания в любой цвет, универсальность.
Недостатки: потребительское отторжение нововведений, высокая стоимость.

Силиконизированные - предназначены для герметизации трещин и швов в деревянных конструкциях внутри и снаружи помещения. Обладают прекрасной адгезией как к пористым, так и непористым основаниям: бетону, дереву, штукатурке, кирпичу. Особенно подходит для работ по укладке паркета и для сборки мебели.
Преимущества: низкая стоимость, устойчивость к УФ-излучению, атмосферным осадкам, высокая паропроницаемость.
Недостатки: небольшая эластичность.

Тиоколовые - применяются для герметизации разнообразных строительных швов, в случае, где необходимо обеспечить высококачественную герметизацию. Герметизация стыков, тяжелых и легких сборных элементов, швы каменной кладки, резервуары для воды, каналы, швы в бетонных конструкциях, первичная герметизация стеклопакетов.
Преимущества: имеет высокую адгезию к стеклу, алюминию, оцинкованной стали, удобен в применении, малое время полимеризации.
Недостатки: цвет серый, черный. Сложность нанесения двухкомпонентной системы.

Акриловые герметики - для герметизации внутренних соединений, оконных рам, дверных проемов, подоконников. Заполнение трещин и щелей в бетоне, штукатурке, кирпичной кладке. В основном используются для герметизации неподвижных или малоподвижных соединений.
Преимущества: высокая адгезия к пористым строительным поверхностям, устойчивы к УФ-излучению, могут окрашиваться любыми красками, невысокая стоимость.
Недостатки: не имеет высокой эластичности, боится влажности.

Битумные герметики - отлично подходят для герметизации, уплотнения трещин в кровле, дренажных системах, дымоходах, уплотнения и заполнения трещин на крышах, в фундаментах и цоколях.
Преимущества: отличная адгезия к строительным материалам (битумные поверхности, дерево, металл, пластик, бетон и др.). Выдерживает низкие температуры. Хорошая адгезия к влажным поверхностям, средняя цена.
Недостатки: цвет - черный. Не выдерживает действия высоких температур (размягчается).

Бутиловые герметики - чаще всего применяются для первичной герметизации стеклопакетов. Отличная адгезия к стеклу, алюминию, оцинкованной стали, не содержит растворителей.
Преимущества: обладает паронепроцимаемостью, что очень важно при производстве стеклопакетов, хорошая эластичность, устойчивость к УФ-излучению, низкая стоимость.
Недостатки: узкий круг применения, обусловленный низким пределом прочности при растяжении при низких температурах. Цвет - только черный.

Литература:

Баглай А.П., Карапузов Е.К., Омельченко А.А. Герметизация стыков сборных зданий и сооружений / Справочник. - Киев, 1989.
Хозин В.Г. Строительные герметики: условия эксплуатации, требования к свойствам. - Материалы научно-практической конференции "Производство и потребление герметиков и других строительных композиций, состояние и перспективы". - Казань, 1997.
Шитов B.C., Матвеев ГС. Эластомерные полиуретановые герметики. - М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1980.

Герметизирующие материалы

По виду материалов герметики подразделяются на мастики (изол Г-М, УМС-50 и др.), вулканизирующиеся пасты (тиоколовые герметики), эластичные прокладки (гернит П, пороизол и др.) и профилированные изделия.

Мастика изол Г-М – получается смешением битумно-резинового вяжущего с высокомолекулярным полиизобутиленом, канифолью, кумароновой смолой, наполнителем (асбестом 7-го сорта) и антисептиком. Ею заделываются стыки панелей сборных зданий и сооружений. Состав: резина (от старых автопокрышек) – 7-15%, битум БМ--60-73%, рубракс 0-25%, кумароновая смола – 2-6%, наполнители 0-25%, канифоль 0-6%. Производство: измельчение резины до частиц 1 мм, девулканизация резины в смесителях с ветообразными лопастями при температурах 170-1800 с последующей механической обработкой; постепенное сплавливание двух основных компонентов с получением резинобитумного вещества; получение мастики путем добавления к вяжущему веществу наполнителя, пластификатора и других компонентов. Для получения мастики пользуются механической обработкой на вальцах, с которых с помощью ножей непрерывно снимается готовая мастика. При употреблении мастики вводят в шов в подогретом состоянии (80-1000 С).

Герметизирующая мастика марки УМС-50 представляет собой вязкую пластичную массу, изготовляемую путем смешения полиизобутилена минерального масла и дисперсного наполнителя.

Технология приготовления осуществляется с помощью обычных смесительных вальцов. Сначала пластифицируется полиизобутилен при добавлении порциями угля и масла. Затем вводят раствор наполнителя. Перемешивание производится при температуре 100-1200С до однородного состояния смеси. Мастика УМС-50 – нетвердеющий герметик, обладающий хорошей адгезией к бетонным, металлическим и деревянным поверхностям, создающий долговечный плотный непроницаемый слой в стыках сборных конструкций. Она рекомендуется для герметизации вертикальных и горизонтальных стыков панелей, мест примыкания оконных и дверных блоков, для уплотнения зазоров по периметру внутренних стен и перегородок. На строительную площадку доставляют в бочках или бумажных патронах. Переливают в стеклопластиковые ампулы, которые перед употреблением подогревают в термостатах до 50-600 С. Ампулу вставляют в шприц, которым пользуются для герметизации.

Тиоколовые герметики изготовляют на основе полисульфидного каучука-тиокола, который под действием отвердителей вулканизируется и переходит в резиноподобную массу. Широко применяют тиоколовые герметики марок У-30М (черного цвета) и УТ-31 (белого цвета). Тиоколовые герметики эластичны, воздухо- и водонепроницаемые, обладают хорошим сцеплением с бетонной поверхностью. Однако из-за быстрого загустевания рабочие составы следует готовить непосредственно перед употреблением.

Тиоколовые герметики служат для герметизации стыков панелей наружных и внутренних стен и перекрытий. На стыкуемую очищенную поверхность панели при помощи ручного или пневматического шприца наносят слой герметика толщиной 1,5-2 мм, захватывая не менее 20мм каждой панели.

Изготовляют тиоколовые мастики, тиоколовые пленки (в виде паст – герметизирующей и вулканизирующей) – первая состоит из жидкого тиокола и наполнителя, вторая из перекиси марганца, дибутилфталата и технического стеарина. Герметизирующая паста способна вулканизироваться без усадки при обычной температуре под влиянием второй пасты и ускорителя.

Технология: герметизирующая паста тщательно растирается с вулканизатором, затем с ускорителем, если герметик используется в течение 5-8 часов. Продолжительность вулканизации 5 суток. Герметик наносится в стыки шпателем или кистью.

Недостатки: быстрое светостарение.

Герметики