Технологии

В настоящее время за рубежом и в России для остекления зданий и сооружений широко используются стеклопакеты. В производстве стеклопакетов в качестве второго герметизирующего слоя используют тиоколовые, полиуретановые или силиконовые герметики. Главным преимуществом силиконовых герметиков по сравнению с вышеназванными является их безопасность для окружающей среды, нетоксичность, кроме того, они не требуют существенных вложений в оборудование для нанесения, что немаловажно для малых и средних предприятий – производителей стеклопакетов. В настоящее время мировой рынок потребления силиконовых герметиков для стеклопакетов оценивается в 1617 тыс. т в год, что составляет 10% рынка всех герметиков для вторичной герметизации. Российский рынок - 400450 т в год, что составляет 3% рынка всех герметиков для вторичной герметизации. Причем в России в промышленном масштабе силиконовые герметики, используемые в производстве стеклопакетов, не производятся.
На ОАО «Казанский завод синтетического каучука» разработана рецептура, технология, организовано опытно-промышленное производство и готовится к запуску промышленное производство силиконового герметика для вторичной герметизации стеклопакетов. Разработанный герметик – однокомпонентный, черного цвета, тиксотропный, нейтрального отверждения. Разработано три марки герметика А, Б и С, отличающиеся друг от друга по твердости и плотности. В таблице 1 представлены свойства герметиков, предназначенных для использования в производстве стеклопакетов.

Таблица 1. Физико-механические показатели герметика, используемого в производстве стеклопакетов

Применяемые в производстве стеклопакетов герметики должны иметь адгезионную способность и прочность, обеспечивающие требуемые характеристики стеклопакетов, изложенные в ГОСТ 24866-99 «Стеклопакеты клееные строительного назначения».
Суть метода определения адгезии состоит в растяжении заданной нагрузкой двух склеенных герметиком пластин из стекла и алюминиевого профиля, определения характера и величины усилия при разрушении слоя герметика. В соответствии с ГОСТ 24866-99 напряжение на гранях образца должно быть 0,3±0,05 МПа в течение не менее 10 минут. Образец считается выдержавшим испытание, если после испытания не произошел разрыв или произошел, но когезионно, т.е. по материалу. Для определения адгезии зарубежных аналогов проведено их испытание по методике, изложенной в ГОСТ 24866-99. Полученные данные представлены в таблице 2. Из данных таблицы 2 видно, что зарубежные образцы выдерживают до разрушения нагрузки от 9 (Penosyl Neutral ME 30590) до 11 кг (JH-308, Tekasyl, Daw Corning 3540), в то время как разработанный нами герметик, не содержащий адгезива – 3,5 кг, причем характер разрушения – адгезионный. Поэтому, для увеличения адгезионных свойств разработанного герметика в его рецептуру необходимо было ввести адгезив, который обеспечивал бы адгезию герметика, как к стеклу, так и к алюминиевому профилю, используемых в производстве стеклопакетов.

Таблица 2. Адгезионные свойства зарубежных герметиков, используемых в качестве второго герметизирующего слоя в производстве стеклопакетов.

Выбор типа адгезива и его количества индивидуален для каждого состава композиционного материала и субстратов, на которые он наносится. В качестве адгезивов апробировались вещества, содержащие в своем составе не менее 2-х функциональных групп [2]:

АГМ-9 – Ύ – аминопропилтриэтоксисилан  – H₂N–CH₂CH₂CH₂–Si(OC₂H₅₎₃,
3- глицидоксипропилтриметоксисилан (GLYМО) –  O-H₂C–CH–CH₂–O–CH₂CH₂CH₂Si(OCH₃)₃
винилтриметоксисилан (VТNO)                            – H₂C=CH–Si(OCH₃)₃
Dynasylan 1189 ( вторичный амин)                        –HRNR’Si(OCH₃)₃

В таблице 3 приведены данные по адгезии герметика марки «Б» в зависимости от используемого адгезива, его количества и прикладываемой нагрузки на грани образца.
Из данных таблицы 3 видно, что адгезивы VTNO и Dynasylan 1189 при дозировке 1,0% и нагрузке 3 кг, заложенной в ГОСТ 24866-99, не обеспечивают требуемую адгезионную способность.
Адгезив GLYMO при дозировке 0,3% и нагрузках 3-6 кг обеспечивает уровень свойств требуемых ГОСТ 24866-99, но уровню зарубежных аналогов не соответствует: при нагрузке 7 кг он разрушается на 45 минуте, характер разрушения – смешанный, при дозировке 0,8% образец разрушается на 20й минуте при нагрузке 11 кг, характер разрушения – адгезионный, что недопустимо по ГОСТ 24866-99.
Адгезионная прочность на уровне зарубежных аналогов обеспечивает адгезив АГМ-9. Образцы, содержание 0,8% АГМ-9, при нагрузке 11 кг разрушаются на 20-й минуте, характер разрушения – когезионный, в то время как зарубежные аналоги при нагрузке 11 кг TEKASIL разрушается на 5-й минуте, Dow Corning 3540 – 22 минуте, а ME 30590 – на 14-й минуте, но при нагрузке 9 кг (Таблица 4). При увеличении дозировки адгезива АГМ-9 до 1%, образец не разрушается в течение 1 часа при нагрузке 11 кг, т.е. его адгезионные свойства аналогичны герметику JH – 308.

Таблица 4. Сравнительные испытания по адгезии при нагрузке 0,3 МПа

Из проведенного исследования следует, что адгезионная прочность на уровне зарубежных аналогов герметику, используемому в качестве вторичного герметизирующего  слоя  в производстве стеклопакетов, придает АГМ-9 (g-аминопропилтриэтоксисилан), взятый в количестве 0,8% .
Введение адгезива АГМ-9 в количестве 1,0 % в рецептуру герметиков не приводит к изменению их физико-механических показателей.
Таким образом, на основе проведенных исследований разработан герметик, используемый в качестве второго герметизирующего слоя в производстве стеклопакетов, обладающий адгезионной способностью и прочностью на уровне зарубежных аналогов, что подтверждено испытаниями, проведенными потребителями.

Экспериментальная часть

Испытания на адгезионную прочность проводили по ГОСТ 24866-99.

Литература
1. ГОСТ 24866-99 «Стеклопакеты клееные строительного назначения».
2. Г.В. Моцарев, М.В. Соболевский, В.Р.Розенберг «Карбофункциональные органосиланы и органосилоксаны», М., «Химия», 1990 г.

 
Таблица 3. Зависимость адгезии герметика для вторичной герметизации стеклопакетов от типа адгезива и его количества

• - н/р – нет разрушения

Ф.М. Палютин, В.А.Бабурина, А.С. Ромахин, Л.З. Закирова, Н.А. Казанцева, И.А. Дубков, В.Я. Калмыкова, Г.Ш. Хасбиуллина

www.kzck.ru