Выбор герметика, эластичной смеси на основе полимерных соединений, – достаточно ответственное дело.
Классификацию герметиков можно проводить по:
- типу исходного полимера (акрилатные полимеры, полиизобутилен, битумный полимер, тиоколовые, жидкие полисульфидные каучуки т.д.);
- количеству компонентов (однокомпонентные, многокомпонентные);
- выпускной форме (формовые и неформовые);
- критерию отверждения (вулканизующиеся, полимеризующиеся, нетвердеющие, высыхающие);
- состоянию в момент эксплуатации или по упругим свойствам (эластичные, пластичные, эластопластичные и пластоэластичные);
- температурным условиямвулканизации (самовулканизирующиеся при комнатной температуре и вулканизующиеся при повышенных температурах);
- стойкости к различным условиям;
- методам нанесения (шпательные, поливочные, кистевые, заливочные или литьевые) [1].
По типу полимерной основы бывают акриловые, бутиловые, битумные, полисульфидные, полиуретановые, гибридные, силиконизированные и силиконовые герметики.
Самые универсальные из всех перечисленных - это силиконовые герметики.
Они бывают промышленные и строительные, бытовые. Они находят применение в авиационной и ракетно-космической промышленности, приборостроении, автомобилестроении, гражданском и промышленном строительстве, радиоэлектронной промышленности, судостроении, бытовом обслуживании, декоративном искусстве. В быту они применяются для герметизации швов в санузлах и ванной комнате, монтажа стеновых панелей, установки стеклопакетов в раму, вторичной герметизации стеклопакетов, герметизации швов опалубки, герметизации строительных швов, герметизации противопожарных швов, герметизации узлов бытовой техники, герметизации швов покрасочных камер, герметизации швов воздуховодов, крепления зеркал.
Они обладают химической инертностью и высокой эластичностью, которая сохраняется даже после длительного периода эксплуатации, стойкостью к ультрафиолетовому излучению, широким диапазоном рабочих температур (–60 до +300 градусов) и температур применения (-30°С до +60°С), отличной адгезией к большинству строительных материалов, широкой цветовой палитрой.
Общий состав силиконовых герметиков
Основа - силиконовый каучук (как правило, диметилполисилоксан с концевыми гидроксильными группами);
- усилитель (служащий для повышения прочностных показателей и обеспечения тиксотропных свойств - отсутствие стекаемости с вертикальных поверхностей);
- наполнитель (выполняющий ряд второстепенных функций);
- краситель (при необходимости);
- вулканизующий компонент (для превращения первоначальной пастообразной консистенции герметика в резиноподобный материал под действием влаги воздуха);
- промоторы адгезии (обеспечивающие прочный постоянный контакт герметика с поверхностью);
- силиконовый пластификатор (повышающий эластичные свойства герметика).
Акриловые герметики
Они являются наиболее доступными из числа строительных герметиков, очень распространенный материал. Однако они, как правило, не подходят для наружных работ. Объясняется это тем, что акриловые мастики не эластичны, а пластичны – они отлично наносятся, но не выдерживают механических нагрузок, например при перепадах температур. Область применения акриловых герметиков – неответственные участки внутренней герметизации. Этот герметик, например, незаменим при устранении небольших отверстий, сглаживании стыков в стенах, потолках, окнах, дверях, полах. Он прекрасно подходит для внутренних работ. Акриловым герметиком, например, можно заделать достаточно широкую трещину в подоконнике.
Герметик на основе акрила легко выравнивается, очень прост в работе, до высыхания хорошо отмывается водой, а после высыхания водостоек. Еще одно достоинство - такой герметик можно разбавлять водой. Это бывает очень удобно при заделке глубоких трещин и отверстий – разбавленный водой герметик просто заливается туда, и при высыхании получается идеально ровная поверхность.
А также, поверхность герметика хорошо поддается окрашиванию различными веществами и легко штукатурится. Такие герметики не содержат в своем составе растворителей. Они обладают хорошей устойчивостью к свету и ультрафиолетовым лучам и имеют хорошую адгезию к бетонам, древесине, штукатурке, кирпичной кладке.
Полиуретановые герметики
Такие герметики обладают преимущественным сочетанием высокой прочности, эластичности, износостойкости и ряда других важных качеств, зависящих от строения полиуретанов. Они могут применяться для склеивания и герметизации любых материалов: металла, бетона, древесины, камня, пластмассы, керамики.
Полиуретановые герметики имеют хорошую адгезию и обеспечивают прочное склеивание поверхностей, не разрушаемое даже при сильных землетрясениях (до 5 баллов). Они идеально подходят для герметизации межпанельных швов, а также рекомендуются для герметизации узлов соединений сборных конструкций, кровельных стыков, стыков строительных конструкций с бетонными, металлическими, деревянными или ПВХ- поверхностями. Они обладают стойкостью против коррозии.
Полимеризация происходит под воздействием влажности воздуха, при этом создается прочный и эластичный герметичный шов. Они, быстро схватываются, не изменяют своего объема при вулканизации, не стекают по стене, легко окрашиваются. Устойчивы ко внешним воздействиям.
Однако полиуретановые герметики имеют существенный недостаток - в их составе присутствуют вредные, едкие вещества, при работе с ними нельзя допускать их попадания на открытые участки кожи.
Тиоколовые герметики
Это наиболее прочные, эластичные и долговечные из всех герметиков. Имеют двухкомпонентную и трехкомпонентную структуру, после смешивания отверждаются в течение нескольких часов или суток, дают усадку, имеют хорошую адгезию, но малую эластичность и прочность. Герметики на основе тиоколов отличаются высокой устойчивостью ко внешним воздействиям, воздействию кислот и щелочей. Температурный диапазон эксплуатации тиоколовых герметиков от –55°C до + 130°C. Срок их службы составляет 20 – 30 лет.
В настоящее время двухкомпонентные тиоколовые герметики довольно часто используют при производстве стеклопакетов благодаря тому, что они характеризуются малыми значениями газо- и влагопроницаемости. С помощью тиоколовых герметиков производят герметизацию швов бетонных и железобетонных конструкций с максимальной деформацией 25%. Они герметично покрывают стыки, щели, трещины. Их применяют в гидротехническом строительстве. При работе с герметиком необходимо пользоваться индивидуальными средствами защиты. Избегать постоянного соприкосновения с кожей. Чтобы подготовить тиоколовые герметики к работе, смешивают их основной компонент с отвердителем, помня, что пригодность приготовленной смеси не более двух часов, а схватывается она в течение двух-трех суток.
Монтажная пена
Это стабильная химическая структура, с малым собственным весом и высокой внутренней концентрацией. Выпускается монтажная пена в металлических аэрозольных баллонах. Затвердевает монтажная пена под действием влаги воздуха. В процессе затвердевания монтажная пена значительно увеличивается в объеме, образуя пористую массу с хорошими тепло- и звукоизолирующими свойствами. Используется монтажная пена для склеивания, фиксации, заделывания швов, тепло- и звукоизоляции.
Бесспорное достоинство монтажной пены - она предназначена для работы со всеми традиционными строительными материалами (деревом, камнем, бетоном, штукатуркой, металлом, стеклом). Не может применяться при работе с тефлоном, полиэтиленом, полипропиленом, силикон и т. п.
Монтажная пена бывает профессиональной (пистолетной), бытовой (адаптерной), летней, зимней и всесезонной.
Стандартный баллон монтажной пены содержит, так называемый, изоцианатный предполимер – вязкую жидкость, способную реагировать с водой с образованием пенопласта и газ-вытеснитель (пропеллент). Этот газ (в баллоне под давлением он в основном находится в жидкой фазе) лишь частично растворим в предполимере. Поэтому в баллоне изначально находятся две несмешивающиеся жидкости, и их нужно превратить в эмульсию, энергично встряхивая баллон перед выпуском. Тогда при выходе из баллона газ-пропеллент испаряется и образует равномерно вспенивает массу.
Ее отличие от герметика состоит в том, что после выдавливания ее на поверхность она увеличивается в объеме, а слой герметика либо уменьшается в объеме, либо остается таким же. В настоящее время, в Российской Федерации , потребляется более 20 млн баллонов монтажной пены в год. Практический опыт ее применения есть, но лишь немногие отдают себе отчет в том, какие же процессы происходят при отверждении монтажной пены, где можно и нужно применять монтажную пену и какого результата следует ожидать.
Некоторые рекомендации по применению монтажной пены
1. Баллон перед применением следует довести до комнатной температуры, выдержав не менее суток в помещении. Если времени для этого нет, можно быстро прогреть баллон в теплой (не выше 35–40°С) воде, периодически встряхивая баллон. Конечно, даже из холодного баллона можно получить пену, но ее получится гораздо меньше и её качество будет не самым лучшим.
2. Если вы хотите получить с одного баллона как можно больше пены, обратите внимание на вес приобретаемого баллона. Правильно заполненный стандартного объёма баллон должен весить в полном снаряжении не менее 850-900 г. Если же фронт работ небольшой, то можно воспользоваться и более дешевым (меньшего объёма) баллоном (вес 550-650г), но выход пены в этом случае будет существенно ниже.
3. Тщательно перемешаите содержимое баллона, энергично встряхивая его. Сначала, при встряхивании, баллон ведет себя так, как будто только в верхней его части есть жидкость, но постепенно образуется эмульсия, и в руках появляется ощущение, что вы трясете баллон, заполненный однородной жидкостью. Часто баллон с навинченным на него пистолетом оставляют на длительное время, тогда перед выпуском его надо вновь растрясти, не снимая пистолета. Продолжительность встряхивания должна быть не менее 30 секунд.
4. Оптимальный результат получается при температуре 20–25°С и влажности воздуха не менее 50%. Это не всегда удается обеспечить. Пониженную влажность воздуха можно компенсировать, осторожно смачивая поверхность, например, из тонко распыляющего пульверизатора. Увлажнение способствует лучшему распространению пены и прилипанию к поверхности. Однако нельзя забывать, что излишек воды может привести к свертываемости пены. Надо помнить, что чем ниже температура, тем меньше по объему получается пены! При температуре воздуха ниже минус 5ºС при затвердевании пены сначала на поверхности образуется хрупкая корка, которая приобретает эластичность лишь через 8-24 часа. Поэтому, чем ниже температура воздуха (и поверхности, на которую выпускается пена), тем дольше нужно ждать, прежде, чем приступать к обрезке излишков пены.
5. Самая хорошая пена получается, если выпускать ее в щель шириной 3-5 см и глубиной 5-7 см, независимо от того, горизонтальная щель или вертикальная. При этом заполнять щель нужно на 60-70% по высоте, если выпуск осуществляется через пистолет, и лишь на 30-40%, если вы пользуетесь адаптерной пеной. В узких глубоких щелях влаге трудно пробиться к пене, и получается более мягкий пенопласт, в критических ситуациях внутри отверждённой пены будут крупные поры и каверны. Более широкие и глубокие щели надо заполнять змейкой на глубину не более 3 см за один прием. Следующий слой можно накладывать через час-два, в зависимости от температуры, но в любом случае после полного прекращения расширения (подъема) предыдущего слоя.
6. Обрезка избытка пены вещь неизбежная, но крайне нежелательная. На поверхности отвержденной пены всегда есть небольшой уплотненный слой, который защищает пену от проникновения влаги.
7. Отвержденную пену необходимо защитить от воздействия прямых солнечных лучей: все ППУ плохо переносят воздействие ультрафиолетового облучения. Для этого достаточно нанести на пену слой масляной краски.
8. Очень часто причиной неудач является засоренность пистолета, поэтому пистолет необходимо тщательно промыть специальным очистителем, который выпускается в аэрозольных баллонах с резьбой под пистолет.
9. С точки зрения теплоизоляции и долговечности, плотность отверждённой пены должна быть в области 22-30 г/л. Допустим, баллон весил 900 г, от этой величины надо отнять вес самого баллона с клапаном (около 140 г) и вес пропеллента (еще 100-120 г). На образование пенопласта остается всего 650 г, и пены должно получиться не более 30 л. Если вам кажется, что пены получилось больше, то значит либо внутри пенопласта есть пустоты, либо пенопласт слишком легкий, что неизбежно скажется на эффективности изоляции через несколько месяцев.
10 .Баллоны разных производителей отличаются друг от друга и по энергичности выхода пены, и по вторичному расширению и по плотности пены. Если вес баллона нормальный, если выходящая пена не оседает, не сползает из вертикальной щели, если отвержденный пенопласт имеет достаточную прочность на сжатие, если на срезе пенопласт выглядит однородным – им можно пользоваться, степень расширения после выпуска, скорость отверждения в различных условиях – все это факторы, к которым можно и нужно приспособиться. Поэтому лучше пользоваться одной маркой пены. [2]
Источники
1. Кардашов Д.А. Клеи и герметики. М. Химия, 1978.
2. Монтажная пена [Электронный ресурс]. URL: http://okna-i-dveri.com.ua/okna_articles/rub/87/0/article_62/ (дата обращения: 16.08.2011).
Немова Дарья, инженер,
кафедра «ТОЭС» ГОУ «СПбГПУ»
