Выделенный диоксид кремния для силиконового герметика завод

Если говорить про выделенный диоксид кремния, многие сразу представляют себе просто белый порошок, который добавляют в герметик для объема. Но это поверхностное понимание — на деле от характеристик диоксида зависит, не потрескается ли шов через полгода и выдержит ли перепады температур. Я сталкивался с ситуациями, когда клиенты жаловались на 'плывущую' консистенцию герметика, а причина оказывалась в неправильно подобранной фракции диоксида.

Почему диоксид кремния — не просто наполнитель

В силиконовых герметиках диоксид работает не только как уплотнитель. Например, у нас на производстве тестировали три марки диоксида с разной площадью поверхности — от 150 до 380 м2/г. Разница в усадке после вулканизации достигала 40%. Для архитектурных герметиков это критично: микротрещины в фасадных швах начинаются именно из-за неконтролируемой усадки.

Особенно важно контролировать остаточную влажность. Как-то раз партия герметика начала пузыриться на объекте в Сочи — оказалось, поставщик диоксида не досушил материал до нормы 0.4%. Пришлось срочно менять всю партию. С тех пор мы ведем отдельный журнал по влажности каждой поставки.

Еще нюанс — pH диоксида. Для нейтральных герметиков нужен показатель 6.5-7.2, иначе может начаться преждевременная полимеризация прямо в тубе. Один раз из-за этого потеряли 800 кг готовой продукции — диоксид с pH 4 вызвал гелеобразование за 12 часов.

Технологические тонкости производства

На нашем заводе перепробовали разные способы введения диоксида в композицию. Сухое смешиение дает неравномерную дисперсию, сейчас перешли на предварительное приготовление пасты с пластификатором. Но и здесь есть подводные камни — если перегреть пасту выше 65°C, диоксид начинает агрегировать.

Особенно сложно с высокодисперсными марками — например, Aerosil 200. Без вакуумного смесителя не обойтись, иначе комки гарантированы. Помню, как на старой линии приходилось пропускать смесь через три вальцы — трудозатраты были огромные.

Сейчас на новом оборудовании используем метод мокрого помола совместно с полиорганосилоксаном. Время диспергирования сократилось с 4 часов до 50 минут, но пришлось подбирать специальные мелющие тела — обычная керамика давала примесь алюминия.

Проблемы совместимости с другими компонентами

Не все диоксиды одинаково работают с разными силанами. Например, для герметиков с метилтриметоксисиланом лучше подходит диоксид с гидроксильными группами на поверхности, а для фенилсодержащих систем — обработанный гексаметилдисилазаном. Мы как-то получили рекламацию из Германии — герметик не держал адгезию к стеклу. После месяца тестов выяснили, что виноват диоксид с неподходящей поверхностной обработкой.

Интересный случай был с антипиренами. При добавлении тригидрата алюминия диоксид начинал давать седиментацию. Пришлось разрабатывать специальную модификацию с увеличенным содержанием силанольных групп — проблема ушла, но стоимость выросла на 15%.

С пластификаторами тоже не все просто. Дибутилфталат может вытеснять адсорбированные молекулы с поверхности диоксида, поэтому перешли на полиэфирные пластификаторы — стабильность реологии улучшилась.

Контроль качества на практике

У нас в лаборатории внедрили тест на 'скорость структурообразования' — измеряем, за какое время паста с диоксидом достигнет вязкости 500 Па·с. Для автомобильных герметиков этот показатель должен быть не более 2 часов, для строительных допускается до 6 часов. Как-то сменили партию диоксида — и все образцы стали структурироваться за 20 минут, пришлось срочно останавливать линию.

Еще проверяем диоксид на 'маслопоглощение' — это важно для сохранения эластичности. Если показатель выше 280 мл/100г, герметик начинает 'жиреть' и плохо выдавливается из тубы. Разработали специальную методику с льняным маслом — быстрее, чем по ГОСТу, и точнее.

Микроскопия — обязательный этап. Смотрим не только на размер частиц, но и на форму агрегатов. Игольчатые структуры дают лучшую прочность на разрыв, но хуже ведут себя при экструзии. Для каждого типа герметика — свой идеальный профиль частиц.

Опыт сотрудничества с Инжуй Новые Материалы

С ООО Шаньдун Инжуй Новые Материалы работаем около двух лет — их диоксид кремния для силиконовых герметиков показал стабильность по влажности. В спецификации заявлено 0.3%, и по факту отклонений не было ни разу — это редкость для российского рынка. Особенно импонирует, что они предоставляют полные данные по химии поверхности — содержание силанольных групп, остатки катализаторов.

Как-то пробовали их модификацию диоксида с обработкой винилтриметоксисиланом — для наших светоотверждаемых герметиков подошло идеально. Прозрачность сохранялась на уровне 92%, чего не могли добиться с другими поставщиками. Правда, пришлось немного скорректировать дозировку фотоинициатора.

Недавно тестировали их новую разработку — диоксид с контролируемой пористостью для термостойких герметиков. При 300°C обычные марки дают усадку 8-9%, их образец — не более 4%. Планируем переводить на него линию автомобильных герметиков.

Экономические аспекты выбора

Цена диоксида — не главный критерий. Дешевый диоксид может увеличить расход герметика на 15-20% из-за необходимости коррекции реологии. Мы считаем стоимость не за килограмм, а за кубометр готового продукта — так картина объективнее.

Логистика тоже важна. Диоксид гигроскопичен, и если перевозить его в обычных контейнерах, можно получить проблемы с влажностью. С Инжуй решили вопрос — поставляют в биг-бэгах с двойным полиэтиленовым вкладышем и силикагелем.

Сроки хранения — момент, который многие упускают. Диоксид с высокой поверхностной энергией теряет активность через 6-8 месяцев. Поэтому теперь закупаем партии под конкретные производственные планы, а не 'про запас'.

Перспективные разработки

Сейчас экспериментируем с гибридными системами — диоксид + наноглина. Получаем интересный эффект синергии — прочность на разрыв растет на 25%, при этом пластичность не страдает. Но пока не можем решить проблему совместимости — система расслаивается при длительном хранении.

Еще одно направление — диоксиды с заданной электропроводностью для специальных применений. Например, для герметиков в электронике, где нужно обеспечивать экранирование. Тут важно не превысить определенный порог, иначе начнутся проблемы с коррозией.

На сайте sdyingrui.ru видел, что Инжуй анонсировали новую линию диоксидов с регулируемой плотностью упаковки. Если характеристики подтвердятся, это может решить многие проблемы с седиментацией в готовых продуктах. Договорились о тестовых образцах на следующий квартал.