Силиконы благодаря своим свойствам сегодня находят самое широкое применение. Особое место в технике, строительной отрасли, в быту занимают силиконовые клеи, которые по ряду характеристик опережают многих своих конкурентов. В этой статье вы узнаете о силиконовых клеях (и немного о герметиках), их составе, качествах, принципах работы и способах применения.
Что такое силиконовые клеи и герметики
Высокомолекулярные кремнийорганические соединения, которые большинству из нас известны, как силиконы — материалы с уникальными свойствами, которые уже на протяжении целого столетия находят самое широкое применение в различных областях человеческой деятельности. Сегодня существует огромное количество материалов и изделий из силикона, которые используются в быту, в строительстве и в различных отраслях промышленности. Одно из интересных применений силикона — разнообразные герметики и клеи, способные решать самый широкий круг задач.
Силиконовые клеи и герметики в своем составе содержат различные соединения силикона (о чем, собственно, и говорит их название), которые при полимеризации (затвердевании) обеспечивают склеивание различных материалов, выступают в качестве прокладок, герметизируют швы и т.д. У силиконовых клеев и герметиков очень широкий круг применения, но мы сделаем упор на клеи, которые наиболее часто используются в быту.
Кстати, а чем отличается силиконовый клей от герметика? В сущности — ничем, они имеют принципиально одинаковый состав и качества, однако отличаются областью применения. Герметиками принято называть средства, которые применяются для герметизации швов, имеющих большие линейные размеры, они используются при возведении конструкций из стекла и пластика, при облицовке плиткой, для соединения пластиковых труб и т.д. То есть, герметики применяются для выполнения большого объема работ.
Клеями же традиционно называют средства, предназначенные для склеивания относительно небольших предметов и герметизации небольших швов. Силиконовые клеи фасуются в тубы малого объема, и они не требуют применения пистолетов или иных средств, без которых использование герметиков затруднено или невозможно.
Также эти средства могут отличаться составом, о чем будет сказано ниже.
Свойства и области применения силиконовых клеев и герметиков
Силиконовые клеи и герметики получили распространение благодаря сочетанию качеств, которые не имеют другие средства этой группы. Все качества можно разделить на две группы — общие, и свойства шва.
Общие свойства силиконовых клеев:
- Клей имеет такую консистенцию, благодаря которой он, с одной стороны, не расползается при нанесении на поверхность, а с другой — хорошо заполняет нервности и небольшие полости;
- Клеи и герметики обладают высокой адгезией, благодаря чему приклеивают самые разные материалы — стекло, керамику, металлы и другие. Однако хорошего склеивания пластмасс, а также некоторых пористых материалов можно добиться только применением силиконовых клеев со специальными добавками, либо предварительным нанесением праймеров (грунта) на поверхности предметов;
- Современные силиконовые клеи в массе своей нетоксичны и не требуют соблюдения каких-либо особых правил техники безопасности;
- Клей очень прост в применении и не требует специальных навыков для работы;
- Полимеризация (затвердевание) клея происходит в течение двух-трех часов, полное отверждение происходит в течение 24 часов.
Свойства шва силиконовых клеев и герметиков:
- После полимеризации шов становится крепким, но эластичным — он может подвергаться изгибающим, растягивающим, сжимающим и скручивающим нагрузкам без потери прочностных свойств. Некоторые клеи допускают растяжение шва до 25% от его ширины;
- Шов водонепроницаем;
- Шов устойчив к действию ультрафиолетового излучения;
- Прозрачность шва с течением времени не снижается (только в случае, если клей или герметик не содержит большого процента пластификаторов и других добавок);
- Шов сохраняет свои свойства при температурах от -40 до +200°C, высокотемпературные клеи и герметики могут выдерживать нагрев до +375°C, многие герметики сохраняют свои свойства при сильно отрицательных температурах до -70°C;
- Шов может обладать антисептическими, фунгицидными и другими качествами — все зависит от наличия в клее или герметике различных добавок.
Благодаря всем этим качествам силиконовые клеи могут использоваться для решения сразу нескольких задач:
- Склеивание материалов, сложных для других клеев;
- Использование для герметизации швов;
- Применение в качестве прокладок в различных агрегатах и механизмах.
Склеивание. Силиконовому клею поддаются такие традиционно сложные для склеивания материалы, как стекло, керамика, кирпич, металлы и многие другие. Но с его помощью также можно склеивать дерево, некоторые пластмассы, эластичные полимеры и т.д. Силиконовые клеи подойдут для ремонта некоторых деталей в автомобиле, для склеивания аквариумов, они используются в различных хобби, и просто для ремонта различных вещей в домашних условиях.
Герметизация швов. Клеи применяются для герметизации швов между стеклянными (а также металлическими и пластиковыми) элементами — в автомобиле с помощью такого клея можно обеспечить надежную установку фар, герметичность люков и неподвижных окон, и т.д. А герметики находят самое широкое применение в строительных и отделочных работах.
Замена прокладок. В сущности, это та же герметизация, но производится она в узлах, механизмах и агрегатах различной техники. Силиконовый клей или герметик может выступать в качестве более надежной замены прокладок (либо для ремонта поврежденных прокладок) в различных узлах двигателя, трансмиссии и иных агрегатов. Однако категорически запрещается применять данные средства в автоматических коробках передач, так как частички силикона могут попасть в коробку, засорить масляные каналы и привести к другим серьезным проблемам.
Интересно отметить, что силиконовые клеи и герметики благодаря широкому диапазону температур могут использоваться для склеивания или герметизации швов в подвергаемых сильному нагреву или охлаждению устройствах и механизмах — в двигателях, отопителях, холодильных установках, кондиционерах (с осторожностью) и т.д.
Однако у силиконовых клеев и герметиков есть ряд особенностей, которые следует всегда учитывать при их применении. В частности, большинство клеев неспособны надежно склеить такие виды полимеров, как полиэтилен, фторопласт, поликарбонат и т.д. Для работы с пластиками, в том числе и с ПВХ, используются специальные типы клеев и герметиков, которые имеют лучшую адгезию с данными типом поверхностей.
Также силиконовые клеи и герметики разрушаются под воздействием некоторых веществ, в том числе бензина, а некоторые клеи теряют свои качества при контакте с этиленгликолем (который является основным составным компонентом антифризов типа тосолов) и даже с синтетическими моторными маслами.
Так что перед применением силиконового клея нужно читать его инструкцию по применению, а также учитывать приведенные здесь общие рекомендации. Только при грамотном применении этот клей или герметик будет работать эффективно и не создаст проблем.
Действительно ли силиконовые клеи так надежны, как уверяют производители?
Этот вопрос волнует каждого покупателя, и не напрасно — сегодня очень многие продукты имеют совсем не те качества и характеристики, о которых говорят производители, и часто разочаровывают покупателя. Как обстоят дела с силиконовыми клеями и герметиками?
Как ни странно, но в этом случае производители и продавцы не обманывают — силиконовые клеи действительно надежны, обладают заявленными характеристиками и оправдывают надежны. В частности, силиконовый клей в промышленных масштабах используется для производства аквариумов и крепления стекол, и эти изделия служат много лет без каких-либо проблем. Хорошо показывают себя клеи и герметики в других областях — иначе они просто не достигли бы сегодняшней популярности и распространения.
Однако здесь нужно сделать важную оговорку: всеми описанными свойствами, долговечностью и надежностью обладают только качественные клеи и герметики. В погоне за прибылью многие производители клеев вводят в их состав чрезмерно большое количество дешевых пластификаторов и других веществ, которые создают объем и снижают затраты на изготовление продукта. Естественно, что это снижает качество клея и приводит к потере доверия со стороны потребителя.
Чтобы не ошибиться с выбором, стоит избегать покупки слишком дешевых клеев и герметиков — они в ста процентах случаев имеют низкое качество и неудовлетворительные характеристики. Такие клеи быстро темнеют (хотя качественный силиконовый клей или герметик даже через три-пять лет остается прозрачным), с течением времени становятся ломкими, могут отпасть от склеиваемой поверхности и т.д.
Поэтому имеет смысл покупать более дорогие силиконовые клеи и герметики, которые оправдают ожидание и помогут качественно выполнить сложную работу.
Типы и химический состав силиконовых клеев
Все силиконовые клеи и герметики, независимо от типа и назначения, имеют принципиально одинаковый состав. Их основу составляют различные кремнийорганические каучуки, сегодня чаще всего используются силоксановые и фторсилоксановые каучуки. Эти каучуки при попадании на воздух взаимодействуют с содержащейся в нем влагой, и вулканизируются (полимеризуются) — становятся твердыми и эластичными.
Однако для обеспечения всех качестве клея или герметика эти соединения подвергаются модификации — к их молекулам добавляется то или иное органическое соединение, которое при нахождении в герметичной емкости препятствует полимеризации силиконовых каучуков. При попадании на воздух эти соединения вступают в реакцию с молекулами воды (они всегда присутствуют в воздухе), отсоединяются от силиконовых эластомеров, и, как говорят химики, изгоняются из массы клея. В результате этой реакции молекулы каучуков вступают в реакцию друг с другом — происходит вулканизация (или полимеризация), в результате которой образуется сетчатая структура, обеспечивающая все описанные выше свойства силиконовых клеев и герметиков.
На сегодняшний день все силиконовые клеи и герметики делятся на две больших группы по типу органического соединения, которое препятствует полимеризации при отсутствии доступа воздуха:
- Кислотные (в названии веществ их состава всегда присутствует слово «ацетокси», например — ацетокси-силикон) — молекулы эластомеров соединены с молекулами обычной уксусной кислоты;
- Нейтральные (в их названии часто присутствует слово «алкокси» или «метокси») — молекулы эластомеров соединены с молекулами различных спиртов и оксимов.
Кислотные силиконовые клеи и герметики сегодня наиболее распространены, что обусловлено их доступной стоимостью и достаточной для выполнения большинства работ эффективностью. Такой клей при использовании выделяет уксусную кислоту, что сразу чувствуется по характерному запаху. Из недостатков данного типа клеев следует отметить качества, связанные с выделением кислоты — они могут вызывать коррозию металлов и негативно воздействуют на некоторые материалы.
Нейтральные силиконовые клеи и герметики несколько дороже, но они лишены недостатков, присущих их кислотным собратьям — не вызывают коррозию и могут свободно применяться для склеивания разных материалов. При использовании такие клеи выделяют спирты и другие вещества, не имеющие специфических запахов. Однако стоит учитывать, что силиконовые клеи с содержанием оксимов потенциально опасны, так как вещества этой группы обладают канцерогенными свойствами, и частый контакт с ними повышает риск возникновения онкологических заболеваний.
Помимо каучуков в состав силиконовых клеев и герметиков могут входить и другие вещества — пластификаторы, модификаторы, антисептики, фунгициды, катализаторы, красители, УФ-фильтры, металлы для повышения термостойкости и т.д. Изменяя состав, можно добиться разных свойств клеев и герметиков, поэтому сегодня рынок готов предложить огромное количество этих материалов самого разного назначения.
Порядок работы с силиконовыми клеями
Использование силиконового клея не имеет каких-либо сложностей, и в общем случае сводится к следующему:
- Очистить склеиваемые поверхности от грязи;
- Нанести клей (или герметик) на одну из склеиваемых поверхностей, либо сделать шов вдоль места соединения деталей;
- Обеспечить неподвижность деталей в течение 10-20 минут после нанесения;
- Нормально пользоваться изделием можно через 24 часа (после полной полимеризации).
Также есть несколько рекомендаций, которые помогут провести склеивание с большей эффективностью:
- Клей нужно наносить только на сухие поверхности, наличие воды резко ухудшает адгезию или делает склеивание вовсе невозможным;
- Склеивание лучше проводить при положительных температурах окружающего воздуха. Здесь работает простое правило — повышение температуры на 5°C вдвое ускорят процесс полимеризации;
- Клей и герметик можно использовать для заполнения зазоров величиной не более 6 мм;
- Полимеризация клея происходит от наружной поверхности внутрь, но на глубине более 15 мм полного отверждения не происходит, поэтому при склеивании плоских и широких предметов не имеет смысла делать швы шире 15-20 мм.
Однако некоторые виды силиконовых клеев и герметиков имеют свои особенности, поэтому всегда перед работой необходимо ознакомиться с их инструкцией по применению — это гарантирует правильность выполнения всех действий, надежность шва и всей детали в целом.
