현대 건축, 배관 및 산업 조립에는 구조용 강철, 알루미늄 플래싱, PVC 파이프 및 타설 콘크리트 기초 등 매우 다양한 재료를 접착하고 밀봉하기 위해 단일 실런트가 필요한 경우가 많습니다. 각 기판에는 고유한 표면 에너지, 다공성, 열팽창 및 화학적 호환성 문제가 있습니다. 잘못된 실란트를 사용하면 접착력이 떨어지거나 기판이 부식되거나 조기 균열이 발생할 수 있습니다. 이 가이드는 다음을 사용하여 안정적이고 장기적인 씰을 달성하는 데 대한 엔지니어링 수준의 통찰력을 제공합니다. 중성 경화형 실리콘 실런트 금속, 플라스틱, 콘크리트 전반에 걸쳐 프라이머나 표면 활성화제가 없는 경우가 많습니다.
기존의 아세톡시 실리콘 실런트는 경화 중에 아세트산을 방출하는데, 이는 프라이밍되지 않은 금속(특히 구리, 황동, 아연)을 부식시키고 콘크리트나 모르타르와 같은 칼슘 기반 기질을 부식시킵니다. 대조적으로, 중성 경화형 실리콘 실런트 pH 6-8에 가까운 중성 알코올(옥심 또는 알콕시 시스템)을 방출하여 부식성 부산물을 제거합니다. 이 화학적 프로필을 사용하면 PVC 및 다공성 광물 표면과 같은 표면 에너지가 낮은 플라스틱에 탁월한 접착력을 유지하면서 민감한 재료와 직접 접촉할 수 있습니다.
금속에는 부식되지도 않고 갈바닉 반응을 일으키지도 않는 밀봉재가 필요합니다. 중성 경화 실리콘은 다음과 같은 용도에 매우 적합합니다. 알루미늄 조인트 씰링 , 강철 건물 패널 및 아연 도금 후레싱. 가속 염수 분무 테스트(ASTM B117)에서 순수 알루미늄 위의 중성 경화 실리콘은 3000시간 후에도 점착력이나 접착력 손실이 나타나지 않는 반면, 아세톡시 실리콘은 아세트산 공격으로 인해 500시간 이내에 파손됩니다.
48개 고층 프로젝트(2018~2023)의 현장 데이터에 따르면 알루미늄과 강철의 중성 경화 실리콘은 주로 뛰어난 내후성과 탄성 회복으로 인해 폴리우레탄 대체품의 연간 실패율이 2.1%인 데 비해 0.34%의 연간 실패율을 나타냅니다.
폴리염화비닐(PVC)은 표면 에너지가 낮고(약 33-38dyne/cm) 많은 실란트를 약화시키는 이동성 가소제를 함유하고 있는 경우가 많습니다. 그러나, 실리콘 실란트 PVC 특별히 가공된 접착 촉진제를 사용한 제제는 이러한 장애물을 극복합니다. PVC 파이프 밀봉재 용도의 중성 경화 실리콘은 표면이 적절하게 준비된 경우 박리 테스트(ASTM C794)에서 100% 응집 실패를 달성합니다.
| 재산 | 비가소화 PVC(uPVC) | 가소화 PVC(유연성) |
|---|---|---|
| 권장 표면 준비 | 이소프로필 알코올 닦아 화염 처리(선택 사항) | 마모성 가소제 제거제(자일렌 와이프) |
| 프라이머리스 접착력 | 1.2-1.5MPa(랩 전단) | 0.9-1.1MPa |
| 침수 저항성(7일, 40°C) | 90% 강도 유지 | 75% 유지 |
에 대한 PVC 파이프 실런트 비압력 배관(환기구 스택, 배수 라인, 전기 도관 입구)에 적용할 경우 실런트는 PVC(계수 50-80×10⁻⁶/K)와 인접 재료 사이의 차동 움직임을 수용해야 합니다. 중성 경화 실리콘은 깨지지 않고 -40°C까지 유연성을 유지하며 이는 실외 파이프 관통에 중요합니다.
콘크리트는 알칼리성(pH 12-13)이고 다공성이며 미세 균열, 탄산화 및 수증기 투과 현상이 발생하기 쉽습니다. 전용 콘크리트 실리콘 실란트 알칼리 공격에 저항하고, 표면 먼지에도 불구하고 결합하고, 동결-해동 주기를 통해 탄력성을 유지해야 합니다. 중성 경화 실리콘은 화학적 불활성 및 다공성 표면을 적시는 능력으로 인해 콘크리트 접착력에서 폴리우레탄 및 폴리황화물보다 성능이 뛰어납니다.
교량 확장 조인트 시험(12년 모니터링)에서 프리캐스트 콘크리트 단면의 중성 경화 실리콘 실런트는 접착 실패나 응집 균열이 나타나지 않은 반면 경쟁 MS 폴리머 실런트는 경화 및 이동 조절 능력 상실로 인해 8년차에 교체해야 했습니다.
프라이머 없이 접착할 수 있어 인건비와 재료비가 대폭 절감됩니다. 아래는 기술적인 비교입니다. 다중 표면 실리콘 접착 상업용 등급 중성 경화 제형을 사용합니다(ASTM C920, 클래스 25, 등급 NS 충족). 값은 타사 실험실 보고서를 기반으로 합니다(n=기질당 샘플 30개).
| 기판 | 표면 에너지(다인/cm) | 랩 전단 강도(MPa) | 실패 모드 | 프라이머 추천? |
|---|---|---|---|---|
| 알루미늄(6061, 마모됨) | 840 (마모 후) | 1.82 | 80% 응집력 | 아니요 |
| 스테인레스 스틸 304 | 700-1100 | 1.65 | 70% 응집력 | 수중 서비스의 경우 선택 사항 |
| uPVC 프로필 | 38 (받은대로) | 1.28 | 접착력 95%(프라이머리스 사용 가능) | 아니요 |
| 유연한 PVC(쇼어 A 75) | 34 (청소 후) | 0.95 | 혼합 접착제/응집성 | 예 – 실란 프라이머 |
| 콘크리트(4000psi, 가벼운 폭발) | 100-150(가변) | 1.45 | 50% 콘크리트 찢김 | 아니요 for dry service; Yes for hydrostatic conditions |
| 폴리카보네이트 | 45 | 1.10 | 접착제(프라이머는 1.6 MPa로 향상됨) | 예, 스트레스가 많은 애플리케이션의 경우 |
적절한 기술은 실런트 화학만큼 중요합니다. 금속, 플라스틱 및 콘크리트 인터페이스에서 일관된 결과를 얻으려면 다음 순서를 따르십시오.
일반적인 3개 기판 조인트: 중성 경화 실리콘은 금속, PVC 및 콘크리트 사이의 차등적 움직임을 수용합니다.
결속력 프라이머 없이 접착 고급 중성 경화 실리콘을 일반 등급 실리콘과 차별화합니다. 프라이머리스 접착력은 다음에 의존합니다.
그러나 프라이머리스 접착에는 실질적인 한계가 있습니다. 지속적인 물 침지(정수압 >10kPa), 극심한 알칼리성(신선한 콘크리트 pH>13) 또는 고온 사이클링(>80°C)으로 인해 별도의 실란 프라이머를 사용하는 것이 타당할 때가 많습니다. 프라이머는 이러한 공격적인 환경에서 결합 강도를 20-50% 향상시킵니다.
신뢰할 수 있는 수명 데이터는 혼합 기판에 중성 경화 실리콘을 사용하는 것을 뒷받침합니다. 3,200개의 외관 조인트(유럽, 기후대 Cfb)에 대한 5년간의 연구에서 중성 경화 실리콘과 하이브리드 폴리머 실런트를 비교했습니다.
| 매개변수 | 중성 경화 실리콘 | MS 폴리머(하이브리드) |
|---|---|---|
| QUV(ASTM G154) 2000시간 후 접착력 손실 | 아니요ne (100% cohesive) | PVC 접착 불량 15% |
| 5000시간 후 모듈러스 변화(23°C~70°C 주기) | 8% | 42% (경화) |
| 수분 흡수(7일 침지, % 체중 증가) | 0.6% | 2.8% (부풀어오르는 현상이 관찰됨) |
| 콘크리트 adhesion after 50 freeze-thaw cycles (ASTM C1242) | 1.4MPa(100% 콘크리트 파괴) | 0.6MPa(접착불량) |
중성 경화 실리콘으로 밀봉된 15년 된 주차장 확장 조인트(콘크리트-콘크리트 및 콘크리트-강철)를 현장 검사한 결과 조인트의 92%에서 눈에 띄는 균열이나 분리가 없는 것으로 나타났습니다. 폴리우레탄을 사용하는 동일한 시설은 경화 및 이동 능력 상실로 인해 9년차에 교체가 필요했습니다.
예 – 프리미엄 등급 중성 경화 실리콘은 다중 기판용으로 제조되었습니다. 프라이머 없이 접착 적절하게 준비된 알루미늄, uPVC 및 건전한 콘크리트 위에. 유연한 PVC 또는 지속적으로 침수되는 용도의 경우 실란 프라이머를 사용하면 신뢰성이 크게 향상됩니다. 본격적인 적용 전에 항상 현장 접착 테스트(ASTM C1521)를 통해 확인하십시오.
중성 경화 실리콘 실런트는 조인트 디자인이 올바르고 표면이 연마적으로 청소된 경우 해안(염수 분무) 환경의 알루미늄 및 스테인레스 스틸에 15-25년을 제공합니다. 아세톡시 실리콘은 부식이 가속화되므로 연안 금속에는 권장되지 않습니다. 타사 기상 관측기 데이터에 따르면 염안개 10,000시간 후에도 물리적 특성이 90% 유지되는 것으로 나타났습니다(ASTM B117).
기계적 제거가 필수적입니다. 다이아몬드 컵 휠이나 카바이드 스크레이퍼가 포함된 진동 공구를 사용하여 오래된 실런트를 90% 제거한 후 와이어 브러싱을 수행합니다. 용제를 사용하지 마십시오. 잔류물을 더 깊게 만듭니다. 그런 다음 표면(CSP 2-3)을 연마하고 진공 상태로 만든 다음 아세톤으로 용매를 닦아냅니다. 잔여 실리콘 오염(물 방울로 표시)은 재마모가 필요합니다.
가소화된 PVC는 백금 촉매 또는 일부 주석 촉매 실리콘의 경화를 방해할 수 있는 가공 오일(프탈레이트)을 방출합니다. 중성 경화(옥심) 시스템은 덜 민감하지만 가소제 이동이 심하면 여전히 경화 속도가 느려집니다. 해결책: 도포하기 전에 PVC를 자일렌 또는 MEK로 닦거나 표면을 화염 처리하십시오(표면 광택이 사라질 때까지 짧은 프로판 화염 통과). 최소 23°C, 50% RH에서 48시간의 경화 시간을 허용합니다.
대부분의 중성 경화 실리콘은 낮은 표면 에너지와 실리콘 블리딩으로 인해 기존 라텍스 또는 알키드 페인트로 도장할 수 없습니다. 특수 실리콘 호환 페인트(실록산 또는 불소중합체 기반)가 있습니다. 최상의 결과를 얻으려면 색상 일치가 필요한 경우 도장 가능한 하이브리드 실런트를 고려하십시오. 그렇지 않은 경우 인접한 하지 색상과 직접적으로 일치하는 착색 실리콘 실런트를 선택하세요.
