тиксотропный герметик что это значит
Эта удивительная тиксотропность
Если вы когда-нибудь замешивали ведро раствора, то наверняка замечали, что пока его мешаешь, он жидкий и текучий. Но стоит только оставить его в покое на некоторое время, как он становится очень густым. Даже миксер в него уже не так-то просто погрузить. Если вывалить ведро раствора на пол, то он так и останется лежать горкой. Но если создать некоторое вибрирующее воздействие на эту кучку при помощи шпателя, то раствор охотно растекается и затекает даже в маленькие щели.
В общем, смысл понятен. В состоянии покоя тиксотропное вещество очень вязкое (иногда почти твердое), но в процессе встряхивания, разбалтывания, размешивания, перетекания и т.п., вещество резко разжижается и сохраняет свое жидкое и текучее состояние до тех пор, пока его опять не оставят в покое на какое-то время. На молекулярном уровне это объясняется непрочными межмолекулярными связями, которые легко разрушаются под воздействием внешней силы. Но как только эта сила исчезает, связи снова начинают восстанавливаться и вещество дубеет.
Для получения диоксида кремния в домашних условиях можно взять разбавленный водой канцелярский силикатный клей (который представляет собой не что иное, как раствор силиката натрия в воде) и плеснуть туда немного уксусной или лимонной кислоты. В результате реакции получается кремниевая кислота, тут же распадающаяся на воду и диоксид кремния, который и выпадает в осадок.
Именно двуоксись кремния является стабилизирующим компонентом обычных малярных и типографских красок, который придает им свойство прочно держаться даже на вертикальных поверхностях.
Промышленность выпускает эту добавку под торговым названием «Аэросил».
Другие известные вещества, обладающие тиксотропными свойствами: мед, майонез, желатиновые растворы, кетчуп (пробовали ли вы когда-нибудь вылить кетчуп из бутылочки? Вот-вот!), некоторые кремы для бритья, горчица и. все. Я больше не знаю, а вы?
Тиксотропный герметик что это значит
Тиксотропность- способность определенных субстанций уменьшать такое свойство, как вязкость. Они разжижаются под механическим воздействием и увеличивают свою вязкость, то есть сгущаются в состоянии покоя. Попробуем разъяснить, что такое тиксотропность применительно к ЛКМ.
Тиксотропной можно назвать такую краску, которая не будет давать потеков при ее практическом применении по поверхности. Кстати, производители выпускающие краски с такой способностью, обязательно помечают о ней на упаковке. Видя на банках надпись «Тиксотропная», будьте уверены, что вы приобретаете высококачественную краску, с которой не будет проблем при практическом применении по месту. Стоит отметить, что такие ЛКМ относительно дороги.
Профессионалы от ЛКМ говорят, что для оценки красок с такими свойствами даже не стоит проводить пробное окрашивание. Зачастую достаточно на взгляд оценить как краска льется из вскрытой банки. Говорят, что тиксотропные краски в момент перелива из тары в другую емкость, напоминают по своей вязкости только что скаченный мед или же жидкую сметану.
Те же профессионалы, рассуждая о густых и жидких ЛКМ, говорят, что как первые, так и вторые имеют свои недостатки и преимущества. А вот тиксотропная краска обладает свойствами как первых, так и вторых классов ЛКМ. В банке она не дает осадка как густые краски. При этом она очень удобно держится на кистях и валиках, а про то, что она не дает потеков на окрашиваемых плоскостях мы уже говорили ранее.
Ассоциативные загустители. Именно такое название получили вещества, добавляемые в краски в процессе производства для получения свойства тиксотропности. К примеру, при производстве алкидных эмалей используют тиксотропные лаки. При добавлении в ЛКМ таких загустителей, в красках образуются временные связи меж их частицами связующего. Они существуют в покое, а в случае механических воздействий они необратимо разрушаются.
Кстати, если опять же обратиться к опыту мастеров от ЛКМ, то справедливо их утверждение, что такие краски не всегда хороши, если нужно создать глянцевые или полуглянцевые поверхности. В этом случае подходят краски с хорошей растекаемостью.
Заканчивая описание такого явления как тиксотропия, следует указать на то, что не стоит путать его с псевдопластичностью. Псевдопластичные жидкости уменьшают свою вязкость в момент увеличения напряжения сдвига. В свою очередь, жидкости, склонные к тиксотропии, свою вязкость теряют с течением времени и в постоянном напряжении сдвига.
Тиксотропный герметик на основе низкомолекулярного силоксанового каучука
Владельцы патента RU 2624296:
Изобретение относится к герметизирующим композициям, а именно к составу тиксотропного герметика с нейтральной системой вулканизации, эластомер которого выдерживает воздействие высоких температур в течение длительного времени и может быть использован в автомобильной, нефтеперерабатывающей и строительной отрасли, в коммунальном хозяйстве. Герметик обладает хорошей экструзией и не содержит абразивных наполнителей.
Известен герметик на основе низкомолекулярного силоксанового каучука с нейтральной системой вулканизации (патент РФ №2249027 С1, МПК 7 C09K 3/10, C08L 83/04, C08K 3/34б. от 27.03.2005, бюл. №9, содержащий в составе следующие компоненты, мас. ч.:
Низкомолекулярный силоксановый каучук | 100 |
Оксид цинка | 5-30 |
Кварц молотый пылевидный | 40-180 |
Этилсиликат | 1-3 |
Диэтиламинометилтриэтоксисилан | 1-3 |
Недостатком является низкое относительное удлинение эластомера (низкая эластичность), излишне высокая твердость и низкая термостойкость эластомера. Герметик вызывает повышенный абразивный износ фасовочного оборудования из-за присутствия кварца.
Известен герметик на основе низкомолекулярного силоксанового каучука с ацетатной (кислотной) системой вулканизации (патент RU №2434038С1. МПК C09K 3/10, C08L 83/04, C08K 3/22. 20.11.2011, бюл. №32), содержащий в составе следующие компоненты, мас.ч:
Низкомолекулярный силоксановый каучук | 100 |
кварц молотый пылевидный | 200-300 |
поликупрумфосфорсилоксан | 0-0,5 |
оксид железа | 0-5 |
полидиметилсилоксановая жидкость | 35-60 |
аэросил | 10-15 |
метилтриацетоксисилан | 4,5-11,2 |
дибутилоловадилаурат | 0,46-0,65 |
Недостатком состава герметика является наличие и высокое наполнение абразивного кварца, существенно увеличивающего износ фасовочного оборудования, высокая твердость эластомера.
Наиболее близким по назначению и составу компонентов является тиксотропный герметик на основе низкомолекулярного силоксанового каучука с нейтральной системой вулканизации (патент RU №2307858 С1, МПК C09K 3/10, C08L 83/04. 10.10.2007, бюл. №28) со следующим составом компонентов, мас. ч.:
Низкомолекулярный силоксановый каучук | 100 |
полидиметилсилоксановая жидкость | 15-33 |
Этилсиликат | 2,5-6,3 |
Диэтиламинометилтриэтоксисилан | 2,17-5,8 |
Кварц молотый пылевидный | 0-60 |
Оксид цинка | 0-5 |
Микрокальцит | 10-20 |
Микротальк | 0-20 |
Технический углерод | 0-25 |
Сажа белая | 0-25 |
Аэросил | 1-6 |
Вспученный перлитовый песок | 0-10 |
Минеральный краситель, железо окисный красный | 0-5 |
Данное изобретение принято за прототип.
Недостатком герметика является быстрое термостарение эластомера (падение прочности эластомера после длительного воздействия высокой температуры), а также наличие в составе герметика абразивных наполнителей (кварц, перлитовый песок, сажа белая, оксид цинка), существенно увеличивающих износ фасовочного оборудования и низкие экструзионные способности герметика.
Задачей заявляемого изобретения является создание состава тиксотропного герметика с нейтральной системой вулканизации, обладающего повышенной стойкостью эластомера к длительному воздействию высоких температур (термостарению), хорошей экструзионной способностью герметика и низким абразивным воздействием его на проточную часть фасовочного оборудования.
Низкомолекулярный силоксановый каучук | 100 |
Полиметисилоксановая жидкость (ПМС) | 19-30 |
Микротальксо средним размером частиц 3,5 мкм | 50-80 |
Микробарийсо средним размером частиц 1,5 мкм | 40-80 |
Колеровочнаяпаста«Palizh» ПОЛИМЕР «О» | 10-12 |
Диэтиламинометилтриэтоксисилан | 4,3-4,6 |
Этилсиликат | 5,0-5,1 |
Для проверки соответствия заявленного изобретения условию «изобретательский уровень» заявитель провел дополнительный поиск известных решений, совпадающих с отличительными от прототипа признаками в заявленной композиции. Результаты поиска показали, что из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение технического результата, а также заявленным изобретением не предусматриваются следующие преобразования:
— замена какой-либо части известного средства другой известной частью для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно такой замены;
— описываемое изобретение не основано на изменении количественного признака. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «изобретательский уровень».
В состав заявляемого тиксотропного герметика входят следующие материалы:
— низкомолекулярный силоксановый каучук СКТН-Д, ГОСТ 13835-73, ТУ 229400200152000-96 или силопрен Е18;
— этилсиликат 32, ГОСТ 26371-84, ТУ 6.02-895-86;
— диэтиламинометилтриэтоксисилан (АДЭ-3), ТУ 6.02-573-87;
— полиметилсилоксановая жидкость (ПМС-200, ПМС-350), ГОСТ 13032-77;
— микротальк, «Митал-01-96/99», серия «Супер», ТУ 5727-001-40705684-2001;
— микробарий, «Мибари-01-96/98», серия «Супер», ТУ 1769-002-40705684-2001;
— колеровочная паста «Palizh» ПОЛИМЕР «О», ТУ 2463-010-49630959-05.
Примеры составов герметика, предлагаемых в заявке, приведены в таблице 1.
— предел прочности эластомера при испытании образцов на растяжение определялся с помощью разрывной машины в соответствии с ГОСТ 21751-76;
— твердость эластомера по Шору А определялась по ГОСТ 263-75;
— максимальное относительное удлинение эластомера при разрыве образца определялось по ГОСТ 21751-76;
— время начала и завершения вулканизации герметика, его тиксотропность определялись по ТУ 2513-016-58646534-2-14;
— стойкость эластомера к термостарению определялась временем воздействия температуры 300°С, по истечении которого прочность эластомера составляла 60% от первоначального значения.
— оценка абразивного воздействия герметика на материалы проводилась на 4- шариковой машине ЧМТ-1 по ГОСТ 9490-75.
— экструзия герметика оценивалась по расходу герметика продавливаемого поршнем через калиброванное сопло диаметром 3 мм под давлением 6 атм.
Сравнение результатов испытания на термостарение показало, что стойкость эластомера к термостарению на основе заявляемого состава герметика (примеры 1, 4, 5) превышает в 2,8-3,4 раза стойкость эластомеров, полученных по прототипу.
Другие наполнители заявленного состава в большей степени влияют на физико-механические показатели герметика и его эластомера. Указанный диапазон изменения количества микроталька с размером частиц 3.5 мкм и микробария с размером частиц 1,5 мкм отвечает оптимальным условиям, при которых герметик является тиксотропным, не течет после нанесения на вертикальную металлическую пластину и обладает улучшенными физико-механическими показателями. Любые отклонения в количестве указанных наполнителей приводят к изменению реологии герметика. Герметик становится либо растекающимся и не отвечающим заявленным эксплуатационным свойствам, либо излишне вязким, что приводит к снижению его экструзионной способности и производительности фасовочного и дозирующего оборудования. При этом дисперсионный состав частиц наполнителей, форма частиц, максимальный и средний размер частиц влияют на экструзию герметика. Экструзия тиксотропной смеси заявляемого состава герметика (примеры 1, 4, 5) продавливаемого через калиброванное сопло 0 3 мм в 2-21 раз больше, чем у прототипа.
Микротальк с размером частиц 3,5 мкм относится к наполнителям с низкой плотностью и чешуйчатым строением частиц. Увеличение количества Микроталька до 90 мас.ч. и одновременное уменьшение микробария приводит к увеличению вязкости и уменьшению экструзии, что снижает производительность оборудования. Уменьшение количества микроталька до 40 мас. ч. и одновременное увеличение количества микробария снижает вязкость герметика, делает его растекающимся и не отвечающим заявленным свойствам. Микробарий с размером частиц 1,5 мкм является наполнителем, влияющим на экструзию герметика из-за большой плотности. Увеличение его количества до 90 мас. ч. в дополнение к уменьшению количеству микроталька снижает вязкость герметика и делает его растекающимся. Уменьшение количества микробария до 30 мас. ч. при одновременном увеличении микроталька делает герметик излишне вязким, что снижает экструзию и производительность оборудования. С точки зрения абразивного износа оба наполнителя в предлагаемом составе относятся к не абразивным наполнителям. Поэтому замена абразивных наполнителей (кварц и др.) на неабразивные (мибарий и микротальк) приводит к снижению абразивного износа деталей проточной части оборудования. Абразивный износ стандартных шариков при воздействии на них предлагаемым составом герметика (примеры 1, 4, 5) в 3,2-3,9 раз меньше, чем у прототипа.
Таким образом, из примеров конкретного исполнения следует, что созданный герметик на основе низкомолекулярного силоксанового каучука обладает повышенной стойкостью эластомера к термостарению, хорошей экструзионной способностью и низким абразивным воздействием на проточную часть фасовочного и дозирующего оборудования.
Изложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявляемого изобретения следующей совокупности условий:
— средство, воплощающее заявленную композицию при его осуществлении, предназначено для использования в различных отраслях промышленности, а именно: в автомобильной и нефтеперерабатывающей отрасли, в коммунальном хозяйстве, в строительной отрасли и других отраслях;
— заявленная композиция обеспечивает достижение усматриваемого заявителем технического результата, а именно: повышение стойкости эластомера к термостарению, снижение абразивного воздействия герметика на детали проточной части оборудования и улучшение его экструзионной способности;
— для заявленного тиксотропного герметика в том виде, как композиция охарактеризована в независимом пункте изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность ее получения с помощью описанных в примеров. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «Промышленная применимость».
Тиксотропный герметик на основе низкомолекулярного силоксанового каучука, содержащий низкомолекулярный силоксановый каучук, вулканизующую систему из этилсиликата и диэтиламинометилтриэтоксисилана, полиметилсилоксановую жидкость и наполнители, отличающийся тем, что в качестве наполнителей он содержит колеровочную пасту «Palizh» ПОЛИМЕР « О», микробарий со средним размером частиц 1,5 мкм, а микротальк со средним размером частиц 3,5 мкм при следующем составе компонентов, мас. ч.:
Тиксотропные смеси
С развитием строительной отрасли, развивается и лакокрасочная промышленность. Ученые-химики постоянно работают над изобретением новых лакокрасочных материалов с улучшенными свойствами. На рынке ЛКМ постоянно появляются новинки, благодаря которым открываются новые возможности в строительном и ремонтном деле. Так, относительно до недавнего времени все строительные и ремонтные работы велись только в определенных условиях влажности и в очень небольших температурных пределах. Однако, уже сегодня существует множество технологий и веществ, которые позволяют вести разного рода работы даже в условиях лютого холода или знойной жары. Это касается как лакокрасочных материалов, так и строительных. Например, бетон для заливки фундамента или плитки нельзя использовать, если температура воздуха снижается ниже определенного предела, так как это чревато тем, что вода, которую добавляют для приготовления раствора, может замерзнуть и бетон застынет не правильно, что в дальнейшем будет влиять на его качество, а также прочность конструкции. Однако, при добавлении некоторых химических материалов и использовании правильной технологии становится возможным применять бетон во время строительства при более низких температурах. Поэтому, современные дома могут возводиться круглый год, тем самым значительно сокращая сроки строительства и внутренней отделки.
Ниже представлено видео с наглядным примером как применяется тиксотропная смесь.
Характеристики лакокрасочных и строительных материалов
Каждый материал, применяемый во время ремонта или строительства, обладает своими специфическими свойствами, которые определяют область его применения. Например, раствором, предназначенным для горизонтальных поверхностей, будет сложно покрыть вертикальную стену, и виной тому свойства. Таким образом, при выборе материалов для ремонта и строительства, необходимо обращать внимание на следующие характеристики:
Таким образом, тиксотропные смеси отлично подходят для нанесения вертикальных, наклонных и потолочных поверхностей. Благодаря своим свойствам, они не растекаются, не образовывают подтеков, в связи с чем, их можно наносить без опалубки. Учитывая все вышеперечисленное, можно сказать, что работа со смесями тиксотропного типа простая и удобная.
Есть несколько способов нанесения тиксотропных смесей. Как и любые другие материалы, их можно наносить как вручную, так и механизированным методом. Если тиксотропные смеси наносятся на поверхности вручную, то применяются следующие материалы:
При нанесении механизированным способом используются штукатурные станции, а также методы сухого или мокрого торкретирования.
Тиксотропные свойства
Как уже было выяснено, любые материалы с тиксотропными свойствами под механическим воздействием из гелеобразного или густого состояния превращаются в жидкие. После прекращения на них механического воздействия есть некоторый промежуток времени, когда тиксотропные материалы остаются в жидком состоянии. Это обусловлено предельным значением сдвига, которое вызывает переход тиксотропных материалов из густого состояния во временно текучее. Чтобы сохранить какое-то время текучее состояние данных материалов, необходимо постоянно поддерживать это максимальное значение сдвига. В это время их необходимо успеть нанести на поверхность, иначе по окончанию механического воздействия и истечению времени, когда материалы жидкие, они приобретает свое первоначальное состояние.
Тиксотропные свойства напрямую зависят от качественного и количественного состава дисперсной фазы вещества. Таким образом, на тиксотропность материала влияют следующие параметры:
Тиксотропные материалы
Тиксотропные свойства, как правило, присущи консистентным смазкам, лакам, краскам, различным растворам и смесям, а также некоторым пищевым продуктам (например, желатин или крахмал).
Если говорить о лакокрасочных материалах, то, по мнению специалистов, краски и лаки с тиксотропными свойствами всегда высококачественные, с ними достаточно легко работать, а кроме того, такие ЛКМ не нуждаются в пробном окрашивании достаточно обратить внимание на то, как краска льется из банки. По мнению специалистов, тиксотропная краска из банки в другую емкость должна переливаться как только что скаченный свежий мед густой и плавной струей.
Также в отличие от просто густых лакокрасочных материалов, тиксотропные лаки и краски не дают осадок в банке. Благодаря своим тиксотропным свойствам, такие лаки и краски отлично держатся на инструментах для окрашивания поверхностей (кисточках и валиках), а также не оставляют подтеков, о чем уже шла речь ранее.
Учитывая все вышесказанное, тиксотропные лакокрасочные материалы имеют преимущество перед теми ЛКМ, у которых данные свойства отсутствуют.
Ниже представлена таблица с с войства основных тиксотропных добавок, применяемых в лакокрасочных материалах.
А-380
удельная поверхность
175+/-25м 2 /г
Удельная поверхность
300 30 м 2/ г
Удельная поверхность
380+/-40 м 2/ г
Нередко тиксотропные свойства путают с псевдопластичностью. Несмотря на то, что свойства вроде похожи, на самом деле они принципиально разные. Так, псевдопластичность обусловлена потерей вязкости веществом при временном напряжении сдвига, в то время как тиксотропность позволяет веществу потерять вязкость через некоторый временной промежуток при постоянном воздействии на него.
Тиксотропный герметик что это значит
Понятие «тиксотропия» нельзя назвать повседневным. Это, скорее, что-то из области науки. Но, тем не менее, тиксотропия, как и многие другие сложнозвучащие явления, окружает нас повсюду. Первое (а иногда и последнее), что придёт на память – это краска, которая должна обладать достаточной тиксотропией, чтобы не стекать по стенам после нанесения. Ну и всё… пока.
Итак, тиксотропия, как мы уже знаем – это увеличение вязкости жидкости, не испытывающей механического воздействия. Строго говоря, это способность дисперсной системы (жидкость + измельчённая твердая фаза) восстанавливать предел текучести после прекращения механического воздействия. За сухим определением скрывается много интересного. Из определения видно, что тиксотропия – это не способность жидкости затвердевать, а скорее способность пластичных тел становиться жидкими.
Самые распространённые тиксотропные системы, встречающиеся в природе – это вода + глина.
Вы и сами можете провести несложный опыт – размешайте глину с водой 1:1 и вы получите массу, которая будет загустевать со временем, однако, после интенсивного перемешивания, снова станет такой же, как жидкая сметана. Дело в том, что частички глины в воде при превышении определённой концентрации начинают взаимодействовать между собой и образовывать связи. Связи эти непрочные и рвутся легко (перемешиванием или встряхиванием), но именно они и определяют возросшую вязкость системы.
Итак, чтобы сделать жидкость тиксотропной, в неё надо добавить так называемые «реологические добавки» – обычно это каолин или глина. Добавки вносят в те жидкости, которые должны быть густыми, но перегонять их по трубам или наносить на поверхность удобнее в жидком виде. Например, раствор бетона – это тоже тиксотропная система. Если бетономешалка не будет вращаться, то через пару часов начнётся «схватывание» бетона и чтобы её очистить надо будет поработать ломом. А вот когда мы этот бетон заливаем в фундамент – тут уж лучше, чтобы он был густым. Так же явление тиксотропии используется в типографиях и многих производствах.
Тиксотропия в природе
Есть определённые «оползнеопасные» пропорции воды, песка, земли и глины. При них получается наиболее опасная смесь – твёрдая поверхность, которая при вибрации наиболее сильно теряет вязкость. Геологи и мелиораторы знают толк в этом деле и могут спрогнозировать сейсмическую опасность того или иного участка земли, взяв несколько проб с разной глубины. И всё это с помощью измерения тиксотропии полученных проб.
Наверняка каждый читатель сам может вспомнить множество явлений, происходящих по такому же принципу, когда при вибрации что-то твёрдое вдруг течёт или густая паста при перемешивании становится жидкостью, просто не все знали имя этого явления…
Ответ на вопрос «А как же кетчуп?».
В повседневной жизни мы даже не задумываясь учитываем тиксотропные свойства кетчупа, встряхивая перед употреблением бутылочку с томатным соусом.