Když a PTFE vysokoteplotní lepicí páska se používá v horkém prostředí – řekněme 200 °C po dobu týdnů nebo měsíců – silikonové lepidlo citlivé na tlak (PSA) se může změnit. Síla odlupování může stoupat, klesat nebo přenášet zbytky. Koheze se může zvýšit (křehkost) nebo snížit (selhání soudržnosti).
Ne všechny silikonové PSA se chovají stejně. Rozdíly spočívají ve složení polymeru (methyl vs. methylfenyl), mechanismu síťování (peroxid vs. adiční vytvrzování) a poměru pryskyřice MQ ke kaučuku.
Aokai PTFE používá v našich páskách více druhů silikonu PSA. Tato příručka vysvětluje, co se stane s pevností v odlupování a soudržností po vysokoteplotním stárnutí pro každý druh a jak vybrat ten správný pro vaši aplikaci.
Co se stane se silikonovým PSA za tepla – dva režimy selhání
Při stárnutí při vysoké teplotě (200-250 °C) mohou silikonové PSA projít dvěma protichůdnými změnami:
1. Dodatečné zesítění (vede ke křehkosti)
Nezreagované funkční skupiny pokračují v reakci a zvyšují hustotu síťování. Počáteční pevnost v odlupování se může dočasně zvýšit a poté prudce klesnout, protože lepidlo bude příliš tuhé. Zdá se, že se statická pevnost ve smyku zvyšuje, ale zhoršuje se přídržná síla a odolnost proti nárazu. Lepicí film ztvrdne a praskne.
2. Degradace páteře (vede ke ztrátě slupky a zbytkům)
Polydimethylsiloxanový hlavní řetězec podléhá cyklizaci a štěpení řetězce. Síla odlupování neustále klesá. Lepidlo se může přenést na substrát (zbytky) nebo selhat. To je běžné u nízkokvalitních methylsilikonových PSA.
Klíčové modulační parametry:
Obsah fenylu (vyšší = lepší tepelná odolnost)
Hustota síťování a typ vytvrzování (adiční vytvrzování vs. vytvrzování peroxidem)
Poměr pryskyřice MQ k silikonové pryži
Klasifikace podle chemické struktury
1. Standardní polydimethylsiloxan (silikon PSA methylového typu)
Zachování odlupování po stárnutí (200-250°C): Síla odlupování nejprve mírně stoupá, poté klesá. Po 7 dnech při 250 °C je retence slupky pouze 50-70 % . Výkon klesá rychleji při vyšších teplotách. Degradace pochází z cyklizace dimethylsiloxanového hlavního řetězce.
Stabilita koheze: Verze vytvrzené peroxidem (např. KR-101) mají zbytkové iniciátory, které způsobují nekontrolované následné vytvrzování – lepidlo tvrdne a křehne. Počáteční pevnost ve smyku se zlepšuje, ale přídržná síla klesá a dochází k porušení soudržnosti vlivem tepla. Adičně vytvrzené verze jsou o něco lepší, ale stále jsou omezeny špatnou vlastní tepelnou odolností dimethylové páteře.
Retence slupky po stárnutí: Fenylové postranní řetězce narušují pravidelné balení dimethylových segmentů a potlačují degradaci cyklizace. Po 7 dnech při 250 °C retence pevnosti v odlupování přesahuje 85 % . Formulace s vysokým obsahem fenylů si udržují stabilní odlupovací vlastnosti i při 260-288 °C.
Stabilita soudržnosti: Výborná. Pevnost ve smyku se mění minimálně; udržení výkonu přesahuje 80 %. Lepicí vrstva zůstává dlouhodobě pružná bez zkřehnutí nebo zbytků. Adičně vytvrzované druhy s vysokým obsahem fenylů jsou prvotřídní tepelně stabilní silikon PSA.
3. Speciální speciální třídy s vysokým a nízkým odlupováním
Třídy s vysokým odlupováním (např. Dow 7385, typická odlupování >10N/25mm): Vysoká náplň pryskyřice MQ poskytuje vynikající počáteční lepivost a pevnost při odlupování, ale za cenu tepelné odolnosti a stability soudržnosti. Po stárnutí vykazují větší pokles slupky a jsou náchylné k usazování v důsledku tepelného rozkladu pryskyřice. Používejte pouze pro občasné nízkoteplotní aplikace.
Třídy ochranného filmu s nízkou odlupovací schopností a vysokou soudržností: Vysoká hustota zesítění poskytuje stabilní výkon při odlupování a vynikající stabilitu při stárnutí, ale nízkou počáteční lepivost. Po stárnutí zůstávají soudržné, ale ztvrdnou, což snižuje přizpůsobivost drsným povrchům.
Mechanismus síťování – peroxid vs. adiční vytvrzování (stejná methylová báze)
I se stejným methyl polymerem způsob vytvrzování dramaticky mění chování při stárnutí.
1. Peroxidem vytvrzený (konvenční raná generace)
Zbytkový peroxid spouští nekontrolované dodatečné zesítění během vysokoteplotního stárnutí.
Pevnost odlupování zpočátku stoupá, pak prudce klesá.
Soudržnost dočasně stoupá, následuje zkřehnutí a výpadek napájení.
Konzistence stárnutí mezi jednotlivými šaržemi je špatná.
2. Adičně vytvrzené (hydrosilylační vytvrzování)
Cure nevytváří žádné vedlejší produkty; síť crosslink je přesně ovladatelná.
Změny vlastností po stárnutí následují předvídatelný lineární trend.
Mnohem lepší retence odlupování a stabilita soudržnosti ve srovnání s peroxidovými formulacemi.
Pokyny pro výběr třídy
Servisní stav
Doporučený stupeň
Proč
Trvale vysoká teplota (>200°C), stabilní odlupování, nulové zbytky
Adičně vytvrzený, vysoký fenyl (např. Dow 7388, Q2-7406)
> 85 % zadržování kůry, žádné křehnutí, > 80 % zadržování síly
Přerušované krátkodobé vysoké teplo, citlivé na náklady
Standardní methylový typ, adičně vytvrzený, vytvrzený po vypálení (např. 7657)
Přijatelné, ale očekávejte určitou degradaci odlupování a možné zkřehnutí během dlouhých cyklů
Potřebná velmi vysoká počáteční kůra, pouze nízká teplota
Vysoce peelingová methylová kvalita
Ne pro trvalé vysoké teplo; očekávejte zbytky po stárnutí
Ochranný film, vysoká soudržnost, nízká lepivost
Vysoce zesíťovaný, s nízkým odlupováním
Vynikající stabilita při stárnutí, ale vytvrzená a méně přizpůsobivá
Doporučení Aokai PTFE : Pro jakoukoli PTFE pásku, která vydrží teploty nad 200 °C, specifikujte adičně vytvrzený methylfenyl silikon PSA. Počáteční náklady jsou vyšší, ale zabraňují poruchám na poli způsobeným zbytky lepidla nebo ztrátou spoje.
Shrnutí – Shoda silikonové třídy PSA s tepelnou poptávkou
Silikon PSA methylového typu (zejména vytvrzovaný peroxidem) je vhodný pouze pro občasné nebo nízkoteplotní použití. Po 7 dnech při 250°C očekávejte 30-50% ztrátu slupky a možné zkřehnutí.
Methylfenyl (high-phenyl) silikon PSA si po stejném stárnutí zachovává >85% pevnost v odlupování a pružnou soudržnost. Je to volba pro nepřetržitý provoz 200-250°C.
Velmi záleží na mechanismu síťování: adiční vytvrzování (hydrosilylace) je mnohem stabilnější než vytvrzování peroxidem.
Vysoce odlupovací třídy vyměňují stabilitu proti stárnutí za počáteční lepivost – vyhněte se jim v horkých aplikacích.
Pro náročné vysokoteplotní lepení používá Aokai PTFE adičně vytvrzené methylfenyl silikonové PSA. Na požádání můžeme poskytnout údaje o zachování slupky po 1000 h při 250 °C.
