Wanneer een PTFE-kleefband voor hoge temperaturen wordt gebruikt in een warme omgeving (bijvoorbeeld 200 °C gedurende weken of maanden). De drukgevoelige siliconenlijm (PSA) kan veranderen. De afpelsterkte kan stijgen, dalen of resten overbrengen. De cohesie kan toenemen (brosheid) of afnemen (cohesief falen).
Niet alle siliconen-PSA's gedragen zich hetzelfde. De verschillen komen neer op de polymeersamenstelling (methyl versus methylfenyl), het verknopingsmechanisme (peroxide versus additie-uitharding) en de verhouding van MQ-hars tot rubber.
Aokai PTFE gebruikt meerdere siliconen PSA-kwaliteiten in onze tapes. In deze gids wordt voor elke kwaliteit uitgelegd wat er gebeurt met de afpelsterkte en cohesie na veroudering bij hoge temperatuur, en hoe u de juiste voor uw toepassing kunt selecteren.
Wat er gebeurt met siliconen-PSA onder hitte – twee faalwijzen
Bij veroudering bij hoge temperaturen (200-250°C) kunnen siliconen-PSA's twee tegengestelde veranderingen ondergaan:
1. Post-crosslinking (leidt tot broosheid)
Niet-gereageerde functionele groepen blijven reageren, waardoor de verknopingsdichtheid toeneemt. De aanvankelijke afpelsterkte kan tijdelijk stijgen en vervolgens scherp afnemen als de lijm te stijf wordt. De statische schuifsterkte lijkt toe te nemen, maar de houdkracht en slagvastheid verslechteren. De kleeffilm wordt hard en scheurt.
2. Degradatie van de ruggengraat (leidt tot schilverlies en residu)
De polydimethylsiloxaanskelet ondergaat cyclisatie en ketensplitsing. De schilsterkte neemt voortdurend af. De lijm kan overgaan naar het substraat (residu) of cohesief falen. Dit komt vaak voor bij laagwaardige methylsiliconen-PSA's.
Belangrijkste modulerende parameters:
Fenylgehalte (hoger = betere hittebestendigheid)
Crosslink-dichtheid en uithardingstype (additie-uitharding vs. peroxide-uitharding)
Verhouding MQ-hars tot siliconenrubber
Rangclassificaties op basis van chemische structuur
1. Standaard polydimethylsiloxaan (siliconen-PSA van het methyltype)
Afpelbehoud na veroudering (200-250°C): De afpelsterkte neemt eerst licht toe en neemt vervolgens af. Na 7 dagen bij 250°C is de schilretentie slechts 50-70% . De prestaties nemen sneller af bij hogere temperaturen. Afbraak vindt plaats door cyclisatie van de dimethylsiloxaanskelet.
Cohesiestabiliteit: Peroxide-uitgeharde versies (bijv. KR-101) hebben resterende initiatoren die ongecontroleerde na-uitharding veroorzaken – de lijm hardt uit en wordt bros. De initiële schuifsterkte verbetert, maar het houdvermogen neemt af en er treedt cohesiebreuk op onder hitte. Door additie uitgeharde versies zijn iets beter, maar worden nog steeds beperkt door de slechte inherente hittebestendigheid van de dimethylskelet.
Afpelretentie na veroudering: Fenylzijketens verstoren de reguliere pakking van dimethylsegmenten en onderdrukken de afbraak van cyclisatie. Na 7 dagen bij 250°C bedraagt het behoud van de afpelsterkte meer dan 85% . Formuleringen met een hoog fenylgehalte behouden stabiele afpeleigenschappen, zelfs bij 260-288°C.
Cohesiestabiliteit: uitstekend. De schuifsterkte verandert minimaal; het behoud van de houdkracht bedraagt meer dan 80%. De lijmlaag blijft langdurig flexibel zonder verbrossing of residu. Additie-uitgeharde hoge-fenylkwaliteiten zijn de premium thermisch stabiele siliconen PSA.
3. Speciale kwaliteiten met hoge en lage schil
Hoge afpelkwaliteiten (bijv. Dow 7385, typische afpelling >10N/25 mm): Hoge MQ-harsbelasting geeft uitstekende initiële kleef- en afpelsterkte, maar gaat ten koste van hittebestendigheid en cohesiestabiliteit. Ze laten na veroudering een grotere afbladdering zien en zijn gevoelig voor residu als gevolg van thermische ontleding van de hars. Alleen gebruiken voor intermitterende toepassingen bij lage temperaturen.
Beschermende filmkwaliteiten met lage afpelling en hoge cohesie: Hoge verknopingsdichtheid zorgt voor stabiele afpelprestaties en uitstekende verouderingsstabiliteit, maar een lage initiële kleefkracht. Na veroudering blijven ze samenhangend, maar worden ze gehard, waardoor de vervormbaarheid aan ruwe oppervlakken afneemt.
Verknopingsmechanisme – peroxide vs. additie-uitharding (dezelfde methylbase)
Zelfs met hetzelfde methylpolymeer verandert de uithardingsmethode het verouderingsgedrag dramatisch.
1. Met peroxide uitgehard (conventionele vroege generatie)
Resterend peroxide veroorzaakt ongecontroleerde post-crosslinking tijdens veroudering bij hoge temperaturen.
De schilkracht neemt eerst toe, maar zakt dan scherp in.
De cohesie neemt tijdelijk toe, gevolgd door verbrossing en stroomuitval.
De verouderingsconsistentie van batch tot batch is slecht.
2. Additie-uitgehard (hydrosilylatie-uitharding)
Cure genereert geen bijproducten; crosslink-netwerk is nauwkeurig regelbaar.
Veranderingen in vastgoed na veroudering volgen een voorspelbare lineaire trend.
Veel betere afpelretentie en cohesiestabiliteit vergeleken met peroxideformuleringen.
Begeleiding bij rangkeuze
Serviceconditie
Aanbevolen cijfer
Waarom
Continu hoge temperatuur (>200°C), stabiele afpelling, geen residu
Door additie uitgehard, hoog-fenyl (bijv. Dow 7388, Q2-7406)
>85% behoud van de schil, geen verbrossing, >80% behoud van houdkracht
Aanvaardbaar, maar verwacht enige afbraak van de schil en mogelijke verbrossing gedurende lange cycli
Zeer hoge initiële schil nodig, alleen bij lage temperatuur
Methylkwaliteit met hoge afpelling
Niet voor continu hoge temperaturen; verwacht residu na veroudering
Beschermfolie, hoge cohesie, lage kleefkracht
Hoge crosslink-kwaliteit met lage afpelling
Uitstekende verouderingsstabiliteit, maar gehard en minder vervormbaar
Aokai PTFE-aanbeveling : Voor elke PTFE-tape die langdurige temperaturen boven 200°C kan doorstaan, specificeert u een additie-uitgeharde methylfenylsilicone PSA. De initiële kosten zijn hoger, maar voorkomen storingen in het veld veroorzaakt door lijmresten of verlies van hechting.
Samenvatting – PSA-kwaliteit van siliconen afstemmen op de thermische vraag
Methyl-type siliconen PSA (vooral peroxide-uitgehard) is alleen geschikt voor gebruik met tussenpozen of lage temperaturen. Na 7 dagen bij 250°C kunt u 30-50% afbladderverlies en mogelijke verbrossing verwachten.
Methylfenyl (hoog-fenyl) siliconen PSA behoudt >85% afpelsterkte en flexibele cohesie na dezelfde veroudering. Het is de keuze voor continu gebruik bij 200-250°C.
Het verknopingsmechanisme is van groot belang: additie-uitharding (hydrosilylatie) is veel stabieler dan peroxide-uitharding.
Harde afpellende soorten gaan ten koste van de verouderingsstabiliteit voor de initiële hechting; vermijd ze bij warme toepassingen.
Voor veeleisende verbindingen bij hoge temperaturen gebruikt Aokai PTFE additie-uitgeharde methylfenylsiliconen-PSA's. Op verzoek kunnen wij gegevens over de schilretentie na 1000 uur bij 250°C verstrekken.
