Ko a PTFE visokotemperaturni lepilni trak se uporablja v vročem okolju – na primer 200 °C več tednov ali mesecev – silikonsko lepilo, občutljivo na pritisk (PSA) se lahko spremeni. Moč luščenja se lahko poveča, zmanjša ali prenese ostanke. Kohezija se lahko poveča (krhkost) ali zmanjša (kohezivna okvara).
Vsi silikonski PSA se ne obnašajo enako. Razlike se nanašajo na sestavo polimera (metil v primerjavi z metilfenilom), mehanizem zamreženja (peroksid v primerjavi z dodatnim strjevanjem) in razmerje med smolo MQ in gumo.
Aokai PTFE uporablja več silikonskih razredov PSA v naših trakovih. Ta priročnik pojasnjuje, kaj se zgodi z močjo luščenja in kohezijo po staranju pri visoki temperaturi za vsak razred in kako izbrati pravega za vašo uporabo.
Kaj se zgodi s silikonskim PSA pod vročino – dva načina napake
Pri staranju pri visoki temperaturi (200-250 °C) lahko silikonski PSA doživita dve nasprotujoči si spremembi:
1. Naknadno zamreženje (vodi do krhkosti)
Funkcionalne skupine, ki niso reagirale, še naprej reagirajo, s čimer se poveča gostota navzkrižne povezave. Začetna moč luščenja se lahko začasno poveča, nato pa strmo pade, ko postane lepilo preveč togo. Zdi se, da se statična strižna trdnost poveča, vendar se moč držanja in odpornost na udarce poslabšata. Lepilni film postane trd in razpoka.
2. Degradacija hrbtenice (povzroči izgubo lupine in ostanke)
Polidimetilsiloksansko ogrodje je podvrženo ciklizaciji in razpadu verige. Moč luščenja nenehno pada. Lepilo se lahko prenese na podlago (ostanki) ali kohezivno odpove. To je običajno pri nizko kakovostnih metil silikonskih PSA.
Gostota zamreženja in vrsta strjevanja (adicijsko strjevanje proti strjevanju s peroksidom)
Razmerje med smolo MQ in silikonsko gumo
Klasifikacije razredov po kemijski strukturi
1. Standardni polidimetilsiloksan (silikon metilnega tipa PSA)
Zadrževanje luščenja po staranju (200-250 °C): Moč luščenja se sprva nekoliko poveča, nato pa upade. Po 7 dneh pri 250 °C je zadrževanje lupine le 50-70 % . Zmogljivost pri višjih temperaturah pada hitreje. Razgradnja nastane zaradi ciklizacije dimetil siloksanskega ogrodja.
Kohezijska stabilnost: Različice, utrjene s peroksidom (npr. KR-101), imajo ostanke iniciatorjev, ki povzročajo nenadzorovano naknadno strjevanje – lepilo se strdi in postane krhko. Začetna strižna trdnost se izboljša, vendar moč zadrževanja pade in pod vročino pride do kohezijske okvare. Dodatno utrjene različice so nekoliko boljše, a še vedno omejene zaradi slabe inherentne toplotne odpornosti dimetilnega ogrodja.
2. Metilfenil polisiloksan (razred, odporen na visoke temperature)
Zadrževanje lupine po staranju: fenilne stranske verige motijo redno pakiranje dimetilnih segmentov in zavirajo ciklizacijsko razgradnjo. Po 7 dneh pri 250 °C ohranitev luščenja preseže 85 % . Formulacije z visoko vsebnostjo fenila ohranjajo stabilne lastnosti lupljenja tudi pri 260-288 °C.
Kohezijska stabilnost: Odlična. Strižna trdnost se minimalno spreminja; zadrževanje moči presega 80 %. Lepilna plast ostane dolgoročno prožna brez krhkosti ali ostankov. Dodatno utrjeni razredi z visoko vsebnostjo fenila so vrhunski toplotno stabilni silikon PSA.
3. Posebni razredi po meri z visokim in nizkim luščenjem
Razredi z visokim luščenjem (npr. Dow 7385, tipično lupljenje >10N/25 mm): Visoka obremenitev s smolo MQ daje odlično začetno oprijemljivost in trdnost na lupljenje, vendar za ceno toplotne odpornosti in kohezijske stabilnosti. Kažejo večji padec lupine po staranju in so nagnjeni k ostankom zaradi toplotnega razpada smole. Uporabljajte samo za občasne aplikacije pri nizkih temperaturah.
Razredi zaščitne folije z nizko stopnjo luščenja z visoko kohezijo: Visoka gostota zamreženja zagotavlja stabilno učinkovitost lupljenja in odlično stabilnost pri staranju, vendar nizko začetno lepljivost. Po staranju ostanejo kohezivni, vendar postanejo utrjeni, kar zmanjša skladnost z grobimi površinami.
Mehanizem zamreženja – peroksid v primerjavi z adicijskim strjevanjem (ista metilna baza)
Tudi pri istem metilnem polimeru metoda utrjevanja dramatično spremeni obnašanje pri staranju.
1. Utrjeno s peroksidom (konvencionalna zgodnja generacija)
Preostali peroksid sproži nenadzorovano naknadno zamreženje med staranjem pri visoki temperaturi.
Trdnost lupljenja na začetku naraste, nato pa strmo pade.
Kohezija se začasno poveča, čemur sledi krhkost in izpad zadrževalne moči.
Konsistentnost staranja od serije do serije je slaba.
2. Dodatno utrjeno (hidrosililacijsko utrjevanje)
Cure ne ustvarja stranskih produktov; navzkrižno povezovalno omrežje je mogoče natančno nadzorovati.
Spremembe lastnine po staranju sledijo predvidljivemu linearnemu trendu.
Precej boljše zadrževanje luščenja in kohezijska stabilnost v primerjavi s peroksidnimi formulacijami.
Navodila za izbiro razreda
Pogoj storitve
Priporočena ocena
zakaj
Stalna visoka temperatura (>200°C), stabilno luščenje, nič ostankov
Dodatno strjen, z visoko vsebnostjo fenila (npr. Dow 7388, Q2-7406)
>85 % zadrževanje luščenja, brez krhkosti, >80 % zadrževanje moči
Občasna kratkotrajna visoka vročina, stroškovno občutljiva
Standardni metilni tip, dodatno utrjen, utrjen po pečenju (npr. 7657)
Sprejemljivo, vendar pričakujte nekaj degradacije luščenja in možno krhkost v dolgih ciklih
Potreben je zelo visok začetni piling, le nizka temperatura
Metilni razred visokega luščenja
Ni za stalno visoko vročino; pričakujte ostanke po staranju
Zaščitna folija, visoka kohezija, nizka oprijemljivost
Visoko zamrežen razred z nizkim luščenjem
Odlična stabilnost na staranje, vendar utrjena in manj prilagodljiva
Priporočilo Aokai PTFE : Za kateri koli PTFE trak, ki bo vzdržal trajne temperature nad 200 °C, določite dodatno strjen metilfenil silikonski PSA. Predhodni stroški so višji, vendar preprečujejo okvare na terenu, ki jih povzročijo ostanki lepila ali izguba vezi.
Povzetek – Ujemanje razreda silikona PSA s toplotnimi zahtevami
Silikon PSA metilnega tipa (zlasti utrjen s peroksidom) je primeren samo za občasno uporabo ali uporabo pri nizkih temperaturah. Po 7 dneh pri 250 °C pričakujte 30-50 % izgube luščenja in možno krhkost.
Metilfenil (z visoko vsebnostjo fenila) silikon PSA ohrani >85 % trdnosti lupljenja in prožne kohezije po enakem staranju. Je izbira za neprekinjeno delovanje pri 200-250 °C.
Mehanizem zamreženja je zelo pomemben: adicijsko strjevanje (hidrosililacija) je veliko bolj stabilno kot strjevanje s peroksidom.
Vrste z visokim luščenjem izkoriščajo stabilnost staranja za začetno lepljivost – izogibajte se jim pri vročih aplikacijah.
Za zahtevno lepljenje pri visokih temperaturah Aokai PTFE uporablja dodatno utrjene metilfenil silikonske PSA. Na zahtevo lahko zagotovimo podatke o zadrževanju lupine po 1000 urah pri 250 °C.
