Герметики в производстве стеклопакетов

Последние 2-3 года принесли резкий подъем объемов оконного производства на Украине. Вместе с ростом оконного производства растет и производство стеклопакетов, Из предмета элитарного спроса стеклопакет переместился в разряд банальных товаров доступных широкому кругу потребителей. Вместе с тем, многие тонкости стеклопакетного производства остаются в тени.

Мы надеемся, что настоящая статья будет полезна и инвестору, и техническому менеджеру - в деле принятия планов, и сотрудникам отделов комплектаций оконных производств, и, прежде всего конечному потребителю. Широко известный стеклопакет – это стеклопакет с двумя контурами герметизации.

В дальнейшем мы будем говорить о подобной конструкции. Каждый из контуров выполняет свои специфические задачи.
При формировании первичного контура используется бутиловый герметик, нанесенный на алюминиевую либо стальную рамку в расплавленном состоянии. Основу бутила составляет плавкий герметик. Температура применения около 110-120 градусов С (различные для продуктов разных производителей). Для нанесения бутилового герметика применяются различные типы бутиловых экструдеров. Подобные машины широко представлены на рынке – разных объемов, производительности и цен (10000-40000 евро). Основная функция первичного контура – обеспечение герметичности замкнутого межстекольного пространства. Обладая отличной огдезией к стеклу, алюминию, стали, а также, хорошими пластическими свойствами бутил под действием пресса заполняет все микродефекты на стекле и дистанции, соединяя конструкцию в единое целое. Необходимо заметить, что операция обрисовки стеклопакета является обязательной и одной из основных технологической операцией при сборке стеклопакетов.

Попытки сэкономить на бутиловом экструдере привело к появлению различных субститьютов: бутиловый шнур, липкие ленты либо алюминиевая дистанция с заранее нанесенном бутиловым слоем. Все эти способы имеют ограниченное применение по ряду причин:

    * низкая производительность;
    * повышенная стоимость комплектующих (бутиловый шнур, дистанция с заранее нанесенном бутиловым слоем);
    * неудовлетворительное качество готового стеклопакета (липкая лента).

Основная функция второго слоя герметизации - предание стеклопакету прочностных свойств. При этом надо помнить, что стеклопакет в процессе эксплуатации подвержен ветровым, термическим, вибрационным, и т д. воздействиям. Вторичный контур наряду с прочностными характеристиками должен обладать и эластичностью для компенсации выше указанных воздействий.

В настоящее время применяются следующие типы вторичных герметиков:

    * хотмелты;
    * полиуританы;
    * полисульфиды (тиоколы);
    * силиконы.

Технологии герметизации хотмелтами были широко распространены в Европе в 70-е начале 80-х годов прошлого столетия. Изготовленные на основе хотмелты являются однокомпонентными термореактивными составами, есть обратимо размягчающиеся под действием тепла и застывающим на холоде), к примеру, так ведет себя строительный битум. Очевидные преимущества хотмелта – недорогое, простое, машинное оформление процесса, возможность повторно использовать в производстве технологические отходы материалов, малый срок застывания нанесенного герметика (измеряется минутами).

Для нанесения хотмелтов используются хотмелт экструдеры представляющие собой нагреваемую до 170-190 ‛С нагреваемую емкость, из которой по термоизолируемому трубопроводу подается расплав хотмелта (5000-15000 евро). Хотмелты выпускаются упаковками от 1,5 до 50 килограмм, предназначенные под различные машины. Основная упаковка 6-ти килограммовый брусок х х. Однако термореактивные свойства хотмелта приводят к следующим последствиям : при нагревании на солнце происходит размягчение слоя герметика приводящего к ухудшению механических свойств стеклопакета. Иногда наблюдается даже частичное отекание разогретого хотмелта в низ стеклопакета. При значительном охлаждении хотмелт твердеет, утрачивает эластичные свойства, даёт трещины. Ветровое воздействие приводит к отрыву стекла от пластичной массы. Кроме того, влага (конденсат) замерзает в микротрещинах, лёд рвёт эти трещины, в трещины проникает загрязнение. Многократное повторение процесса приводит к разрушению герметика (вспомни кусок битума забытый строителями на улице). В конечном счете это негативно сказывается на качестве стеклопакета.

Долговечность стеклопакета собранного с использованием хотмелта примерно вдвое уступает стеклопакетам с использованием других вторичных герметиков. Наиболее широко сегодня используемые вторичные герметики – это две конкурирующие технологии с использованием двухкомпонентных полиуретанов и полисульфидов.
Оба типа герметиков застывают в процессе смешивания двух компонентов, в результате реакции со полимеризации. Оба типа обладают высокими прочностными характеристиками и низкими показателями газовой диффузии. Примерно одинаково и время застывания герметиков (2-3 часа предварительное застывание; примерно 24 часа окончательное при соблюдении корректного соотношения компонентов). И полиуретаны и полисульфиды предназначены для высокопроизводительных производств. Стандартной упаковкой является набор бочек: компонент А-190 литров, компонент Б – 20 литров.

И тут пора сказать о практических отличиях между двумя типами герметиков.
Во первых, когда мы говорим о машинном оформлении процесса надо помнить, что мы имеем дело с различными с химической точки зрения продуктами. Из этого вытекает различие в машинах для работы с этими продуктами. Несмотря на то, что принципы машин одинаковы (их стоимость в пределах 15000-40000 евро), в конструкциях используются различные материалы, имеются отличия в различных узлах. Недопустимо использовать экструдер для тиокола с полиуретаном и наоборот. Решение, с каким герметиком работать необходимо, принимать заранее.

Химические различия продуктов приводят к различному поведению смесей, при некотором изменении соотношения компонентов А и Б. Классическое, всем известное соотношение компонентов 1:10 (по объёму) может по каким либо причинам быть нарушено. Кстати надо помнить, что соотношение для продуктов разных производителей слегка различается.

Для полисульфида нарушение соотношений компонентов А и Б (конечно в разумных пределах 1:9-1:11) приводит к изменению скорости реакции, либо ускорение, либо замедление процесса. Но результат - застывший состав будет обладать хорошими механическими свойствами. Благодаря такой гибкости двухкомпонентные полисульфиды широко используются в «ручных» производствах стеклопакетов - взвешивание и перемешивание состава при помощи простых приспособлений. Принципиально другая картина для полиуретанов. Нарушение дозировки ведет к изменению структуры полученного сополимера (хрупкость, либо смесь не застынет никогда).

Это свойство полиуретанов практически исключает возможность использовать его в ручном режиме производства.
Работа с полиуретаном предполагает высокую технологическую дисциплину на производстве, качественное и постоянно контролируемое оборудование для смешивания, повышенное внимание к проведению регламентных работ.

Несколько в стороне держаться герметики на основе силиконов. Начало их применения 70-е годы прошлого века.
Тогда же появилось понятие структурное остекление, структурный стеклопакет. Известны, как однокомпонентные силиконы, так и двухкомпонентные.

Некоторые рассматривают стеклопакеты с использованием силиконов, чуть ли не как панацею, но это не совсем так.
Как и всё в этом мире силиконовые герметики обладают сильными и слабыми сторонами.
Зная, их мы имеем возможность грамотно применять, данные герметики.

К сильным сторонам силиконовых герметиков можно отнести следующие:

    * устойчивость к ультрафиолетовому излучению;
    * высокие прочностные характеристики в сочетании с эластичностью;
    * высочайшая долговечность герметика.

Фасады, построенные в 70-е, служат и сейчас. Вместе с тем силиконы имеют:

    * высокую стоимость;
    * высокие показатели газовой диффузии, для достижения характеристик стандартного стеклопакета на основе полисульфида мы вынуждены увеличивать слой силикона, что ведёт к значительному удорожанию стеклопакета;
    * длительные сроки герметизации (особенно для однокомпонентного силикона). Полная герметизация 20-30 дней.

Кроме того, однокомпонентные силиконы имеют ограниченную глубину застывания, что делает практически невозможным слой глубиной более 1 см. Несмотря не на что в случае изготовления структурного стеклопакета силиконовые герметики не имеют альтернатив.

Последние десятилетия производителями материалов для герметизации стеклопакетов предпринимались попытки разработать альтернативные технологии в изготовлении стеклопакетов. Среди них можно отметить «свигл стрип» то фирмы Тремко, совместный проект Хенкель и Ленхард. В основе идеи лежит стремление объединить в одном продукте функции герметизации пакета, влагопоглощения, и определение межстекольной толщины. На современном этапе эти усилия нельзя считать вполне успешными, если рассматривать их с точки зрения влияния на рынок. Высокая стоимость продукта и оборудование для его использования, привязка потребителя к единственному производителю, сложности транспортировки и хранения полуфабриката, по нашему мнению перевешивают удобства от пользования этим интегрированным продуктом.

Какие выводы можно сделать из выше написанного:

    * Для производителей стеклопакетов, зная сильные и слабые стороны технологии герметизации стеклопакетов, выбрать технологию подходящую именно вашему производству, не использовать герметики сомнительного качества и неизвестных производителей.
    * Для потребителей стеклопакетов - потрудитесь побольше узнать о производстве вашего поставщика, в конце концов, от этого зависит качество вашего конечного продукта.