архив» все записи»

Автор: Д. Шильдбах
Дата: 08.09.2012
«СтройПРОФИ» № 6
Рубрика: Теплоизоляционные материалы


Силиконовые эмульсии WACKER SILRES® ВS

Наиболее надежным и долговечным способом защиты изоляционного материала от влаги является его пропитка, например водоотталкивающими силиконами. Для этого можно использовать силиконовые эмульсии WACKER SILRES® BS. Они создают сверхтонкий водоотталкивающий слой на волокнах изоляционных материалов и формируют очень надежный гидрофобный эффект. Эта защита настолько долговечна, что пропитанные силиконовой эмульсией изоляционные материалы отвечают наиболее строгим требованиям, предъявляемым к теплоизоляции (например, европейского стандарта EN 13162). В соответствии с этими требованиями каменная или стеклянная вата должна впитывать не более 1 кг/м2 воды в течение 24 часов (согласно EN 1609) или не более 3 кг/м2 воды в течение 28 дней (согласно EN 12087).

Для удовлетворения этих требований достаточно 0,1–0,2% силиконовой эмульсии SILRES® BS относительно сухого веса готового теплоизоляционного материала. При этом важно, чтобы обработка силиконовой эмульсией не оказывала влияния на паропроницаемость теплоизоляционного материала.

Минеральная вата под электронным микроскопом 

Рис. 1. Минеральная вата под электронным микроскопом.
Здесь четко видна структура волокон, которые удерживаются вместе каплей связующего вещества и окружены воздухом (фото: Wacker Chemie AG) 

Любая передача воздуха или водяного пара означает определенную потерю энергии, однако полное блокирование воздухо- и влагообмена вредно для строительной конструкции и поэтому нежелательно. Если в изолированной стене присутствует влага (например, вследствие образования конденсата или трещин), необходимо обеспечить возможность ее испарения, так как в противном случае возможно возникновение плесени и прочих дефектов конструкции. На практике это единственно возможный компромисс.

 Зависимость эффективной теплопроводности

Рис. 2. Зависимость эффективной теплопроводности [Вт/м·K] от объемного содержания влаги:
[Вт/м·K] — эффективная теплопроводность;
[% по объему] — содержание влаги
(источник: Окс Ф. и др. 14-й симпозиум по тепловой солнечной энергии, Бад-Штаффельштейн, Германия. 2004 г.).


Водоотталкивающая силиконовая сеть 

Силиконовые эмульсии для изоляционных материалов содержат полидиметилсилоксан (ПДМС), который имеет неорганическую молекулярную структуру из атомов кремния и кислорода. Обе свободные валентности атомов кремния связаны с органическими метильными группами. Неполярные метильные группы могут свободно вращаться вокруг кремний-кислородной цепи и таким образом ограждают основную полярную цепь от внешней среды. Следствием этого является низкое поверхностное натяжение и высокая растекаемость, благодаря чему силиконы становятся высокоэффективным средством для гидрофобизации.

Почему ПДМС-эмульсии от компании WACKER настолько эффективны при обработке минеральной ваты?

Жидкий полисилоксан, стабилизированный минимальным количеством специальных эмульгаторов, находится в капельной форме. За счет очень маленького размера капель (ок. 300 мкм) можно пропитывать относительно большую поверхность волокон, используя небольшое количество активного вещества. Благодаря своему низкому поверхностному натяжению (ок. 21 мН/м) силиконы очень быстро растека-ются по поверхности волокон.

Реактивные группы в конце полимерной цепи способны вступать в химическую реакцию с силикатно-функциональной поверхностью базальтовых волокон и реактивными группами связующего вещества или силанового усилителя адгезии, что обеспечивает высокую долговечность и перманентность. За счет высокой молекулярной массы полимера (в несколько тысяч грамм на моль) силиконы не обладают летучестью и не мигрируют в газовой фазе. Это особенно важно при их использовании в автомобильной промышленности. С помощью водородных мостиковых связей полисилоксаны располагаются на поверхности волокон таким образом, чтобы органические метильные группы были направлены прочь от волокон и обеспечивали превосходное водоотталкивание. Одновременно с этим высокая стабильность связи кремний-кислород-кремний гарантирует надежную защиту полисилоксана от воздействия других химических веществ или окружающей среды. Таким образом, соединения кремния и базальтовые материалы обладают предельной прочностью и долговечностью.

Схема пропитки минеральной ваты силиконовой эмульсией 

Рис. 3. Схема пропитки минеральной ваты силиконовой эмульсией (источник: Wacker Chemie AG) 

Силиконовые эмульсии WACKER на водной основе и без содержания растворителей стабилизируются специальными эмульгаторами, благодаря чему они как часть разбавленной смеси идеально смешиваются со связующими веществами и прочими добавками. Отличная растекаемость силиконов также способствует оптимальному распределению эмульсии по поверхности волокон.

Как правило, силиконовые эмульсии распыляются вместе со связующим веществом непосредственно после разложения жидкого минерального расплава на волокна. По сравнению с минеральными маслами на нефтяной основе, которые применяются в процессе изготовления для связывания пыли, силиконы быстрее растекаются по различным поверхностям, в том числе на волокнах минеральной ваты. Этому способствует температура более 200 °C в печи для отверждения связующего вещества. Кроме того, силиконы обладают термостойкостью до 250 °C и поэтому менее подвержены температурным влияниям, чем минеральные масла.

Все перечисленные выше свойства обусловливают огромную эффективность силиконов при гидрофобизации строительных и теплоизоляционных материалов. Дополнительно к связыванию пыли минеральные масла также применяются для гидрофобизации каменной ваты. Опыт показывает, что применение силиконов с их повышенной эффективностью позволяет сократить количество минерального масла. Однако точное количество в значительной степени зависит от параметров технологического процесса.

Силиконовые эмульсии SILRES® BS 5137 и SILRES® BS 1042 от компании WACKER представляют собой ПДМС-эмульсии, созданные специально для пропитки стеклянной и каменной ваты. Оба продукта пригодны для обеих областей применения. Содержание активного вещества составляет 50% (SILRES® BS 5137) или 60% (SILRES® BS 1042) по весу. Высокое содержание активного вещества и очень низкое содержание эмульгаторов гарантируют максимальную эффективность эмульсий.

 Химическая структура реактивного полидиметилсилоксана со средней длиной цепи

Рис. 4. Химическая структура реактивного полидиметилсилоксана со средней длиной цепи (источник: Wacker Chemie AG) 

Несмотря на сравнительно небольшое количество эмульгаторов, важно получить стабильные и высокодисперсные эмульсии, так как только в этом случае происходит быстрое и оптимальное распределение эмульсии и обеспечивается ее стабильность в смеси со связующим веществом. Выбор эмульгатора существенно влияет на вязкость эмульсии. SILRES® BS 1042 имеет относительно малую вязкость — ок. 100 мПа·с, тогда как SILRES® BS 5137 имеет более густую форму — с вязкостью ок. 1 500 мПа·с. Благодаря высокому содержанию силикона эмульсия SILRES® BS 5137 обладает превосходной стабильностью при использовании фенолформальдегидной смолы, которая по-прежнему является стандартным связующим веществом при производстве минеральной ваты во всем мире.

117105, Москва, Варшавское шоссе, 35
тел. +7 495 775-6815, факс +7 495 775-6820
Плитарак Юлия Владимировна
yulia.plitarak@wacker.com

Wacker Chemie AG
тел. +49 89 6279-1601, факс +49 89 6279-2877
wacker.com


Полная или частичная перепечатка материалов - только с письменного разрешения редакции!


«« назад