Герметики в производстве стеклопакетов

Высокий спрос на современные светопрозрачные конструкции самым непосредственным образом подогревает и рынок разнообразных комплектующих материалов для их производства. Причем сегодня не только технические менеджеры, но и широкий круг заказчиков, получившие опыт эксплуатации так называемых евроокон, начинают вникать в тонкости технологических процессов. Так, в ходе переговоров о размещении заказа все чаще и на достаточно профессиональном уровне обсуждается вопрос о герметиках, применяемых при сборке стеклопакетов.

Конструкция стеклопакета с двумя контурами герметизации

Впрочем, попытки сэкономить на бутиловом экструдере привели к появлению различных «субститьютов»: бутиловый шнур, липкая лента, алюминиевая дистанция с заранее нанесенным бутиловым слоем и т.д. Все эти способы герметизации получили крайне ограниченное применение по целому ряду причин: низкая производительность, повышенная стоимость комплектующих, а главное - неудовлетворительное качество готовых стеклопакетов.
Второй слой герметизации придает стеклопакету прочностные свойства. Устойчивость к ветровым, термическим, вибрационным и другим воздействиям обеспечивается за счет эластичности конструкции. Для этого применяются следующие типы герметиков: хотмелты, полиуританы, полисульфиды (тиоколы), силиконы.
Технологии герметизации хотмелтами были распространены в Европе в 70-е - начале 80-х годов прошлого столетия. Это однокомпонентные термореактивные составы, обратимо размягчающиеся под действием тепла и застывающие на холоде. Так, к примеру, ведет себя строительный битум. Очевидные преимущества хотмелта - простое машинное обеспечение процесса, возможность повторно использовать в производстве технологические отходы материалов, малый срок застывания нанесенного герметика (измеряется минутами). Для нанесения используются специальные экструдеры, состоящие из нагреваемой до 170-190 градусов емкости, из которой по термоизолированному трубопроводу к месту применения подается расплав хотмелта. Стоимость установки составляет 5-15 тыс. евро.
Однако термореактивные свойства хотмелта далеки от совершенства: при нагревании на солнце происходит размягчение слоя герметика, приводящего к потере механических свойств стеклопакета. Иногда наблюдается даже частичное отекание разогретого хотмелта к низу конструкции. При значительном охлаждении хотмелт твердеет, утрачивает эластичные свойства, дает трещины. Ветровое воздействие приводит к отрыву стекла от пластичной массы. Кроме того, влага (конденсат) замерзает в микротрещинах, лед рвет эти трещины, происходит их загрязнение. Многократное повторение процесса приводит к разрушению герметика.
Долговечность стеклопакета, собранного с использованием хотмелта, значительно уступает двум другим конкурирующим системам на основе двухкомпонентных полиуретанов и полисульфидов. Эти более современные составы застывают в процессе смешивания двух компонентов в результате реакции сополимеризации. Оба типа обладают высокими прочностными характеристиками и низкими показателями газовой диффузии. Примерно одинаково и время их твердения (2-3 часа - предварительное, примерно 24 часа - окончательное схватывание при соблюдении корректного соотношения компонентов). И полиуретаны и полисульфиды предназначены для высокопроизводительных производств. Стандартной упаковкой является набор бочек: к примеру компонент «А» - 190 л, компонент «Б» - 20 л.
Разница между конкурирующими системами, естественно, есть. И немалая. Во-первых, когда мы говорим о машинном обеспечении процесса, надо помнить, что мы имеем дело с различными по химическому составу продуктами. Машины для этих целей стоят примерно одинаково - примерно 15-40 тыс. евро, но в их конструкциях используются разные материалы, имеются отличия в отдельных узлах. Недопустимо использовать тиоколовый экструдер для полиуретана и наоборот. Решение о классе применяемого герметика необходимо принимать еще на стадии организации производства.
Химические свойства продуктов обуславливают различное поведение смесей при изменении соотношения компонентов «А» и «Б». Для полисульфида нарушение данной пропорции (конечно в разумных пределах 1:9-1:11) приводит к изменению скорости реакции, ускорению или замедлению процесса. Но в результате застывший состав все равно будет обладать хорошими механическими свойствами. Благодаря такой гибкости двухкомпонентные полисульфиды охотно используют владельцы «ручных» производств стеклопакетов, где взвешивание и перемешивание составов осуществляется при помощи самых простых приспособлений.
Принципиально другая картина наблюдается в случае с полиуретанами. Нарушение дозировки ведет к изменению структуры готового сополимера (хрупкость, непроходящая вязкость и т.п.). Поэтому работа с полиуретаном предполагает высокую технологическую дисциплину на производстве, наличие качественного оборудование для смешивания, повышенное внимание к проведению регламентных работ.
Несколько в стороне стоят герметики на основе силиконов. Начало их применения датируется 70-ми годами прошлого века. Примерно в этот период оформились понятия структурного остекления, структурных стеклопакетов. Известны как однокомпонентные, так и двухкомпонентные силиконы.
К сильным сторонам силиконовых герметиков можно отнести устойчивость к ультрафиолетовому излучению, высокие прочностные характеристики в сочетании с эластичностью, долговечность. Во всяком случае «силиконовые фасады» 30-летней давности служат и сейчас. Вместе с тем силиконы отличаются высокой стоимостью, чрезмерными показателями газовой диффузии (для достижения характеристик стандартного стеклопакета на основе полисульфида необходимо значительно увеличивать слой силикона, что также ведет к удорожанию конструкции), длительными сроками герметизации (до 20-30 дней). Кроме того, однокомпонентные силиконы имеют ограниченную глубину застывания, что делает практически невозможным нанесение слоя глубиной более 1 см.
Но, не смотря ни на что, при изготовлении структурного стеклопакета силиконовые герметики не имеют альтернативы.
В последние десятилетия производителями материалов для герметизации стеклопакетов предпринимались попытки создания альтернативных технологий. Среди них можно отметить разработки «свигл стрип» от фирмы «Тремко», совместный проект «Хенкель» и «Ленхард». В основе этой технической идеи лежит стремление объединить в одном продукте функции герметика, влагопоглощающей прослойки и фиксатора межстекольной толщины. На современном этапе эти усилия нельзя считать вполне успешными, если рассматривать их с точки зрения влияния на рынок. Высокая стоимость продукта и оборудования для его использования, привязка потребителя к единственному поставщику, сложности транспортировки и хранения полуфабриката, похоже, пока перевешивают его достоинства. Но право на жизнь эта разработка безусловно имеет.
Для производителей стеклопакетов четкое знание сильных и слабых стороны тех или иных способов герметизации позволяет подобрать оптимальную технологию производства и избежать контактов с поставщиками продуктов сомнительного качества и неизвестных производителей. Эта информация не менее полезна и для потребителей готовых изделий: брак на отечественном рынке светопрозрачных конструкций по-прежнему отнюдь не редкость.
Подготовлено по материалам ТМ «БУСЕЛ»