تحتوي مانعات التسرب السيليكونية على مواد مالئة متنوعة، منها ثاني أكسيد السيليكون، والنانو كربونات الكالسيوممسحوق الولاستونيت، وكربونات الكالسيوم الثقيلة. يُعد كربونات الكالسيوم النانوية الأكثر استخدامًا. في سوق مواد الختم المحلية، تحتوي أكثر من 60% من مواد الختم السيليكونية على كربونات الكالسيوم النانوية. هذا الاستخدام كبير جدًا.
يُعد كربونات الكالسيوم النانوية مادة حشو أساسية في مانعات التسرب السيليكونية. فهو يعزز الالتصاق ومقاومة العوامل الجوية والأداء الميكانيكي. ويشمل ذلك تحسينات في معامل المرونة والاستطالة عند الكسر. حجم الجسيماتتُعزى هذه المزايا إلى مساحة السطح العالية والطاقة السطحية. يخضع كربونات الكالسيوم الثقيلة المعدلة لعملية خاصة، مما يُحسّن شكل الجسيمات وقابليتها للتشتت ونشاطها السطحي. ويمكن أن يحل محل كربونات الكالسيوم النانوية جزئيًا في مواد مانعة التسرب السيليكونية، كما يُساعد على تقويتها إلى حد ما.
في الآونة الأخيرة، أظهرت المعلومات الواردة من مكتب الدولة للملكية الفكرية أن هوبي شينغفا المواد الكيميائية تقدمت شركة المجموعة المحدودة بطلب للحصول على براءة اختراع بعنوان "مانع تسرب سيليكوني مع كالسيوم ثقيل معدل يحل جزئيًا محل كربونات الكالسيوم النانوية وطريقة تحضير". يستخدم هذا الاختراع كالسيوم ثقيل معدل في عملية التحضير. كما يقلل من كمية كربونات الكالسيوم النانوية المستخدمة في تحضير مانع التسرب. يحل الكالسيوم الثقيل المعدل محل كربونات الكالسيوم النانوية جزئيًا في مانع التسرب السيليكوني. هذا يحافظ على ثبات الخصائص الميكانيكية، مثل قوة الغروانية والاستطالة عند الكسر، إلى حد كبير. عملية التشغيل سهلة، مما يُسهم في خفض تكاليف الإنتاج لمصنع مانع التسرب.
الخطة المحددة هي كما يلي:
طريقة تحضير الكالسيوم الثقيل المعدل
أضف كربونات الكالسيوم الثقيلة (800 شبكة) إلى المفاعل. ثم اخلطها بالماء لتحضير عجينة. يجب أن تكون نسبة الكتلة بين 50% و75%. ابدأ بالتحريك والتسخين. عندما ترتفع درجة حرارة العجينة إلى 65-80 درجة مئوية، أضف المُعدِّل. عند سرعة تحريك تتراوح بين 800 و1000 راد/دقيقة، تفاعل لمدة 50-70 دقيقة. بعد انتهاء التفاعل، توقف عن التحريك. يُرشَّح العجينة ويُجفف ويُطحن للحصول على كربونات الكالسيوم الثقيلة المُعَدَّلة.
يحتوي المُعدِّل على واحد على الأقل مما يلي: كوكوات غليسيريل بيج-7، أوكتاديسينوات الصوديوم، أو ديستيريلوكسي إيزوبروبيل ألومينات. تتراوح نسبة الجرعة لهذه المُعدِّلات بين 0.1 و1.0:1.0، و1.3.6:1.0، و3.7.
طريقة تحضير مانع التسرب السيليكوني
يحتوي مانع التسرب السيليكوني على المكونات التالية (حسب الوزن):
- 200-500 جزء من بولي دايميثيل السيلوكسان المنتهي بالهيدروكسيل
- 300-800 جزء من كربونات الكالسيوم النانوية
- 10-250 جزءًا من كربونات الكالسيوم الثقيلة المعدلة
- 100-250 جزءًا من كربونات الكالسيوم الثقيلة
- 1-10 أجزاء من المحفز
- 50-200 جزء من الملدنات
- 8-20 جزءًا من عامل الربط
- 25-60 جزءًا من عامل الترابط
فيما بينها:
- اللزوجة للبولي دايميثيل السيلوكسان المنتهي بالهيدروكسيل عند 25 درجة مئوية هي 20000-100000 مللي باسكال·ثانية.
- يمكن أن يكون الملدن أحد هذه المواد: الزيت الأبيض، أو زيت السيليكون ميثيل فينيل، أو زيت السيليكون الفينيل، أو زيت السيليكون ثنائي الميثيل.
- يتضمن الرابط المتشابك على الأقل واحدًا مما يلي: ميثيل ترياسيتون أوكسيم سيلان، فينيل ترياسيتون أوكسيم سيلان، ميثيل فينيل داياسيتون أوكسيم سيلان، أو ثنائي ميثيل داياسيتون أوكسيم سيلان.
- يكون عامل التوصيل على الأقل واحدًا من KH-550، وKH-560، وKH-570، وKH-792.
- يحتوي مسحوق كربونات الكالسيوم النانوية على 300-500 جزء. تتراوح قيمة امتصاصه للزيت بين 22 و27 غ دوب لكل 100 غ من كربونات الكالسيوم. وتتراوح مساحة سطحه النوعية بين 24 و35 مترًا مربعًا/غ.
- تبلغ كتلة كربونات الكالسيوم الثقيلة المعدلة 10-30% من كتلة كربونات الكالسيوم النانوية.
طريقة التشغيل المحددة
اخلط بولي ثنائي ميثيل سيلوكسان المنتهي بالهيدروكسيل، وكربونات الكالسيوم النانوية، وكربونات الكالسيوم الثقيلة، وكربونات الكالسيوم الثقيلة المعدلة في عجانة. حرّك لمدة 5 دقائق. بعد خلط المواد وتجانسها، سخّنها وأفرغها. تُضبط درجة حرارة تسخين المواد لتكون 100-130 درجة مئوية، ودرجة التفريغ بين -0.09 و-0.1 ميجا باسكال. تُجفف المواد وتُحرّك عند درجة حرارة عالية تبلغ 100 درجة مئوية لمدة 90-150 دقيقة. بعد انتهاء عملية التجفيف عالية الحرارة، أوقف التسخين. عندما تنخفض درجة الحرارة عن 40 درجة مئوية، أضف المُلدّن. ثم حرّك في التفريغ لمدة 20-40 دقيقة. توقف عن التحريك للحصول على المطاط الأساسي.
في خلاط كوكبي، أضف المطاط الأساسي، وعامل الربط، وعامل الاقتران، والمحفز. حافظ على درجة حرارة أقل من 50 درجة مئوية. حرّك بسرعة 30-50 راد/دقيقة لمدة 3-10 دقائق. ثم، اخفض ضغط الأسطوانة إلى أقل من -0.08 ميجا باسكال. ثم حرّك بسرعة 60-90 راد/دقيقة لمدة 25-40 دقيقة. توقف عن الخفق وأفرغ المادة بسرعة للحصول على عينة مانعة للتسرب.
لتحضير مانع التسرب السيليكوني، نقوم بتنشيط وتعديل كربونات الكالسيوم الثقيلة. نستخدم الأحماض الدهنية وعوامل الربط. هذا يُحسّن من محبة كربونات الكالسيوم المُعدّلة للدهون وكرهها للماء، كما يُعزز توافقها مع المصفوفة العضوية. تُحسّن هذه التغييرات من خصائص المعالجة والميكانيكية في تطبيقات مانع التسرب. لذلك، نضيف كربونات الكالسيوم الثقيلة المُعدّلة بدلاً من مسحوق كربونات الكالسيوم النانوي. يُحسّن هذا التغيير الأداء العام وقيمة استخدام مانع التسرب السيليكوني. يُمكنك الحفاظ على خصائص مثل قوة الغروانية واستطالة عند الكسر. بالإضافة إلى ذلك، يُمكنك خفض تكلفة إنتاج مانع التسرب السيليكوني. هذه الطريقة سهلة الاستخدام، ومانع التسرب السيليكوني المُصنّع بهذه الطريقة فعال في مجال البناء.