Les mastics silicones contiennent diverses charges, notamment du dioxyde de silicium, des nanoparticules carbonate de calcium, poudre de wollastonite et carbonate de calcium lourd. Le carbonate de calcium nanométrique est le plus couramment utilisé. Sur le marché national des mastics, plus de 601 TP3T de mastics silicones contiennent du carbonate de calcium nanométrique. Cette utilisation est considérable.
Le nanocarbonate de calcium est une charge essentielle dans les mastics silicones. Il améliore l'adhérence, la résistance aux intempéries et les performances mécaniques. Il améliore notamment le module d'élasticité et l'allongement à la rupture. Sa petite taille la taille des particules, sa surface spécifique élevée et son énergie de surface expliquent ces avantages. Le carbonate de calcium lourd modifié subit un procédé spécial qui améliore la forme, la dispersibilité et l'activité de surface des particules. Il peut remplacer en partie le carbonate de calcium nanométrique dans les mastics silicones et contribue également à les renforcer dans une certaine mesure.
Récemment, des informations de l'Office national de la propriété intellectuelle ont montré que Hubei Xingfa Chimique Group Co., Ltd. a déposé une demande de brevet intitulée « Mastic silicone à base de calcium lourd modifié remplaçant partiellement le nanocarbonate de calcium, et procédé de préparation ». L'invention utilise du calcium lourd modifié dans son procédé de préparation. Elle réduit également la quantité de nanocarbonate de calcium utilisée pour la préparation du mastic. Le calcium lourd modifié remplace partiellement le nanocarbonate de calcium dans le mastic silicone. Les propriétés mécaniques, telles que la résistance colloïdale et l'allongement à la rupture, restent ainsi quasiment inchangées. Le procédé est simple et contribue à réduire les coûts de production de l'usine de mastic.
Le plan spécifique est le suivant :
Méthode de préparation du calcium lourd modifié
Ajouter du carbonate de calcium lourd de 800 mesh au réacteur. Mélanger ensuite avec de l'eau pour obtenir une suspension. La fraction massique doit être comprise entre 50% et 75%. Commencer à agiter et à chauffer. Lorsque la température de la suspension atteint 65-80 °C, ajouter le modificateur. À une vitesse d'agitation de 800-1000 rad/min, laisser réagir pendant 50 à 70 minutes. Après la réaction, arrêter l'agitation. La suspension est filtrée, séchée et broyée pour obtenir du carbonate de calcium lourd modifié.
Le modificateur comprend au moins l'un des éléments suivants : cocoate de glycéryle Peg-7, octadécénoate de sodium ou aluminate de distéaryloxyisopropyle. Le rapport de dosage de ces modificateurs varie de 0,1 à 1,0 : 1,0 à 1,3,6 : 1,0 à 3,7.
Méthode de préparation du mastic silicone
Le mastic silicone contient ces composants (en poids) :
- 200 à 500 parties de polydiméthylsiloxane à terminaison hydroxyle
- 300 à 800 parties de carbonate de calcium nano
- 10 à 250 parties de carbonate de calcium lourd modifié
- 100 à 250 parties de carbonate de calcium lourd
- 1 à 10 parties de catalyseur
- 50 à 200 parties de plastifiant
- 8 à 20 parties d'agent de couplage
- 25 à 60 parties d'agent de réticulation
Parmi eux :
- La viscosité du polydiméthylsiloxane à terminaison hydroxyle à 25 °C est de 20 000 à 100 000 mPa·s.
- Le plastifiant peut être l'un des suivants : huile blanche, huile de silicone méthylphényle, huile de silicone vinylique ou huile de silicone diméthylique.
- L'agent de réticulation comprend au moins l'un des éléments suivants : méthyl triacétone oxime silane, phényl triacétone oxime silane, méthyl vinyl diacétone oxime silane ou diméthyl diacétone oxime silane.
- L'agent de couplage est au moins l'un des KH-550, KH-560, KH-570 et KH-792.
- La poudre de carbonate de calcium nanométrique contient 300 à 500 parties. Son pouvoir d'absorption d'huile varie de 22,0 à 27,0 g de dop pour 100 g de CaCO3. Sa surface spécifique est de 24 à 35 m²/g.
- Le carbonate de calcium lourd modifié représente 10-30% de la masse du carbonate de calcium nano.
Méthode de fonctionnement spécifique
Mélanger le polydiméthylsiloxane à terminaison hydroxyle, le carbonate de calcium nanométrique, le carbonate de calcium lourd et le carbonate de calcium lourd modifié dans un malaxeur. Agiter pendant 5 minutes. Une fois les matériaux mélangés et homogènes, chauffer et évacuer le mélange. La température de chauffage est contrôlée entre 100 et 130 °C et le vide entre -0,09 et 0,1 MPa. Les matériaux sont déshydratés et agités à haute température (100 °C) pendant 90 à 150 minutes. Une fois la déshydratation terminée, arrêter le chauffage. Lorsque la température descend en dessous de 40 °C, ajouter le plastifiant. Agiter ensuite sous vide pendant 20 à 40 minutes. Arrêter l'agitation pour obtenir le caoutchouc de base.
Dans un mélangeur planétaire, ajouter le caoutchouc de base, l'agent de réticulation, l'agent de couplage et le catalyseur. Maintenir la température en dessous de 50 °C. Agiter à 30-50 rad/min pendant 3 à 10 minutes. Ensuite, baisser la pression dans le cylindre en dessous de -0,08 MPa. Agiter ensuite à 60-90 rad/min pendant 25 à 40 minutes. Arrêter l'agitation et vider rapidement le matériau pour obtenir un échantillon de mastic.
Pour préparer un mastic silicone, nous activons et modifions du carbonate de calcium lourd. Nous utilisons des acides gras et des agents de couplage. Cela améliore la lipophilie et l'hydrophobie du carbonate de calcium modifié, ainsi que sa compatibilité avec la matrice organique. Ces modifications contribuent à améliorer les propriétés de mise en œuvre et les propriétés mécaniques des mastics. Nous ajoutons donc du carbonate de calcium lourd modifié en remplacement de la poudre de nanocarbonate de calcium. Cette modification améliore les performances globales et la valeur d'application du mastic silicone. Il est possible de conserver des propriétés telles que la résistance colloïdale et l'allongement à la rupture. De plus, le coût de production du mastic silicone est réduit. Cette méthode est facile à utiliser et le mastic silicone ainsi obtenu est particulièrement adapté au secteur de la construction.