Silicone com uma cura rápida resistente à humidade

Abstract

O silicone é um material extremamente versátil e com propriedades que fazem dele uma opção excelente para isolamentos e adesivo entre superfícies. Sendo um dos produtos mais procurados no mercado dos selantes, a Pecol, Sistemas de Fixação, pretende investir num melhor conhecimento dos seus produtos e na sua inovação. Nesse sentido, dois tipos de silicone (alcoxi e oxime) foram disponibilizados pela empresa, quer seus quer da concorrência, e foi realizado um estudo comparativo do seu desempenho, analisando o tempo de formação de película a diferentes temperaturas, viscosidade, teor de sólidos e rigidez. Com base nos resultados obtidos, optou-se por melhorar o desempenho em termos de tempo de cura de um silicone neutro oxime transparente, de modo a competir com o equivalente da concorrência. Para um melhor conhecimento de ambos, estes foram analisados por espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR). Na sequência desse estudo, optou-se por adicionar cargas ao silicone base: dióxido de titânio e silica fumada, assim como um reticulante, alcoxisililpoliéter, utilizando um agitador mecânico. O efeito destas adições foi avaliado medindo a rigidez das diferentes amostras durante sete dias, sob duas condições de humidade relativa, 50±5% e 90±2%, de modo a avaliar a influência da humidade no produto obtido, concluindo-se que condições de humidade relativa elevadas comprometem a cura do selante. As amostras foram também sujeitas a testes de intumescimento, de modo a determinar a densidade de reticulação. Adicionalmente, recorreu-se à análise dinâmica mecânica, DMA, a calorimetria diferencial de varrimento, DSC, a microscopia eletrónica de varrimento, SEM, e difração de raios-X, DRX, para poder analisar melhor as suas características. Com base nos valores de rigidez, verificou-se que o tempo de cura de todas as formulações diminuiu, tal como pretendido. Porém, estes não são concordantes com os resultados obtidos através dos testes de intumescimento, e das análises por DMA e DSC, os quais foram coerentes entre si. Conclui-se que a informação obtida a partir do teste de rigidez é limitada no que concerne o desenvolvimento de novas formulações, havendo necessidade de recorrer a técnicas de caracterização química e estrutural, assim como de análise térmica, para melhor compreender as reações de cura.

Silicone is an extremely versatile material with properties that make it an excellent option for insulation and adhesive between surfaces. Being one of the most required products in sealants market, Pecol, Sistemas de Fixação, intends to invest in a better knowledge and innovation of its products. Therefore, two types of silicone (alkoxy and oxime) were provided by the company, from Pecol’s brand and others in the market. Their performance was studied and compared, analyzing the tack-free time at different temperatures, viscosity, solids content and hardness. It was chosen to improve the cure time performance of a transparent neutral oxime silicone, in order to compete with the similar from other brand. In order to get a better understanding of both products, they were subjected to a Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). From these and the prior results, it was decided to add fillers to Pecol’s silicone: titanium dioxide, fumed silica, and a crosslinker, alkoxysilylpolyether, using a mechanic agitator. The effect of these additions was studied by measuring the hardness of the different samples for seven days, under two different relative humidities, 50±5% and 90±2%, in order to study humidity influence in the product. It was concluded that high relative humidity compromises the sealants cure. The samples were also subjected to swelling tests to determine crosslinking density. Furthermore, dynamic mechanical analysis, DMA, differential scanning calorimetry, DSC, scanning electron microscopy, SEM, and X-ray diffraction, XRD, were also carried out to allow a better analysis and understanding of the samples. Based on hardness results, it was seen that all different formulations led to a faster cure. However, these results are not in agrement with the ones obtained in the swelling tests, DMA and DSC analysis, which are coherent between themselves. It was concluded that the information obtained from the hardness test is not enough when developing new formulations, and there is a need to use chemical and structural characterization techniques, as well as thermal analysis for a better understanding of curing reactions.