Hej, koledzy z branży! Przejdźmy do sedna – jeśli kiedykolwiek zajmowałeś się produkcją klejów, wiesz, jak trudno jest zrównoważyć lepkość, trwałość i koszt. A jeśli Ty również zajmujesz się silikonem, prawdopodobnie zastanawiałeś się: czy uniwersalny olej silikonowy faktycznie sprawdza się w produkcji klejów? Jako właściciel firmy zajmującej się dostawą uniwersalnego oleju silikonowego zadawałem to pytanie tyle razy, że pomyślałem, że go wyjaśnię – bez wymyślnego żargonu, po prostu prawdziwa rozmowa od kogoś, kto widział, jak te rzeczy działają (i nie działają) w środowisku naturalnym.
Na początek zdefiniujmy o czym tutaj mówimy. Uniwersalny olej silikonowy nie jest jakimś cudem uniwersalnym, ale uniwersalnym produktem na bazie łańcuchów polidimetylosiloksanowych (PDMS), prawda? Ma tę charakterystyczną cechę silikonu – odporność na ciepło, niskie napięcie powierzchniowe i stabilność chemiczną, co wyróżnia go na tle innych olejów. Z drugiej strony kleje muszą tworzyć silne wiązania między dwiema powierzchniami, niezależnie od tego, czy jest to papier, plastik, metal czy tkanina. Dlaczego więc olej silikonowy (zwykle uważany za środek antyadhezyjny lub smar) miałby w ogóle wchodzić w skład kleju? Przyjrzyjmy się prawdziwym zastosowaniom, a nie tylko szumowi.
Po pierwsze: zmodyfikowane receptury klejów. Obecnie wiele klejów jest na bazie wody, co jest istotne ze względów środowiskowych – bez użycia nieprzyjemnych rozpuszczalników. Uniwersalny olej silikonowy może tu pełnić rolę modyfikatora, dostosowując właściwości takie jak elastyczność i przyczepność do powierzchni. Czekaj, trzymaj się – elastyczność jest kluczowa w przypadku klejów, które ulegają rozciąganiu lub zginaniu, jak te stosowane w opakowaniach lub wykończeniach samochodów. Jeśli masz klej, który jest zbyt kruchy, pęknie, gdy materiał się poruszy, a połączenie nie powiedzie się. Dodanie niewielkiej ilości uniwersalnego oleju silikonowego (zwykle 1-5% wagowych, w zależności od rodzaju kleju) może zmniejszyć gęstość usieciowania bez pogarszania siły wiązania. Widziałem, że działa to szczególnie dobrze w przypadku klejów samoprzylepnych (PSA), czyli substancji samoprzylepnych na etykietach, taśmach i karteczkach samoprzylepnych. Ale tu jest haczyk – nie można po prostu wlać żadnego oleju silikonowego. Należy upewnić się, że jest on kompatybilny z innymi składnikami, takimi jak akryle lub poliuretany, które znajdują się już w kleju. Tutaj liczy się część „uniwersalna”; został zaprojektowany tak, aby dobrze komponował się z szeroką gamą popularnych baz samoprzylepnych, więc nie musisz bawić się ze zbyt wieloma regulacjami.
Ale poczekaj, jest i druga strona: olej silikonowy może czasami działać jako środek antyadhezyjny, jeśli nie zostanie odpowiednio dodany. Jeżeli nie jest związany z matrycą klejącą, będzie migrował na powierzchnię, przez co z czasem klej stanie się mniej lepki. Stanowi to ogromny problem, zwłaszcza w przypadku klejów o wysokiej wydajności, które wymagają stałej przyczepności. Jak więc tego uniknąć? Można tu zastosować zemulgowane oleje silikonowe, takie jak te, które można spotkać w zastosowaniach tekstylnych. Na przykład nasza wysoce śliska emulsja silikonowa do bawełny wiąże się z tkaniną, ale podobna technologia emulsji sprawdza się w przypadku zakotwiczenia oleju silikonowego w klejach. Stosowanie wersji zemulgowanych pomaga zapobiegać migracji, ponieważ są one bardziej równomiernie wymieszane z formułą na bazie wody, dzięki czemu nie rozdzielają się i nie wypływają na powierzchnię. Klienci, którzy to przetestowali, zamienili zwykły olej silikonowy na emulsję w swoim PSA i współczynnik retencji wzrósł o 15%, ponieważ silikon nie wymył się. To zwycięstwo, bez wątpienia.
Kolejne duże zastosowanie: środki przeciwpieniące. Produkcja kleju często wiąże się z mieszaniem, mieszaniem i przetwarzaniem, w wyniku czego powstaje dużo piany. Zbyt duża ilość piany prowadzi do defektów – pęcherzy w warstwie kleju, nierównej aplikacji, a nawet nieudanych połączeń. Uniwersalny olej silikonowy jest jednym z najczęściej wybieranych środków przeciwpieniących, ponieważ ma niskie napięcie powierzchniowe, które rozkłada pęcherzyki piany bez reagowania z chemikaliami klejącymi. Ale znowu kluczowa jest koncentracja – użycie zbyt małej ilości nic nie daje, zbyt duże może ponownie wpłynąć na przyczepność. Zawsze mówię moim klientom zajmującym się klejami, aby zaczynali od 0,1-0,5% całkowitej receptury i od tego momentu testowali. Jest to niewielki dodatek, ale pozwala zaoszczędzić mnóstwo czasu i materiału przed marnowaniem z powodu problemów z pienieniem.
Porozmawiajmy teraz o ograniczeniach, ponieważ nie jest to produkt, którego można używać wszędzie. Silikon jest super hydrofobowy, więc jeśli tworzysz klej na bazie wody, który musi zachować lepkość w wysokiej wilgotności, dodanie zbyt dużej ilości uniwersalnego oleju silikonowego może spowodować, że klej będzie mniej wodoodporny? Czekaj, nie, czekaj, właściwie za dużo silikonu może odpychać wodę, ale jeśli klej musi trzymać się w wilgotnych warunkach, to nie jest źle? Nie, czekaj, wyjaśnijmy to sobie dobrze: jeśli wiązanie kleju jest na bazie wody, silikon może zakłócać zdolność kleju do zwilżania powierzchni. Na przykład, jeśli sklejasz dwa porowate materiały, niskie napięcie powierzchniowe silikonu może uniemożliwić przedostanie się kleju do porów, a w wielu przypadkach kleje tworzą wiązania mechaniczne. Zatem w przypadku podłoży porowatych (papier, drewno, tkanina) należy uważać z ilością dodanego oleju silikonowego. W tym przypadku zrozumienie podłoża to połowa sukcesu. W przypadku nieporowatych powierzchni, takich jak plastik lub metal, problem migracji stanowi większy problem, dlatego należy użyć oleju silikonowego, który jest modyfikowany tak, aby wiązał, a nie tylko mieszał.
Zaraz, wspomnijmy jeszcze o innych produktach silikonowych, które się z tym wiążą, bo czasami uniwersalny olej silikonowy to nie jedyne narzędzie. Na przykład nasz olej silikonowy Super Lube doskonale nadaje się do smarowania części mających kontakt z klejami, ale nie można go dodawać do samego kleju. Następnie jest silikonowy środek zmiękczający, który jest używany do tkanin, ale technologia ta przekłada się na modyfikację elastyczności kleju. W przypadku klejów na bazie bawełny, takich jak te stosowane przy montażu tekstyliów, hydrofilowa emulsja silikonowa do bawełny jest idealna, ponieważ jest przyjazna dla wody, dzięki czemu dobrze miesza się z wodnymi klejami używanymi do łączenia tkanin, nie powodując problemów. Nawet jeśli nie pracujesz z bawełną, hydrofilowa emulsja silikonowa ogólnie działa z klejami na bazie wody, ponieważ została zaprojektowana tak, aby równomiernie rozprowadzać się w wodzie, zapobiegając migracji, o której mówiliśmy wcześniej.
Spójrzmy realnie na przykład klienta. W zeszłym roku mały producent klejów, z którym współpracuję, produkował taśmy pakowe do pojemników na żywność. Używali standardowego akrylowego PSA, ale ich taśmy ciągle zawodziły, gdy pudełka stawały się zimne, do temperatury 40 stopni F lub niższej, klej tracił przyczepność, a pudełka się rozpadały. Próbowali dodawać różne plastyfikatory, ale albo sprawiali, że taśma była zbyt rozciągliwa, albo nie pomogli w walce z kruchością na zimno. Zasugerowałem, aby przetestowali 3% mieszankę uniwersalnego oleju silikonowego z niewielką ilością naszej hydrofilowej emulsji silikonowej, aby zapobiec jej migracji. Wynik? Ich przyczepność w niskich temperaturach wzrosła o 22%, a siła wiązania pozostała stała we wszystkich temperaturach. Od tamtej pory są stałym klientem. To ten rodzaj praktycznej wygranej, która sprawia, że warto przetestować te rzeczy.
Rzecz jednak w tym, że nie można po prostu kupić dowolnego uniwersalnego oleju silikonowego z półki. Jakość ma znaczenie. Tani, niskiej jakości olej silikonowy może zawierać zanieczyszczenia, które reagują z chemikaliami klejącymi, powodując odbarwienia lub utratę wiązania. Jako dostawca testujemy każdą partię naszego uniwersalnego oleju silikonowego, aby upewnić się, że jest on wolny od zanieczyszczeń, ma stałą masę cząsteczkową i dobrze miesza się z popularnymi bazami klejów. Współpracujemy również z klientami, aby dostosować mieszankę oleju silikonowego do ich specyficznej receptury kleju — niektórzy potrzebują wyższej lepkości, inni niższej, w zależności od tego, czy wytwarzają gruby klej konstrukcyjny, czy cienki klej do etykiet.
A teraz rozwiejmy kilka mitów. Słyszałem, jak ludzie mówili: „silikon zabija przyczepność!” To prawda tylko wtedy, gdy użyjesz go źle. Jeśli dodasz za dużo lub użyjesz niezmodyfikowanego silikonu, który migruje, tak, zepsuje to wiązanie. Natomiast prawidłowo zastosowany – w małych stężeniach, w razie potrzeby emulgowany, dostosowany do podłoża – poprawia właściwości adhezyjne, a nie je uszkadza. Na przykład w niektórych klejach samochodowych łączących gumę z metalem uniwersalny olej silikonowy poprawia elastyczność kleju, co jest ważne, ponieważ guma porusza się pod wpływem zmian temperatury. Jeśli klej będzie zbyt sztywny, będzie pękał przy zginaniu gumy, ale przy odpowiedniej ilości oleju silikonowego będzie przesuwał się wraz z gumą, zachowując mocne połączenie.
Kolejna kwestia: koszt. Uniwersalny olej silikonowy jest dość przystępny cenowo w porównaniu do innych modyfikatorów, co jest dużym plusem dla małych i średnich producentów klejów. Nie musisz inwestować w nowy, drogi sprzęt, aby go używać - po prostu dostosuj proces mieszania, aby dodać go we właściwym czasie (zwykle po wymieszaniu głównej żywicy, aby równomiernie się rozprowadziła). Dlatego jest to tak popularna opcja dla firm, które chcą poprawić skuteczność klejenia bez konieczności wydawania pieniędzy.
Czekaj, wróćmy do pierwotnego pytania: Czy uniwersalny olej silikonowy można stosować do produkcji klejów? Krótka odpowiedź brzmi: tak – jeśli użyjesz go prawidłowo, do właściwych zastosowań i połączysz z odpowiednimi emulsjami silikonowymi, jeśli chcesz zapobiec migracji. Ale nie jest to rozwiązanie uniwersalne. Musisz przetestować go pod kątem konkretnego składu i podłoża, ponieważ to, co działa w przypadku taśmy opakowaniowej, może nie działać w przypadku przemysłowych klejów budowlanych.
Jeśli więc czytasz to jako producent klejów i ciekawi Cię przetestowanie uniwersalnego oleju silikonowego w swoich produktach lub potrzebujesz pomocy w wyborze odpowiednich produktów uzupełniających, takich jak nasza hydrofilowa emulsja silikonowa zapobiegająca migracji lub nasz silikonowy środek zmiękczający w celu zwiększenia elastyczności, skontaktuj się z nami. Współpracujemy ze wszystkimi producentami klejów, od małych start-upów po duże korporacje, a my pomożemy Ci znaleźć odpowiednią mieszankę do Twoich potrzeb. Bez presji, bez ofert sprzedaży, po prostu szczera rada od kogoś, kto zajmuje się silikonem wystarczająco długo, aby wiedzieć, co działa.
Zanim zakończę, podsumujmy najważniejsze wnioski, aby mieć pewność, że niczego nie przeoczysz: uniwersalny olej silikonowy może poprawić elastyczność, zmniejszyć kruchość, działać jako środek przeciwpieniący i poprawiać działanie klejów w niskich temperaturach. Należy jednak kontrolować stężenie (zwykle poniżej 5%), używać wersji zemulgowanych, jeśli problemem jest migracja, i brać pod uwagę rodzaj podłoża (porowate czy nieporowate). A kiedy potrzebujesz dodatkowego wsparcia, nasza oferta produktów silikonowych — od wysokośliskiej emulsji silikonowej do bawełny po hydrofilową emulsję silikonową — pomoże Ci dostosować formułę dokładnie do potrzeb.
Jeśli chcesz to przetestować lub po prostu masz więcej pytań, nie wahaj się z nami skontaktować. Jesteśmy tutaj, aby pomóc Ci sprawić, by produkcja klejów przebiegała płynniej, taniej i wydajniej. Nie trać czasu na zgadywanie – porozmawiajmy już dziś o Twoich konkretnych potrzebach.
Referencje
- Clarson, SJ i Semlyen, JA (1993). Polimery silikonowe. Ellisa Horwooda.
- Podręcznik klejów i uszczelniaczy (wyd. 2). (2006). McGraw-Hill.
- Oertel, G. (red.). (1993). Podręcznik poliuretanu: chemia, surowce, przetwarzanie, zastosowanie, właściwości. Publikacje Hansera Gardnera.
- Sanders, JK i Hamilton, T. (2018). Dodatki do klejów na bazie wody. Journal of Adhesion Science and Technology, 32(12), 1297-1315.
