DOWSIL SILICONA SELLADO

Definición

El propósito del sellado, es prevenir o limitar la filtración de líquidos, sólidos o gases entre diferentes partes. Los selladores se aplican para evitar
fugas de fluidos o la entrada de cuerpos sólidos o líquidos no deseados.
El sellado es un reto recurrente cada vez más importante en la mayoría de sectores de la industria, incluyendo la fabricación de automóviles, la
construcción, la electrónica, el transporte, los electrodomésticos, la iluminación y la energía.
Las soluciones de sellado tienen distintos tipos y formas, incluyendo soldaduras, juntas de papel, juntas tóricas de goma y adhesivos selladores.
En términos generales, estas soluciones se utilizan para crear barreras que impiden entradas y/o fugas de líquidos, sólidos o gases.

Métodos de Unión

Hay esencialmente dos métodos principales para la formación de un sellado hermético con productos de base silicona. Cada uno tiene sus
propias ventajas y desventajas. Lo primero que hay que preguntarse es si el conjunto tendrá que ser abierto y cerrado con regularidad o si
se puede unir con un adhesivo sellador para siempre.

Adhesivo de Juntas

En este caso se necesita un adhesivo. La junta se consigue mediante las fuerzas de adhesión entre el adhesivo y las dos partes a
ensamblar. El adhesivo crea una barrera que logra el sellado deseado.
Tenemos una amplia gama de adhesivos selladores (monocomponentes, bicomponentes, de fusión en caliente, de curado por calor o
curado a temperatura ambiente, etc.).
Este método de juntas también se conoce como junta FIPG (Formed-In-Place Gasketing).

Ejemplos de aplicación; la unión y sellados de puertasde los hornos, los faros de un ehículo, sellado de soportes electrónicos y accesorios de iluminación,etc.

Juntas de compresión

El sellado se consigue mediante las fuerzas mecánicas ejercidas sobre el conjunto, que comprimen la junta. Este método es especialmente
recomendable para los ensamblajes que se pueden desmontar y volver a montar con regularidad. Los productos típicos de sellado son
elastómeros de silicona y espumas de silicona.
Este método de juntas también se conoce como CIPG (Cured-In-Place Gasketing).

Ejemplos de aplicación: Juntas de armarios eléctricos,

Ventajas y desventajas de ambos métodos

Tecnología de la silicona

Las siliconas, o polisiloxanos, son polímeros inorgánicos formados por una cadena de silicio-oxígeno con
grupos orgánicos unidos a los átomos de la cadena.
La naturaleza química de la silicona le da muchas ventajas sobre los elastómeros y sellantes orgánicos.
La principal característica química de la silicona es la presencia de un alto número de enlaces Si-O con una
energía de enlace que es mucho mayor que la de los de C-O y C-C en polímeros orgánicos. Esto da a las
siliconas una serie de propiedades especí cas:
• Temperatura de degradación muy alta
• Excelente resistencia a los rayos UV y a la intemperie
• Excelente resistencia a altas y bajas temperaturas
• Materiales de baja in amabilidad
• Excelente resistencia a los productos químicos
• Baja toxicidad
• Excelentes propiedades dieléctricas

Sin embargo, si una silicona entra en contacto con productos químicos muy agresivos (disolventes, aceites, soluciones ácidas concentradas, etc.), se
aconseja primero realizar pruebas de compatibilidad de comportamiento. Antala puede utilizar su experiencia y la de Dow Corning para guiarle en la
búsqueda del producto químicamente resistente y mas adecuado para su aplicación.

Los elastómeros de silicona y adhesivos selladores
Los elastómeros de silicona y los adhesivos diseñados para aplicaciones de sellado se dividen en varias tecnologías en función de su método de
aplicación (CIPG o junta FIPG), su química de curado (monocomponente [1K] o bicomponente [2K], policondensación o poliadición) y su temperatura
de aplicación (a temperatura ambiente o a alta temperatura).

Resistencia al calor

Reticulación

Los elastómeros, espumas y selladores de silicona, comparten el mismo principio básico de reticulación. En su estado inicial, estos materiales se
componen de cadenas de polímero PDMS y crosslinking (o agentes de reticulación). Las cadenas de PDMS son terminados por grupos reactivos
que reaccionan con los reticulantes para formar redes tridimensionales. Es la red tridimensional que aporta su  exibilidad y elasticidad

Dependiendo de la naturaleza química de los agentes de reticulación y los grupos reactivos de PDMS, la reticulación se produce en diferentes
condiciones y métodos conocidos como poliadición y policondensación. Suelen ser monocomponentes y bicomponentes RTV.

Policondensación

En el caso de las siliconas de policondensación, el grupo reactivo en el extremo de la cadena de PDMS es un grupo alcohol y los reticulantes son
organosilanos. Cuando el agua (humedad) y un catalizador (sal de estaño) están presentes, el reticulante enlaza las cadenas de PDMS para formar un
elastómero por la liberación de un subproducto de reacción que se evapora.

La naturaleza de este subproducto depende de los agentes de reticulación presentes en la formulación del material. Dependiendo del agente de
reticulación utilizado, se obtienen siliconas acéticas, oximas o alcoxi.

Poliadicción

En el caso de las siliconas de poliadición, las cadenas de PDMS terminan con insaturaciones C = C y los reticulantes son silanos. Cuando un
catalizador a base de platino está presente, los agentes de reticulación reaccionan con las cadenas de PDMS para formar una red tridimensional. A
diferencia de la policondensación, sin subproductos liberados y por lo tanto no se produce ninguna contracción. Otra ventaja de este método de
reticulación es que no hay ninguna posibilidad de reversión. Suelen ser 1K HTV.

Preparación superficial

Si se necesita una junta de compresión o una junta adhesiva, se deben seguir las buenas prácticas de unión antes de aplicar un material.
Entre las buenas prácticas de unión, la preparación de los sustratos es esencial. Los sustratos no preparados pueden estar cubiertos con
contaminantes tales como polvo, lípidos, óxidos metálicos o plasti cantes. Estos contaminantes forman una barrera que impide la adhesión
de la silicona a sustratos no preparados. Por tanto, es esencial que los sustratos estén limpios, libres de grasa y secos.

Además, algunos plásticos – principalmente polietileno, polipropileno, te ón y silicona – son conocidos por ser difíciles de unir. Hay una serie
de tratamientos de super cie que mejoran la adherencia de adhesivos y selladores sobre estos tipos de plástico:

• Tratamiento a llama: Las superficies están
expuestas a las llamas para oxidar y quemar
cualquier contaminante.

• Tratamiento con plasma: Las superficies
están expuestas a un gas inerte (tal como
argón, helio, hidrógeno u oxígeno) a baja
presión para aumentar su porosidad y
energía y de este modo crear puntos
reactivos que mejoran la adhesión.

• Tratamiento de Corona: (o, descarga
de corona) Los sustratos están expuestos a
una corriente de partículas cargadas para
aumentar su rugosidad de la superficie.
Este tratamiento también oxida superficies
y aumenta el número de puntos capaces
de reaccionar con el sellador de silicona
(formación de enlaces de hidrógeno).

• Imprimación: Un recubrimiento con una fuerte a nidad entre sustratos y adhesivos que forma un puente químico. Los Primers consisten
típicamente en compuestos a base de silano en una solución de disolvente. Deben aplicarse en capas muy  nas y se dejan secar de manera
que el disolvente se evapore y los silanos puedan reaccionar (siga siempre los tiempos de secado recomendados por el fabricante de la
imprimación)

Primers para adhesivos y selladores silicona

Adhesivo de juntas

Principio básico

Las juntas adhesivas se hacen generalmente por la dispensación de los adhesivos (ya sea manualmente o robóticamente) en la superficie de una de
las dos partes. Cuando las partes se ensamblan, el sellante se esparce a través de las superficies de ensamblaje y llena los espacios vacíos, huecos e
irregularidades de la superficie.
El sellador luego cura para formar una junta flexible y elástica que actúa como una barrera y proporciona un sellado de larga duración y una unión
permanente sin la necesidad de sujeción mecánica.
Los adhesivos selladores no estructurales se utilizan generalmente para crear sellados adhesivos. Su excelente elasticidad hace que sean lo
suficientemente flexibles como para soportar la expansión térmica diferencial, que se produce cuando materiales diferentes se unen entre sí.
En términos generales, las buenas prácticas de unión se deben seguir al realizar una junta adhesiva, es decir, las piezas a unir deben estar limpias, secas y libres de grasa. Algunos materiales – principalmente de polietileno, polipropileno, teflón y silicona – son conocidos por ser difíciles de unir y deben aplicarse para acoger superficies que han sido tratadas de manera especial (plasma, corona, llama, imprimación, etc.).
Este método de montaje crea uniones fuertes que duran a lo largo de la vida de servicio útil de las piezas. Sin embargo, la separación de las piezas
unidas destruirá la junta. Como resultado, se pretende formar las uniones solo en sistemas que no necesitan ser desmontados.
Este método también se conoce como junta FIPG (Formed-In-Place Gasketing).

Siliconas RTV monocomponentes

Las siliconas monocomponentes RTV curan mediante policondensación a temperatura ambiente. Absorben la humedad del ambiente, formando una
piel, a continuación, curan desde la supeficie hacia el interior del cordón, liberando subproductos en el proceso.
Estos productos curan lentamente en condiciones normales de temperatura y humedad (hasta una profundidad de 3 mm en 24 horas a 25 ° C y la
humedad relativa 50%). Por ello se recomienda evitar el uso de las siliconas monocomponentes RTV con grosores mayores de 15-20 mm. El curado se
puede acelerar un poco mediante el aumento de la humedad relativa y / o la temperatura.

Las siliconas monocomponentes RTV pueden aplicarse manualmente o robóticamente. Las piezas a unir deben ser ensambladas antes de que se
forme la piel y el conjunto resultante no debe exponerse a tensión mecánica durante el curado.

Hay tres tipos principales de siliconas RTV. La diferencia en estos tipos es la naturaleza del subproducto producido durante el curado:
• Siliconas de curado acético: Liberan una pequeña cantidad de ácido acético (característico olor a vinagre) a medida que curan. Esto puede crear
problemas en metales sensibles a la corrosión (acero sin tratamiento, aluminio, cobre, etc.). Por tanto, no se recomienda el uso de estos metales y no
deben ser utilizados cerca de PCB o componentes electrónicos.

• Selladores de fluorosilicona, son un subconjunto de los sellantes de curado acético. Sustituyen los grupos metil del polímero por grupos fluorometil
  que hacen estos selladores altamente resistentes a los hidrocarburos y disolventes polares.
  • Siliconas de curado alcoxi neutro, liberan metanol a medida que curan. A diferencia de las siliconas de curado acético, las siliconas neutras alcoxi son
  adecuadas para su uso en todos los tipos de metal sin ningún riesgo de corrosión. También hay siliconas de curado neutro oxima, que liberan metil etil cetoxima (MEKO). Aunque las siliconas oxima soportan temperaturas mayores que las siliconas alcoxi de curado neutro, se sabe que inducen estrés y grietas en algunos plásticos (policarbonato y acrílico plásticos).

Siliconas nonocomponentes de fusión en caliente

Dow Corning fabrica selladores de silicona de fusión en caliente (temperatura de aplicación; 120ºC)

Estas siliconas de curado neutro alcoxi tienen alta adherencia inicial (high green strenght), lo que permite reducir los tiempos de producción.

Siliconas HTV monocomponentes

Las siliconas HTV monocomponentes curan por poliadición cuando se exponen a altas temperaturas alrededor de 150 ° C.
A diferencia de las siliconas RTV, las siliconas HTV monocomponentes no requieren la humedad ambiental para curar y generan cordones que curan
homogéneamente en toda la masa (esto se conoce como polimerización en masa).
Como resultado, son adecuados para su uso en zonas con poco aire y pueden ser utilizados para formar juntas muy gruesas. Además, su tiempo de curado rápido acelera las tasas de producción.

Beneficios respecto las siliconas RTV:
• Mayor resistencia a aceites de motor y
refrigerantes.
• Resistencia a temperaturas más altas.
• Procesado y equipos de dosificación más
sencillos que los bicomponentes.
• A alta temperatura curan muy rápido.

Las siliconas HTV monocomponentes se pueden aplicar de forma manual o robóticamente. Las piezas para ser unidas entre sí deben ser acopladas
antes de aplicar calor y el conjunto resultante no debe exponerse a esfuerzos mecánicos durante el curado en el horno.

Siliconas RTV bicomponentes

Las siliconas RTV bi-componentes curan después de que sus dos partes se mezclan.
La principal ventaja de estas siliconas es su rápido tiempo de curado, que tanto acorta los tiempos de proceso como aumenta las tasas de producción.
A diferencia de las siliconas RTV monocomponentes, las siliconas RTV bi-componentes son adecuadas para su uso en espacios con nados (no necesitan de la humedad ambiente) y se pueden utilizar con grandes espesores.
Curan homogéneamente a lo largo de la superficie cuando se dispensan.

Juntas de compresión

Principio básico

Las juntas de compresión se hacen generalmente dispensando un material sobre la superficie de una parte y permitiendo que se cure a un producto
flexible y elástico que se deforma bajo carga. A continuación la parte se ensambla (con clips, tornillos, etc.) a una segunda parte que por compresión
sella la junta entre las dos partes.
Este método de juntas también se conoce como CIPG (Curing-In-Place Gasketing).
CIPG se utiliza particularmente para hacer montajes que tienen que ser abiertos y cerrados regularmente (como para el mantenimiento). Cuando se
vuelven a abrir tales conjuntos, la junta comprimida vuelve a su forma original (esta capacidad se conoce como recuperación) y se puede volver a
comprimir.
Dow Corning ofrecen las dos tecnologías de silicona usadas típicamente para CIPG: elastómeros de silicona y espumas de silicona.

Elastómeros de silicona

Los elastómeros de silicona son materiales de dos componentes altamente viscosos. Una vez que ambas partes se mezclan y se dispensan (mayormente de manera robótizada), los materiales deben ser sometidos a altas temperaturas (por unos minutos a 150 ° C , por ejemplo) para que puedan curar por poliadición y se endurecen.

Los elastómeros de silicona curados tienen una dureza que oscila entre 20 y 50 Shore A y deben ser comprimidos a una tasa de 25 a 35% para asegurar
un sellado hermético. Esta dureza es particularmente adecuada para conjuntos sometidos a elevadas fuerzas de sujeción.

Espumas de silicona

Las espumas de silicona son líquidos bicomponentes. Una vez que ambos componentes son robóticamente mezclados y dispensados en una ranura,
la espuma se cura rápidamente por poliadición a temperatura ambiente. Cuando la mezcla cura, se desprende hidrógeno, que permite que la silicona
se hinche y forme una espuma celular (que consta de alrededor de 70% de células abiertas).

Una vez han curado, las espumas de silicona, tienen una dureza que oscila entre aprox. 30-70 Shore 00, lo que hace los productos fácilmente
compresibles que requieren sólo fuerzas de sujeción moderadas. Su tasa de compresión óptima para el sellado adecuada es entre 45% y 55%.

Diseño de las juntas

El diseño de las juntas es un factor crucial para garantizar el control del grado de compresión y el gap adecuado.

Superficie plana: A pesar de ser el más fácil de usar, este diseño no permite
un adecuado control de la tasa de compresión o deformación de la junta.

Superficie ranurada: Facilita la dispensación de junta y el uso permite un
mejor control de la deformación de la junta.

Superficie plana con limitador de compresión: El tope ayuda a controlar
el espesor de la junta comprimida e, indirectamente, la tasa de compresión.

Volumen vacio: Del mismo modo, los limitadores de compresión ayudan
a controlar el espesor de la junta comprimida e, indirectamente, la tasa de
compresión. Además, el segundo limitador de compresión proporciona un
mejor control de la deformación de junta. Este tipo de diseño de la junta es
particularmente adecuado para espumas de silicona.

La lengua en la ranura: Este diseño de junta permite el mejor ajuste de la
junta entre las partes y de la tasa de compresión. Este tipo de diseño de la
junta es particularmente adecuado para espumas de silicona.

Niveles de consumo estimado

Longitud del cordón, en metros,según el tipo de embalaje y el diámetro de extrusión