二液性構造シリコーンシーラントは、高強度で大きな荷重に耐えることができ、耐老化性、耐疲労性、耐腐食性に優れ、想定される耐用年数内で安定した性能を発揮します。構造部品の接着に耐える接着剤として適しており、主に金属、セラミック、プラスチック、ゴム、木材などの同種材料間、または異種材料間の接着に使用され、溶接、リベット留め、ボルト締めなどの従来の接合方法を部分的に代替することができます。
シリコーン構造シーラントは、完全隠しフレームまたは半隠しフレームのガラスカーテンウォールに使用される重要な材料です。プレートと金属フレームを接合することで、風荷重やガラス自重荷重に耐えることができ、建物のカーテンウォール構造の耐久性と安全性に直接関係します。ガラスカーテンウォールの安全性における重要な要素の一つです。
これは、線状ポリシロキサンを主原料とする構造用シーラントです。硬化プロセス中に、架橋剤がベースポリマーと反応して、三次元ネットワーク構造を持つ弾性材料を形成します。シリコーンゴムの分子構造におけるSi-O結合エネルギーは、一般的な化学結合の中で比較的大きいため（Si-Oの具体的な物理化学的特性：結合長0.164±0.003nm、熱解離エネルギー460.5J/mol。C-O358J/mol、C-C304J/mol、Si-C318.2J/molよりも著しく高い）、他のシーラント（ポリウレタン、アクリル、ポリサルファイドシーラントなど）と比較して、耐紫外線性および耐大気老化能力が強く、さまざまな気象環境下で30年間ひび割れや劣化を起こさずに維持できます。広い温度範囲で±50%の変形および変位に対する耐性があります。しかし、シリコーン構造シーラントの使用が増加するにつれて、実用上、次のようなさまざまな問題が発生します。成分Bの粒子凝集と粉砕、成分Bの分離と層状化、圧縮プレートが押し下げられない、または接着剤が裏返る、接着機の接着剤出力速度が遅い、蝶形シートの接着剤に粒子がある、表面乾燥時間が速すぎるか遅すぎる、接着剤に皮膜や加硫が発生する、接着剤製造プロセス中に「花の接着剤」が発生する、コロイドが正常に硬化しない、数日硬化後に手がべたつく、硬化後に硬度が異常、基材との接着面に針状の孔がある、シリコーンシーラントに気泡が閉じ込められる、基材との接着が不良、付属品との互換性がない、など。
2. 二成分構造シリコーン接着剤に関するよくある質問分析
2.1 B部分は粒子凝集と粉砕を起こしている
成分Bの粒子凝集および粉砕が発生した場合、原因は2つ考えられます。1つ目は、使用前に上層でこの現象が発生していた場合で、これは包装の密封不良が原因です。成分Bに含まれる架橋剤またはカップリング剤は活性化合物であり、空気中の湿気に敏感なため、このロットは製造元に返品する必要があります。2つ目は、使用中に機械が停止し、再び電源を入れたときに粒子凝集および粉砕が発生した場合で、これは接着機の加圧板とゴム材料間の密封状態が不良であることを示しており、機器メーカーに連絡して問題を解決する必要があります。
2.2 接着機の速度が遅い
製品を初めて使用する際、接着工程中に接着機の接着剤吐出速度が遅すぎる場合があります。考えられる原因は3つあります。⑴成分Aの流動性が低い、⑵加圧板が大きすぎる、⑶空気源の圧力が不足している。
原因が1番目または3番目であると判断された場合は、グルーガンの圧力を調整することで解決できます。原因が2番目であると判断された場合は、口径の合うバレルを注文することで問題を解決できます。通常使用中に接着剤の吐出速度が遅くなった場合は、ミキシングコアとフィルタースクリーンが詰まっている可能性があります。詰まりが見つかった場合は、速やかに機器を清掃する必要があります。
2.3 引き離し時間が速すぎるか遅すぎる
構造用接着剤の破壊時間とは、混合後にコロイドがペースト状から弾性体に変化するまでの時間を指し、一般的に5分ごとにテストされます。ゴム表面の乾燥と硬化に影響を与える要因は3つあります。(1) A成分とB成分の比率などの影響、(2) 温度と湿度（温度の影響が主なもの）、(3) 製品自体の配合の欠陥。
理由（１）の解決策は、比率を調整することです。成分Bの割合を増やすと硬化時間が短縮され、接着層が硬く脆くなります。一方、硬化剤の割合を減らすと硬化時間が長くなり、接着層が柔らかくなり、靭性が向上し、強度が低下します。
一般的に、成分A：Bの体積比は（9～13：1）の間で調整できます。成分Bの割合が高いほど、反応速度が速くなり、破断時間が短くなります。反応が速すぎると、トリミングやガンの停止時間に影響が出ます。遅すぎると、コロイドの乾燥時間に影響が出ます。破断時間は通常20～60分の間で調整されます。この比率範囲での硬化後のコロイドの性能は基本的に同じです。また、施工温度が高すぎる場合や低すぎる場合は、成分B（硬化剤）の割合を適切に増減することで、コロイドの表面乾燥と硬化時間を調整できます。製品自体に問題がある場合は、製品を交換する必要があります。
2.4 接着工程で「フラワーグルー」が登場する
花のガムは、A/B成分のコロイドの混合が不均一なために発生し、局所的な白い筋として現れます。主な原因は次のとおりです。⑴接着剤製造機の成分Bの配管が詰まっている。⑵スタティックミキサーが長期間清掃されていない。⑶スケールが緩んでおり、接着剤の吐出速度が不均一である。これは装置を清掃することで解決できます。理由(3)については、比例制御器を確認し、適切な調整を行う必要があります。
2.5 接着剤製造工程におけるコロイドの皮膜形成または加硫
二液性接着剤は混合工程中に部分的に硬化すると、グルーガンから出てくる接着剤に皮膜や硬化が現れることがあります。硬化速度や吐出速度に異常がないにもかかわらず、接着剤に皮膜や硬化が見られる場合は、機器が長時間停止していた、グルーガンが洗浄されていない、または十分に洗浄されていない可能性があります。洗浄後、皮膜や硬化した接着剤を洗い流してください。
2.6 シリコーンシーラントに気泡が入っている
一般的に、コロイド自体には気泡は含まれていませんが、コロイド中の気泡は、輸送中や施工中に空気と混ざり合う可能性があります。例えば、⑴ゴムバレル交換時に排気口を清掃しない場合、⑵部品を機械に載せた後、プレートに押し付けても十分に押し付けられず、脱泡が不十分な場合などです。したがって、使用前に泡を完全に除去し、使用中は接着機を正しく操作して、確実に密閉し、空気の侵入を防ぐ必要があります。
2.7 基材への接着不良
シーラントは万能接着剤ではないため、実際の用途においてあらゆる基材に確実に接着するとは限りません。基材表面処理方法や新技術の多様化に伴い、シーラントと基材の接着速度や接着効果も変化しています。
構造用接着剤と基材との接合界面の損傷には、3つの形態があります。1つは凝集損傷、すなわち凝集力＞凝集力、もう1つは接着損傷、すなわち凝集力＜凝集力です。接合損傷面積が20%以下であれば合格、20%を超える場合は不合格となります。接着損傷面積が20%を超えることは、実用上望ましくない現象です。構造用接着剤が基材に接着しない理由は、以下の6つが考えられます。
⑴ PPやPEなどの基材自体が接着しにくい。これらの基材は分子結晶性が高く表面張力が低いため、ほとんどの物質と分子鎖拡散や絡み合いを形成できず、界面で強い接着を形成できない。
⑵ この製品の接着範囲は狭く、一部の基板にしか適用できません。
⑶メンテナンス時間が不十分です。通常、二液性構造用接着剤は少なくとも3日間、一液性接着剤は7日間硬化させる必要があります。硬化環境の温度と湿度が低い場合は、硬化時間を延長する必要があります。
⑷ 成分AとBの比率が間違っています。2液性製品を使用する場合は、ベース接着剤と硬化剤の比率を調整するために、製造元が指定する比率を厳守する必要があります。そうしないと、硬化の初期段階、または使用後期の接着性、耐候性、耐久性に問題が生じる可能性があります。
⑸ 基材の清掃が不十分であった場合。基材表面のほこり、汚れ、不純物は接着を妨げるため、構造用接着剤と基材がしっかりと接着するように、使用前に厳密に清掃する必要があります。
⑹ プライマーの塗布が規定通りに行われなかった場合。プライマーはアルミニウム形材の表面の前処理に使用され、接着時間の短縮と同時に、接着部の耐水性と耐久性を向上させます。したがって、実際の施工においては、プライマーを正しく使用し、不適切な使用方法による剥離を厳重に避ける必要があります。
2.8 付属品との互換性
付属品との互換性がない理由は、シーラントが接触する付属品と物理的または化学的な反応を起こし、構造用接着剤の変色、基材への非接着性、構造用接着剤の性能低下、構造用接着剤の寿命短縮などの危険が生じるためです。
3．結論
シリコーン系構造用接着剤は、高強度、高安定性、優れた耐老化性、耐高温性などの優れた特性を持ち、建築物のカーテンウォールの構造接着に広く用いられています。しかしながら、実際の施工においては、人的要因や選定された基材の問題（施工仕様を厳密に遵守できない場合など）により、構造用接着剤の性能が大きく損なわれ、場合によっては無効となることもあります。そのため、施工前にガラス、アルミニウム材料、付属品の適合性試験および接着性試験を実施し、施工中は各工程の要件を厳密に遵守することで、構造用接着剤の効果を最大限に引き出し、プロジェクトの品質を確保する必要があります。
投稿日時：2022年11月30日