現代の建築、配管、工業用アセンブリでは、構造用鋼、アルミニウム水切り、PVC パイプ、流し込みコンクリート基礎など、多種多様な材料を接着しシールするために 1 つのシーラントが必要になることがよくあります。各基材には、固有の表面エネルギー、多孔性、熱膨張、および化学的適合性の課題があります。間違ったシーラントを使用すると、接着不良、下地の腐食、または早期の亀裂が発生します。このガイドでは、信頼性の高い長期シールを実現するためのエンジニアリング グレードの洞察を提供します。 中性硬化型シリコーンシーラント 金属、プラスチック、コンクリート全体に – 多くの場合、プライマーや表面活性剤を使用しません。
従来のアセトキシシリコーンシーラントは硬化中に酢酸を放出し、下塗りされていない金属（特に銅、真鍮、亜鉛）を腐食し、コンクリートやモルタルなどのカルシウムベースの基材をエッチングします。対照的に、 中性硬化型シリコーンシーラント 中性に近い pH 6 ～ 8 のアルコール (オキシムまたはアルコキシ系) を放出し、腐食性副生成物を除去します。この化学プロファイルにより、PVC などの低表面エネルギー プラスチックや多孔質鉱物表面への優れた接着力を維持しながら、敏感な物質との直接接触が可能になります。
金属には、腐食せず、電気反応を引き起こさないシーラントが必要です。中性硬化シリコーンは以下の用途に特に適しています。 アルミジョイントシーリング 、鋼製建築パネル、および亜鉛メッキ水切り。加速塩水噴霧試験 (ASTM B117) では、裸のアルミニウム上の中性硬化シリコーンは 3000 時間後も孔食や接着力の低下が見られませんが、アセトキシ シリコーンは酢酸の攻撃により 500 時間以内に機能しなくなります。
48件の高層プロジェクト（2018年～2023年）の現場データによると、アルミニウムおよびスチール上の中性硬化シリコーンの年間故障率は0.34%であるのに対し、ポリウレタン代替品の年間故障率は2.1%であり、これは主に優れた耐候性と弾性回復によるものです。
ポリ塩化ビニル (PVC) は表面エネルギーが低く (約 33 ～ 38 dyne/cm)、多くのシーラントを弱める移動性可塑剤を多く含んでいます。ただし、 シリコーンシーラントPVC 特別に設計された接着促進剤を含む配合物は、これらの障害を克服します。 PVC パイプ シーラント用途向けの中性硬化シリコーンは、表面が適切に準備されている場合、剥離試験 (ASTM C794) で 100% の凝集破壊を達成します。
| プロパティ | 非可塑化PVC (uPVC) | 可塑化PVC（フレキシブル） |
|---|---|---|
| 推奨される表面処理 | イソプロピルアルコールワイプ火炎処理（オプション） | 摩耗可塑剤除去剤（キシレンワイプ） |
| プライマーレス接着強度 | 1.2～1.5MPa（ラップせん断） | 0.9～1.1MPa |
| 耐浸水性（7日間、40℃） | 90%の強度保持 | 75% の保持率 |
のために PVCパイプシーラント 非圧力配管 (排気筒、排水管、電線管の入口) での用途では、シーラントは PVC (係数 50 ～ 80×10⁻⁶/K) と隣接する材料間の差動に対応する必要があります。中性硬化シリコーンは、-40°C まで脆くなることなく柔軟性を維持します。これは屋外のパイプ貫通に不可欠です。
コンクリートはアルカリ性 (pH 12 ～ 13) で多孔質で、微小亀裂、炭酸化、水蒸気の透過が起こりやすいです。専用の コンクリートシリコンシーラント アルカリ攻撃に耐性があり、表面のほこりにもかかわらず接着し、凍結融解サイクルを通じて弾力性を維持する必要があります。中性硬化シリコーンは、化学的不活性性と多孔質表面を濡らす能力により、コンクリート接着力においてポリウレタンや多硫化物よりも優れています。
橋の伸縮継手の試験（12 年間モニタリング）では、プレキャストコンクリート部分の中性硬化シリコーンシーラントでは接着不良や凝集亀裂は見られませんでしたが、競合する MS ポリマーシーラントは硬化と動きの調節能力の喪失により 8 年目に交換が必要でした。
プライマーなしで接着できるため、人件費と材料費が大幅に削減されます。以下は技術的な比較です。 多面シリコーン粘着力 商用グレードの中性硬化配合物を使用（ASTM C920、クラス 25、グレード NS に適合）。値はサードパーティのラボレポートに基づいています (基板あたり n=30 サンプル)。
| 基板 | 表面エネルギー (ダイン/cm) | 重ねせん断強度(MPa) | 故障モード | プライマーのおすすめは？ |
|---|---|---|---|---|
| アルミニウム(6061、磨耗) | 840（摩耗後） | 1.82 | 80％の凝集性 | いいえ |
| ステンレス304 | 700-1100 | 1.65 | 70％の凝集性 | 水没サービスのオプション |
| uPVC プロファイル | 38 (受領時) | 1.28 | 95％接着剤（プライマーレス可） | いいえ |
| 軟質PVC（ショアA 75） | 34（クリーニング後） | 0.95 | 混合粘着剤/粘着剤 | はい – シランプライマー |
| コンクリート (4000 psi、軽いブラスト) | 100～150（可変） | 1.45 | 50% コンクリートの破れ | いいえ for dry service; Yes for hydrostatic conditions |
| ポリカーボネート | 45 | 1.10 | 接着剤（プライマーで1.6MPaに向上） | ストレスの多いアプリケーションの場合ははい |
適切な技術はシーラントの化学と同じくらい重要です。金属、プラスチック、コンクリートの界面で一貫した結果を得るには、次の手順に従ってください。
典型的な 3 つの基板接合: 中性硬化シリコンは、金属、PVC、コンクリートの間の異なる動きに対応します。
絆を結ぶ能力 プライマーなしでも接着可能 高度な中性硬化シリコーンを汎用グレードと区別します。プライマーレスの接着力は以下に依存します。
ただし、プライマーレス接着には実際的な限界があります。連続的な水浸漬 (静水圧 > 10 kPa)、極度のアルカリ性 (生コンクリート pH > 13)、または高温サイクル (> 80°C) では、多くの場合、別個のシランプライマーの使用が正当化されます。プライマーは、このような攻撃的な環境において接着強度を 20 ～ 50% 向上させます。
信頼できる寿命データは、混合基材上での中性硬化シリコーンの使用を裏付けています。 3,200 のファサード接合部 (ヨーロッパ、気候帯 Cfb) を対象とした 5 年間の研究では、中性硬化シリコーンとハイブリッド ポリマー シーラントを比較しました。
| パラメータ | 中性硬化シリコーン | MSポリマー(ハイブリッド) |
|---|---|---|
| 2000 時間 QUV 後の接着力損失 (ASTM G154) | いいえne (100% cohesive) | PVC 上で 15% の接着不良 |
| 5000時間後の弾性率変化(23℃から70℃のサイクル) | 8% | 42%(硬化) |
| 吸水率 (7 日間浸漬、重量増加 %) | 0.6% | 2.8%（水膨れが認められる） |
| コンクリート adhesion after 50 freeze-thaw cycles (ASTM C1242) | 1.4MPa（コンクリート100％破壊） | 0.6MPa（接着破壊） |
中性硬化シリコーンでシールされた、築 15 年が経過した駐車ガレージの拡張継手 (コンクリートとコンクリート、およびコンクリートと鋼鉄) を現場検査したところ、92% の継手に目に見える亀裂や剥離がないことがわかりました。ポリウレタンを使用した同じ施設は、硬化と運動能力の喪失により 9 年目に交換が必要になりました。
はい – プレミアムグレードの中性硬化シリコーンは複数の基材向けに配合されています プライマーなしでも接着可能 適切に準備されたアルミニウム、uPVC、健全なコンクリート上。柔軟な PVC または継続的に水没する用途では、シランプライマーにより信頼性が大幅に向上します。本格的な施工の前に、必ず現場密着性試験 (ASTM C1521) で検証してください。
中性硬化シリコーンシーラントは、接合部の設計が正しく、表面が研磨的に洗浄されていれば、沿岸 (塩水噴霧) 環境のアルミニウムおよびステンレス鋼で 15 ～ 25 年間使用できます。アセトキシシリコーンは腐食が促進されるため、海岸金属には推奨されません。サードパーティの耐候性計データは、塩霧に 10,000 時間さらされた後でも物理的特性が 90% 保持されていることを示しています (ASTM B117)。
機械的な除去が不可欠です。ダイヤモンドカップホイールまたは超硬スクレーパー付き振動ツールを使用して古いシーラントを 90% 除去し、その後ワイヤーブラシで磨きます。溶剤は使用しないでください。溶剤は残留物をさらに深く押し込みます。次に、表面を研磨し (CSP 2-3)、掃除機をかけ、アセトンで溶剤を拭き取ります。シリコン汚染が残っている場合（水の玉状になって見える）は再研磨が必要です。
可塑化された PVC は、プラチナ触媒または一部のスズ触媒シリコーンの硬化を阻害する可能性があるプロセス オイル (フタル酸エステル) を放出します。中性硬化 (オキシム) システムは感度が低いですが、可塑剤の大量の移行により硬化が遅くなります。解決策: 貼り付ける前に PVC をキシレンまたは MEK で拭くか、表面を火炎処理します (表面の光沢が消えるまでプロパン火炎を短時間通過させます)。硬化時間は 23°C、相対湿度 50% 以上で 48 時間かかります。
ほとんどの中性硬化シリコーンは、表面エネルギーが低く、シリコーンのにじみのため、従来のラテックスまたはアルキド塗料では塗装できません。特殊なシリコン互換塗料（シロキサンまたはフッ素ポリマーベース）が存在します。最良の結果を得るには、色合わせが必要な場合は、塗装可能なハイブリッド シーラントを検討してください。それ以外の場合は、隣接する基材の色と直接一致する着色シリコン シーラントを選択してください。
