Soluzioni di laminazione adesive liquide otticamente trasparenti per vetro

Data: 15 febbraio 2023

Autore: Chris Davis – HB Fuller (Kömmerling Chemische Fabrik GmbH)

Gli interstrati liquidi rappresentano una soluzione termoindurente alternativa ai materiali termoplastici in foglio più convenzionali per incollare il vetro a se stesso o a tipi di substrati alternativi. Il principio della laminazione liquida generalmente richiede che il vuoto tra i substrati venga sigillato perimetralmente in modo permanente o temporaneo prima dell'introduzione del polimero liquido preindurito. Generalmente richiede solo un cambiamento di fase significativo da liquido a polimero indurito attraverso un catalizzatore o meccanismi fotoiniziatori attivati ​​dalla luce ultravioletta.

I liquidi a flusso libero seguiranno più facilmente la forma, il contorno e la struttura superficiale delle buste in cui vengono iniettati e possono essere considerati "passivi" con una lavorazione generalmente eseguita a temperatura ambiente e senza la necessità di un'eccessiva pressatura meccanica o estrazione sotto vuoto.

In alcuni materiali le catene polimeriche sono classificate come completamente reticolate fornendo conseguentemente un comportamento viscoelastico che può dimostrare una dipendenza relativamente bassa se considerato rispetto alla temperatura, al tempo e alla durata sotto carico.

I materiali LOCA sono progettati per produrre compositi di vetro laminato da utilizzare nella maggior parte delle applicazioni standard, utilizzati sia in prodotti edili che in applicazioni automobilistiche dove i requisiti primari sono la sicurezza e la stabilità strutturale. Una crescente attenzione è ora posta sull'uso dei prodotti LOCA per incorporare e incapsulare funzioni passive e dinamiche fornendo al contempo stabilità meccanica e protezione contro condizioni ambientali potenzialmente dannose.

I vantaggi principali dei materiali e dei sistemi di lavorazione sono identificati come:

I materiali LOCA possono essere basati su piattaforme di poliuretano o acrilato e generalmente rientrano nei seguenti gruppi di pacchetti:

i) Polimerizzazione catalitica a base di poliuretanoii) Polimerizzazione catalitica a base acrilica con luce ultraviolettaiii) Materiali di polimerizzazione catalitica a base acrilica

i) Poliuretano i sistemi sono generalmente progettati con 2 parti formate da un materiale a base di polioli (componente A) e un corrispondente componente a base di isocianato (componente B). Il meccanismo di indurimento è spesso una reazione catalitica di poliaddizione con una funzione che può assorbire piccole quantità di umidità atmosferica all'interno dell'involucro e umidità catturata sulla superficie del substrato dal processo di pulizia del vetro. Questi materiali possono essere considerati idrofobi con basso contenuto di umidità residua. Tuttavia è opportuno evitare l'eccesso di umidità presente durante la fase di polimerizzazione in quanto può creare una reazione collaterale all'interno dell'isocianato formando anidride carbonica che di conseguenza forma una matrice con inclusioni di bolle.

Il condizionamento di entrambi i componenti richiede la degassificazione e l'adesione viene ottenuta tramite una reazione del materiale PU con la superficie del vetro e migliorata dai promotori di adesione.

ii) Polimerizzazione ultravioletta in una sola parteacrilico I materiali a base di carbonio includono un fotoiniziatore incorporato che avvia la polimerizzazione radicalica sotto esposizione ai raggi UVA, dando così luogo alla formazione di catene polimeriche. L'inclusione di co-monomeri può migliorare o ottimizzare proprietà come la resistenza alla trazione per le prestazioni all'impatto.

iii) I materiali acrilici a polimerizzazione catalitica multicomponente sono spesso costituiti da 3 componenti basati su un materiale di base, un catalizzatore e quindi un promotore di adesione separato. Il meccanismo di indurimento avviene generalmente mediante polimerizzazione radicalica tramite un catalizzatore, quindi la reazione inizia solo quando i componenti vengono miscelati.

Entrambi i meccanismi di reticolazione (la polimerizzazione radicalica dei sistemi acrilici e la poliaddizione dei sistemi PU) possono essere considerati esotermici.

Adesione

Esempio dei tipi di adesione (vedi esempio 1)

Tipi di substrato

È possibile la laminazione della maggior parte dei substrati standard, tuttavia i cambiamenti nel tipo e nello spessore potrebbero richiedere una modifica dello spessore dell'interstrato. Alcuni substrati non vetrosi richiedono particolari preparazioni chimiche o pretrattamenti.