Que sont les mastics de construction ?

1.1 Selon le rôle joué par différents :

L'un est les mastics structurels pour la construction, et l'autre est les mastics non structurels. Le mastic structurel est également appelé adhésif structurel. Il est utilisé dans la production d'éléments de mur-rideau pour le collage structurel et l'étanchéité du verre, des pourtours des fenêtres et des portes, et d'autres panneaux de construction dans l'industrie du bâtiment ; ceux-ci sont entièrement collés au cadre par un adhésif structurel, sans autre connexion fixe. Par conséquent, les adhésifs structurels ont des exigences strictes en matière de résistance et d' adhérence.  

Le mastic non structurel est le mastic de construction autre que l'adhésif structurel. Le rôle de ce type d'adhésif est d'étanchéifier les joints (joints de dilatation, joints verticaux, joints horizontaux), sans collage structurel. Il n'y a donc pas d'exigences très strictes en matière de résistance, à condition qu'il puisse bien adhérer sur les différents substrats et posséder des propriétés d'étanchéité pour empêcher les fuites de fluide. Pour tenir compte de l'impact de la dilatation et de la contraction thermiques du substrat sur l'expansion et la contraction de la largeur du joint, le mastic doit avoir une bonne élasticité et une bonne capacité de déplacement.  

1.2 Composition chimique

Une méthode de classification plus courante repose sur la composition chimique. Selon la composition chimique du caoutchouc de base des mastics, ceux-ci peuvent être divisés en mastics polysulfure, polyuréthane, silicone, néoprène, butyle, acrylique et autres. Actuellement, le marché est dominé par trois grandes catégories : les silicones, les polyuréthanes et les polysulfures. Les exigences environnementales pour ces trois types de mastics concernant la teneur en composés organiques volatils sont claires : la réglementation chinoise stipule que les mastics silicone doivent respecter un indicateur environnemental de teneur en composés organiques volatils inférieure à 100 g/kg. (Parmi eux, le mastic silicone est stable, avec une excellente résistance aux UV, à l'ozone, au vieillissement climatique, à la température, et se présente sous forme monocomposant ou bicomposant pour de multiples applications. En même temps, il peut être fabriqué selon les besoins du bâtiment pour répondre à différentes exigences de performance. L'application des mastics silicone est plus répandue en Chine. Et la XJY-8206 Résine silicone méthyl vinylique (VMQ) est largement utilisée dans l'industrie de la construction en raison de ses bonnes performances de renforcement et de son effet durcissant.)

1.3 Conditionnement des composants 

Le mastic de construction est divisé en conditionnement monocomposant et bicomposant selon la classification de l'emballage.

Le conditionnement monocomposant consiste à mélanger toutes les matières premières du mastic, à les conditionner hermétiquement dans une bouteille en plastique ou un film aluminium souple. Lors de l'utilisation, le produit peut être extrait de l'emballage à l'aide d'un pistolet à colle.

Le conditionnement bicomposant est composé de deux composants, A et B. Généralement, le composant A est le matériau adhésif de base, et le composant B est le durcisseur. Des charges et d'autres additifs sont ajoutés dans les composants A et B selon les besoins. Lors de l'utilisation, un équipement mécanique spécial (mélangeur bicomposant) est utilisé pour mélanger les composants A et B dans les proportions prescrites, et les composants A et B sont durcis par réaction chimique. Ni le composant A seul ni le composant B seul ne peuvent être utilisés.

1.4 Caractéristiques de durcissement

Les mastics peuvent être divisés en différentes classifications telles que les mastics à réaction chimique, à solvant volatil et à thermo-durcissement, selon les caractéristiques de durcissement. Les mastics silicone appartiennent au type à réaction chimique.

2. Mastics de construction silicone

2.1 Comment les mastics de construction silicone sont-ils classés ?

Les mastics silicone élastomères pour joints de construction sont durcis par des réactions chimiques pour condenser et libérer de petites molécules volatiles. Selon les différentes réactions chimiques qui libèrent différentes petites molécules, ces produits peuvent être à nouveau classés. Il existe deux types de produits en circulation sur le marché : l'un est le mastic acide, de nature acide, la petite molécule libérée lors du durcissement est l'acide acétique, qui a une odeur acide et est corrosif pour certains matériaux métalliques, et est également irritant et corrosif pour le corps humain. Un autre type de mastic silicone est le mastic neutre, de nature neutre, divisé en mastic alcool et mastic cétoxime selon les petites molécules libérées pendant le processus de durcissement. Le mastic de type alcool et la petite molécule libérée lors du durcissement est le méthanol, qui n'a pas d'odeur corrosive et irritante. Le mastic cétoxime émet de la cétoxime lors du durcissement, qui est plus odorant que le mastic à base d'alcool. Ces deux types de mastics silicone diffèrent par leur odeur et leur nature.

2.2 Comment produire des mastics de construction silicone ?

Les mastics silicone élastomères sont principalement composés d'adhésif de base, de charge et d'agent de réticulation(tout comme Le XJY-705 1,3,5,7-Tétraméthylcyclotétrasiloxane/XJY-707 Polydiméthylsiloxane à terminaison hydrure, les deux peuvent être utilisés comme agents de réticulation spéciaux), catalyseur et autres composants fournissant une barrière imperméable protectrice. L'adhésif de base est le matériau de base du mastic, qui détermine les performances du mastic. Le caoutchouc de base est le caoutchouc silicone vulcanisé à température ambiante 107, la structure chimique est le polydiméthylsiloxane à terminaison hydroxyle, et la charge est une poudre inorganique, telle que la silice, le carbonate de calcium, le carbonate de calcium lourd, etc. (XIY-8207 Résine MQ Hydrogène S/M peut être utilisé comme charge de renforcement pour l'adhésif RTV à ajouter dans le mastic de construction.) Le rôle de la charge est de fournir résistance, dureté, propriétés rhéologiques, etc. Les agents de réticulation et les catalyseurs constituent le système de durcissement du mastic. Les mastics sont transformés de l'état liquide en mastics pour joints élastomères par la réaction du caoutchouc de base avec l'agent de réticulation, le catalyseur et l'eau dans l'air. Ils peuvent également être transformés en mastics à faible module selon la formulation.

Le processus de production du mastic est le processus de mélange de deux ou plusieurs composants du mastic. La méthode de production habituelle consiste à mélanger le matériau de base et la charge avec un malaxeur et, si nécessaire, avec un broyeur, puis à mélanger l'agent de réticulation, le catalyseur et d'autres additifs sous vide avec une machine planétaire.

2.3 Quelles sont les propriétés des mastics de construction silicone ?

Comparé à d'autres types de mastics (tels que les mastics polyuréthane, les mastics acryliques et autres mastics), en tant que mastics élastomères, l'élasticité, la résistance aux hautes températures, les propriétés d'étanchéité et la flexibilité à basse température du mastic de construction silicone sont meilleures, la résistance aux intempéries, la résistance à l'ozone et la résistance aux UV sont meilleures, et la durée de vie est longue, il est plus adapté à l'industrie de la construction, mais le coût relativement élevé du silicone, est généralement un peu plus cher que les autres variétés de mastics, la résistance, en particulier la résistance à la déchirure est faible, il existe des informations sur la résistance à l'eau qui est inférieure à celle des mastics polyuréthane, la résistance à l'huile n'est pas aussi bonne que le mastic polysulfure, les mastics acryliques ont une meilleure viscosité. Et le choix exact dépend de l'application principale des mastics dans l'industrie de la construction.

2.4 Comment le mastic de construction silicone durcit-il ?

L'emballage scellé du mastic monocomposant dans le conteneur est stable, une fois sorti du conteneur et exposé à l'air, il durcira. Il s'agit d'un processus de réaction chimique, le mastic est initialement une pâte, et après contact avec l'air, l'adhésif de base du mastic, l'agent de réticulation ( XJY-711 Copolymère de méthylhydrosiloxane et de diméthylsiloxane à terminaison hydrure cpeut également être utilisé comme agent de réticulation pour les applications de caoutchouc silicone, c'est l'une des principales matières premières pour les mastics pour joints élastomères), l'agent de réaction chimique entre le catalyseur et l'eau dans l'air, le résultat de cette réaction chimique est de transformer progressivement cette pâte en un solide élastique, ce qui est le durcissement du mastic. Après l'extrusion du mastic, la surface du mastic est la première à être exposée à l'eau, donc la première à durcir est également la surface. Une fois la surface durcie, l'eau s'infiltre depuis la surface durcie, la couche intérieure durcit à son tour, et le mastic durcit progressivement de la surface vers l'intérieur. Plus le mastic est épais, plus il lui faut de temps pour durcir complètement. Par exemple, un adhésif de 10 mm d'épaisseur met généralement plus d'une semaine à durcir complètement.

Le mastic bicomposant est réalisé par une réaction chimique entre les composants A et B. Les composants A et B sont stockés séparément pour assurer l'étanchéité et sont stables ; une fois mélangés, ils commencent à réagir, donc ils doivent être utilisés immédiatement après le mélange. La réaction de durcissement du bicomposant ne nécessite pas la participation de l'eau dans l'air, donc il durcit simultanément à l'intérieur et en surface. Le temps de durcissement complet n'est pas lié à l' épaisseur de l'adhésif, et la réaction n'est également pas liée au contact avec l'air ou non ; tant que les composants A et B sont mélangés, ils durciront même dans un état hermétique.

2.4.1 Performances de durcissement du mastic

Séchage en surface : Le mastic est pâteux lorsqu'il est extrudé, et l'adhésif adhère aux doigts ou à d'autres matériaux lorsqu'ils touchent sa surface. Après l'extrusion du mastic, la surface en contact avec l'eau commence à durcir et à former une croûte ; lorsque la peau se forme, alors lorsque le doigt ou le matériau touche la surface, il n'y a plus d'adhésif adhérant au doigt ou au matériau. C'est ce qu'on appelle le séchage en surface.

Temps de séchage en surface : Le temps nécessaire au mastic pour sécher est le temps de séchage en surface à partir du moment où le mastic est extrudé du récipient.

Après le séchage du mastic, la surface est touchée par le doigt ; bien qu'aucun matériau adhésif n'adhère au doigt, on ressent encore une adhérence entre la surface adhésive et le doigt. Ce phénomène, nous l'appelons « non-élimination du collant ». C'est la manifestation que la réaction de durcissement de la surface adhésive n'a pas été réalisée complètement. Avec le temps, elle durcira davantage jusqu'à ce que la surface forme une couche de peau élastique et résistante, et que le contact du doigt donne une sensation sèche, sans sensation d'adhérence ; nous appelons cela « élimination du collant ».

Temps d'élimination du collant : Le temps nécessaire au mastic, à partir de sa sortie du récipient, pour que sa surface élimine le collant, est le temps d'élimination du collant.

3. Quels facteurs affecteront la performance de durcissement des mastics ?

Les facteurs environnementaux ont un effet très prononcé sur les performances de durcissement des mastics. Premièrement, l'impact de la température : plus la température est élevée, plus la vitesse de réaction de durcissement est rapide ; le phénomène est que la surface sèche et l'élimination du collant sont plus rapides. Si la température est très basse, par exemple en dessous de 5 °C, le durcissement du mastic sera très lent. Et si la température est trop élevée, par exemple à 40 °C ou plus, le mastic durcit trop rapidement en surface, ce qui le rend peu pratique à utiliser.

L'humidité a également un effet significatif sur les performances de durcissement des mastics, car la réaction de durcissement nécessite de l'eau dans l'air. Ainsi, un temps trop sec, comme une humidité relative inférieure à 40 °C, n'est pas bon pour le durcissement du mastic. Mais l'humidité n'est pas idéale lorsqu'elle est trop élevée, car le durcissement du mastic libère de petites molécules volatiles ; si l'humidité de l'air est trop importante, ces petites molécules ne se volatilisent pas facilement, ce qui n'est également pas favorable au durcissement du mastic. L'expérience a prouvé que lorsque l'humidité relative est supérieure à 80 °C, l'élimination du collant et le durcissement profond du mastic sont affectés ; parfois, après 2 à 3 jours, la surface du mastic reste collante.

Les conditions standard pour les performances du mastic telles que stipulées dans les normes nationales sont une température de (23±2) °C et une humidité relative de (50±5) %.

4. La performance principale du mastic

Outre les performances de durcissement mentionnées ci-dessus, les éléments de performance suivants sont également importants :

(1) Aspect :

L'apparence du mastic dépend principalement de la dispersion de la charge dans l'adhésif de base. La charge est une poudre solide qui, après dispersion dans le malaxeur, le broyeur et la machine planétaire, peut être uniformément dispersée dans le caoutchouc de base pour former une pâte fine ; parfois, selon la nature de la charge elle-même, l'existence d'une très petite quantité de particules fines ou de sable fin n'est pas exclue, ce qui est un phénomène normal acceptable. Si la charge n'est pas bien dispersée, il y aura de nombreuses particules très grossières. Outre la dispersion de la charge, certains autres facteurs peuvent affecter l'apparence du produit, comme le mélange avec des impuretés granulaires, la formation de croûte, etc. Toutes ces conditions seront considérées comme une apparence grossière. La méthode d'observation de l'apparence consiste à observer directement le produit sorti de l'emballage, ou à déposer 1 à 2 g du produit sur du papier blanc, plier le papier blanc à plat puis l'ouvrir pour observation ; le terme utilisé est “ observation en papillon ”. Lorsque des grains grossiers sont trouvés, ils doivent être évalués.

(2) Dureté :

La dureté fait référence à la dureté du mastic après qu'il a complètement durci en un corps caoutchouteux, ce qui est l'une des propriétés physiques et mécaniques du produit. La dureté désigne la capacité du matériau à résister aux tentatives de rayure ou de pression sur sa surface. Selon les différentes méthodes de mesure de la dureté, celle-ci est exprimée de diverses manières, telles que la dureté Brinell, la dureté Rockwell et la dureté Shore. La réglementation nationale utilise la dureté Shore A. La valeur de dureté standard est détectée en fabriquant des éprouvettes avec un duromètre selon la méthode standard nationale. Une dureté élevée du mastic signifie une rigidité de surface suffisante, mais un manque d'élasticité et de flexibilité ; une dureté faible, au contraire, signifie une bonne élasticité et flexibilité, mais une rigidité insuffisante. Par conséquent, le mastic n'est ni plus dur ni plus mou, mais doit répondre à une certaine plage d'exigences en fonction des besoins réels.

(3) Résistance à la traction :

La résistance à la traction est également l'une des propriétés mécaniques du mastic après durcissement complet. La résistance à la traction est également connue sous le nom de résistance à la rupture et de résistance au déchirement, communément appelée résistance à la traction. Le matériau peut résister aux dommages lorsqu'il est soumis à une tension. La valeur de la résistance à la traction est également détectée selon la méthode spécifiée dans la norme nationale. Le mastic, selon les besoins de son utilisation, doit avoir une certaine exigence de résistance, en particulier pour l'adhésif structurel, qui doit également respecter la valeur minimale de résistance spécifiée dans les normes nationales ; un mastic dont la résistance est trop faible ne peut pas répondre aux besoins d'utilisation. Cependant, insister excessivement sur la résistance du mastic en ignorant l'élasticité n'est pas pertinent.

(4) Allongement :

L'allongement est la performance élastique du mastic après durcissement complet, il fait également partie des propriétés mécaniques, ce qui désigne l'allongement total du matériau en tension et le pourcentage du rapport entre celui-ci et la longueur d'origine. Un bon mastic élastique aura un grand allongement. En tant qu'exigence minimale d'allongement, le mastic doit répondre aux exigences de la norme nationale concernant les performances d'allongement fixe.

(5) Module de traction et capacité de déplacement :

Le module d'élasticité en traction et la capacité de déplacement sont une performance globale des propriétés mécaniques ci-dessus. Le module d'élasticité en traction est caractérisé par la résistance du mastic lorsqu'il est étiré à un certain allongement. Par conséquent, le toucher est exprimé avec l'allongement, par exemple un allongement de 251 TP3T lorsque le toucher en traction est de 0,46. MPa. La capacité de déplacement indique la capacité du mastic à résister au déplacement dû à la dilatation thermique et à la contraction du matériau de base entraînant un décalage du joint. Par exemple, nous disons que le mastic a une capacité de déplacement de ± 251 TP3T, ce qui montre que l'utilisation du produit peut supporter 251 TP3T de l'étirement et de la compression de la largeur d'origine du joint, comme la largeur d'origine du joint est de 12 mm, il peut être comprimé à un maximum de 9 mm, s'étirant à 15 mm. La capacité de déplacement peut être détectée par le cycle d'étirement et de compression ou la méthode du cycle de traction à froid et de pressage à chaud.

(6) Adhésion au substrat :

Il s'agit d'une performance très importante dans l'utilisation réelle du mastic, le mastic doit avoir une bonne adhérence au substrat d'utilisation réelle pour être utilisé. La façon facile de tester l'adhérence est de nettoyer et sécher le substrat avec des solvants ou détergents appropriés, et le mastic sera placé dessus, après le durcissement du mastic (environ 3-5 jours), décollez le mastic à la main pour observer la situation de liaison.

(7) Extrusion :

Il s'agit d'un projet de performance de construction de mastic, utilisé pour indiquer la facilité d'utilisation du mastic lors de l'évaluation du degré de difficulté, un caoutchouc trop épais a une mauvaise extrudabilité, et l'utilisation de la colle est très laborieuse. Mais si l'on considère simplement l'extrudabilité et que le caoutchouc est trop fin, cela affectera la thixotropie du mastic.

(8) Thixotropie :

Il s'agit d'un autre élément de performance de construction du mastic, la thixotropie est l'antonyme de la fluidité, ce qui signifie que le mastic ne changera de forme que sous une certaine pression, sans force externe, il peut maintenir sa forme et ne coule pas. La norme nationale pour la détermination du degré d'affaissement est le jugement de la thixotropie du mastic.

5. Méthodes d'évaluation des propriétés de performance des mastics

Comment pouvons-nous choisir le mastic le plus approprié ? Le mastic du tube en bande, dans le processus de colle et l'observation de la bande peut être testé ou un jugement simple des propriétés suivantes.

(1) Extrudabilité : L'extrudabilité de la colle peut être ressentie initialement par la difficulté de la colle.

(2) Performance de durcissement : Après que la bande de colle soit appliquée, le temps de séchage en surface, le temps d'élimination du collant et le temps de durcissement complet peuvent être mesurés pour déterminer si la performance de durcissement est normale.

(3) Thixotropie : Après l'application de la bande adhésive, le mastic de surface est qualifié pour la thixotropie s'il est placé horizontalement sans déformation, et s'il présente un phénomène d'écoulement et de déformation, cela montre que la thixotropie n'est pas bonne.

(4) Dureté : Après que la bande adhésive soit complètement durcie (généralement environ 1-2 jours), vous pouvez sentir la dureté de la bande adhésive en appuyant dessus avec votre doigt, et la méthode peut être comparée relativement à la dureté.

(5) Résistance, élasticité et allongement : Tirer sur la bande complètement durcie peut permettre un jugement relatif sur la résistance, l'élasticité et l'allongement. Cette expérience doit être notée : nous appliquons généralement la bande sur du papier, après avoir décollé la bande du papier, il reste souvent une couche de papier collée sur la bande. Si l'on tire sur cette bande, parce que le papier n'est pas élastique, une traction le déchirera, tandis que le papier collé sur la bande se déchirera également. En raison de la faible résistance à la déchirure des mastics silicone, la contrainte générée par l'étirement se concentrera sur la déchirure, ce qui facilitera le déchirement de la bande à partir de cet endroit, affectant l'observation et le jugement. La bonne pratique consiste à appliquer la bande adhésive sur un film plastique et à tirer la bande adhésive pour juger de la performance après son durcissement complet.

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