Les mastics silicones structuraux bi-composants présentent une haute résistance, supportent des charges importantes et résistent au vieillissement, à la fatigue et à la corrosion. Leurs performances restent stables tout au long de leur durée de vie prévue. Ils conviennent aux adhésifs assurant le collage de pièces structurelles. Ils sont principalement utilisés pour le collage de métaux, de céramiques, de plastiques, de caoutchouc, de bois et d'autres matériaux, qu'ils soient de même nature ou différents. Ils peuvent ainsi remplacer partiellement les méthodes d'assemblage traditionnelles telles que le soudage, le rivetage et le boulonnage.
Le mastic silicone structurel est un matériau essentiel pour les murs-rideaux en verre à ossature entièrement ou partiellement dissimulée. Assurant la liaison entre les panneaux et les cadres métalliques, il résiste aux charges dues au vent et au poids propre du verre, ce qui influe directement sur la durabilité et la sécurité des structures de murs-rideaux. Il constitue un élément clé de la sécurité des murs-rideaux en verre.
Il s'agit d'un mastic structural dont le polysiloxane linéaire est la matière première principale. Lors du durcissement, l'agent de réticulation réagit avec le polymère de base pour former un matériau élastique à structure de réseau tridimensionnelle. L'énergie de liaison Si-O dans la structure moléculaire du caoutchouc de silicone étant relativement élevée par rapport aux liaisons chimiques courantes (propriétés physico-chimiques spécifiques de Si-O : longueur de liaison 0,164 ± 0,003 nm, énergie de dissociation thermique 460,5 J/mol, nettement supérieure à celles de C-O (358 J/mol), C-C (304 J/mol) et Si-C (318,2 J/mol)), ce mastic présente une excellente résistance aux UV et au vieillissement atmosphérique. Il conserve ses propriétés sans fissures ni détérioration pendant 30 ans, quelles que soient les conditions climatiques. Il offre une résistance à la déformation et au déplacement d'environ 50 % sur une large plage de températures. Cependant, l'utilisation croissante des mastics structuraux en silicone engendre divers problèmes lors de leur application pratique : agglomération et pulvérisation des particules du composant B, ségrégation et stratification de ce composant, impossibilité d'appliquer la colle par compression ou retournement de la colle, faible débit de colle de la machine à encoller, présence de particules dans la colle, temps de séchage superficiel inadéquat, formation d'une pellicule ou vulcanisation de la colle, apparition de « fleurs de colle » lors de la préparation de la colle, polymérisation anormale du colloïde, sensation collante au toucher après quelques jours de polymérisation, dureté anormale après polymérisation, présence de micro-porosités à la surface de collage avec le substrat, bulles d'air emprisonnées dans le mastic silicone, mauvaise adhérence au substrat, incompatibilité avec les accessoires, etc.
2. Analyse FAQ des adhésifs silicones à deux composants
2.1 La partie B présente une agglomération et une pulvérisation des particules
Si une agglomération et une pulvérisation des particules du composant B se produisent, deux raisons sont possibles : premièrement, ce phénomène s’est produit dans la couche supérieure avant utilisation, en raison d’une mauvaise étanchéité de l’emballage. L’agent de réticulation ou de couplage du composant B étant un composé actif, il est sensible à l’humidité ambiante. Dans ce cas, le lot concerné doit être retourné au fabricant. Deuxièmement, l’agglomération et la pulvérisation des particules peuvent survenir lors de la remise en marche de la machine après un arrêt. Ceci indique un défaut d’étanchéité entre le plateau de pression de la machine à encoller et le matériau en caoutchouc. Il convient alors de contacter le service après-vente pour résoudre le problème.
2.2 La vitesse de la machine à colle est lente
Lors de la première utilisation du produit, le débit de colle de la machine à coller est trop faible. Trois raisons peuvent l'expliquer : ⑴ le composant A est peu fluide, ⑵ la plaque de pression est trop grande et ⑶ la pression d'air comprimé est insuffisante.
S'il s'agit de la première ou de la troisième cause, on peut résoudre le problème en ajustant la pression du pistolet à colle ; s'il s'agit de la deuxième cause, commander un canon de calibre compatible peut résoudre le problème. Si le débit de colle diminue en cours d'utilisation, il se peut que la tête de mélange et le filtre soient obstrués. Le cas échéant, il convient de nettoyer l'appareil rapidement.
2.3 Le temps de départ est trop rapide ou trop lent
Le temps de rupture de l'adhésif structural correspond au temps nécessaire pour que le colloïde passe de l'état de pâte à un état élastique après mélange ; il est généralement mesuré toutes les 5 minutes. Trois facteurs influencent le séchage et le durcissement de la surface en caoutchouc : (1) l'influence des proportions des composants A et B ; (2) la température et l'humidité (la température étant le facteur prédominant) ; (3) un défaut de formulation du produit.
La solution au problème (1) consiste à ajuster le rapport. Augmenter la proportion du composant B peut raccourcir le temps de durcissement et rendre la couche adhésive dure et cassante ; tandis que réduire la proportion d’agent de durcissement prolongera le temps de durcissement, la couche adhésive deviendra plus souple, la ténacité sera améliorée et la résistance sera accrue.
Généralement, le rapport volumique des composants A et B peut être ajusté entre 9 et 13:1. Une proportion élevée de composant B accélère la réaction et réduit le temps de durcissement. Une réaction trop rapide affecte le temps de finition et d'arrêt du pistolet, tandis qu'une réaction trop lente allonge le temps de séchage du colloïde. Le temps de durcissement est généralement ajusté entre 20 et 60 minutes. Les performances du colloïde après durcissement sont sensiblement les mêmes dans cette plage de rapports. De plus, en cas de température de mise en œuvre trop élevée ou trop basse, il est possible de réduire ou d'augmenter la proportion de composant B (agent de durcissement) afin d'ajuster le temps de séchage superficiel et le temps de durcissement du colloïde. En cas de problème avec le produit, celui-ci doit être remplacé.
2.4 La « colle à fleurs » apparaît lors du processus de collage
La formation de résidus de colle est due à un mélange inégal des colloïdes des composants A et B, et se manifeste par une traînée blanche localisée. Les principales causes sont : ⑴ La conduite du composant B de la machine à colle est obstruée ; ⑵ Le mélangeur statique n’a pas été nettoyé depuis longtemps ; ⑶ Le filtre est mal fixé et le débit de colle est irrégulier. Un nettoyage de l’équipement permet de résoudre ce problème. Concernant la cause n° 3, il est nécessaire de vérifier le régulateur proportionnel et d’effectuer les réglages appropriés.
2.5 Peau ou vulcanisation du colloïde pendant le processus de fabrication de la colle
Lors du mélange d'un adhésif bi-composant, si celui-ci durcit partiellement, la colle produite par le pistolet à colle peut présenter une pellicule ou une vulcanisation. Si le durcissement et la vitesse d'application sont normaux, mais que la colle présente tout de même cette pellicule ou cette vulcanisation, il est possible que l'équipement soit resté longtemps inutilisé, que le pistolet à colle n'ait pas été nettoyé ou qu'il n'ait pas été nettoyé correctement. Dans ce cas, il convient de rincer la colle après nettoyage.
2.6 Il y a des bulles d'air dans le mastic silicone
En règle générale, le colloïde lui-même ne contient pas de bulles d'air. Cependant, les bulles d'air qu'il renferme sont susceptibles de se mélanger à l'air ambiant lors du transport ou de la mise en œuvre, notamment : ⑴ si l'échappement n'est pas nettoyé lors du remplacement du cylindre en caoutchouc ; ⑵ si les composants sont mal pressés sur la plaque après leur placement sur la machine, ce qui entraîne un dégazage incomplet. Par conséquent, la mousse doit être soigneusement éliminée avant utilisation, et la machine à coller doit être utilisée correctement afin de garantir l'étanchéité et d'empêcher toute entrée d'air.
2.7 Mauvaise adhérence au substrat
Le mastic n'est pas un adhésif universel ; son adhérence à tous les supports ne peut donc être garantie en pratique. Avec la diversification des méthodes de traitement de surface et l'apparition de nouveaux procédés, la vitesse et la qualité d'adhérence des mastics et des supports varient également.
Il existe trois types de dommages à l'interface de collage entre l'adhésif structural et le substrat. Le premier est un dommage cohésif (force de cohésion > force de cohésion) ; le second est un dommage d'adhérence (force de cohésion < force de cohésion). Une zone de dommage à la jonction inférieure ou égale à 20 % est acceptable, tandis qu'une zone de dommage d'adhérence supérieure à 20 % est inacceptable ; une zone de dommage d'adhérence supérieure à 20 % est un phénomène indésirable en pratique. L'adhésif structural peut ne pas adhérer au substrat pour les six raisons suivantes :
⑴ Le substrat lui-même est difficile à lier, comme le PP et le PE. En raison de leur haute cristallinité moléculaire et de leur faible tension superficielle, ils ne peuvent pas former de diffusion de chaînes moléculaires ni d'enchevêtrement avec la plupart des substances, de sorte qu'ils ne peuvent pas former une liaison forte à l'interface. Adhésion ;
⑵ La plage de liaison du produit est étroite et il ne peut fonctionner que sur certains substrats ;
4. Le temps de séchage est insuffisant. En général, un adhésif structural bicomposant doit polymériser pendant au moins 3 jours, tandis qu'un adhésif monocomposant doit polymériser pendant 7 jours. Si la température et l'humidité ambiantes sont faibles, le temps de polymérisation doit être prolongé.
⑷ Le rapport des composants A et B est incorrect. Lors de l'utilisation de produits bi-composants, l'utilisateur doit impérativement respecter le rapport préconisé par le fabricant pour ajuster le rapport entre la colle de base et le durcisseur. Dans le cas contraire, des problèmes peuvent survenir en début de durcissement ou ultérieurement, notamment en termes d'adhérence, de résistance aux intempéries et de durabilité.
⑸ Défaut de nettoyage du support. La poussière, les saletés et les impuretés présentes à la surface du support nuisent à l'adhérence ; un nettoyage rigoureux est donc indispensable avant utilisation afin de garantir une bonne adhésion de l'adhésif structural au support.
⑹ Absence d'application correcte de l'apprêt. L'apprêt sert de prétraitement à la surface du profilé en aluminium, améliorant ainsi l'étanchéité et la durabilité du collage tout en réduisant le temps de prise. Par conséquent, lors d'applications concrètes, il est impératif d'utiliser l'apprêt correctement et d'éviter tout décollement dû à une mauvaise application.
2.8 Incompatibilité avec les accessoires
L'incompatibilité avec les accessoires s'explique par une réaction physique ou chimique entre le mastic et les accessoires au contact, pouvant entraîner des problèmes tels que la décoloration de l'adhésif structurel, le décollement du substrat, la dégradation des performances de l'adhésif structurel et une réduction de sa durée de vie.
3. Conclusion
L'adhésif structural silicone possède une résistance élevée, une grande stabilité, une excellente résistance au vieillissement et aux hautes températures, ainsi que d'autres propriétés remarquables. Il est largement utilisé pour le collage structural des murs-rideaux. Cependant, en pratique, des facteurs humains et des problèmes liés au choix du matériau de base (le respect scrupuleux des spécifications de construction) peuvent fortement affecter, voire rendre inefficace, les performances de l'adhésif structural. Par conséquent, il est indispensable de réaliser des tests de compatibilité et d'adhérence sur le verre, l'aluminium et les accessoires avant la construction, et de respecter scrupuleusement les exigences à chaque étape du processus, afin d'optimiser l'efficacité de l'adhésif structural et de garantir la qualité du projet.
Date de publication : 30 novembre 2022