Epoxy vs Silicone: Optimizing Glass Adhesive Raw Materials

Empat Pilar Sistem Bahan Baku

Resin, pengisi, katalis, dan aditif bersama-sama membentuk ekosistem bahan baku untuk perekat kaca. Resin, sebagai bahan dasar (seperti resin epoksi, poliuretan, atau silikon), memberikan adhesi dasar dan sifat mekanik; pengisi fungsional (seperti kalsium karbonat dan frit kaca) meningkatkan kekerasan, menyesuaikan sifat reologi, atau memberikan sifat khusus; katalis secara tepat mengontrol kecepatan pengeringan, mencapai konversi efisien dari cair ke padat; dan aditif (pemlastis, agen pengikat, penghambat jamur, dll.) dengan cermat mengoptimalkan ketahanan terhadap cuaca, kemampuan kerja, dan daya tahan. Efek sinergis dari keempat faktor ini memungkinkan perekat kaca untuk beradaptasi dengan beragam aplikasi, dari dinding tirai bangunan bertingkat tinggi hingga komponen elektronik presisi.

1. Sistem Resin: Analisis Ilmiah tentang Landasan Kinerja

Resin epoksi adalah pilihan yang disukai untuk penyegelan struktural karena kekuatan tinggi dan struktur kaku. Gugus epoksi dalam molekulnya bereaksi dengan agen pengering amina untuk membentuk jaringan tiga dimensi yang padat, memberikan kekuatan tarik yang sangat baik (>20 MPa) dan ketahanan pengelupasan, sehingga sangat cocok untuk ikatan penahan beban logam dan kaca. Namun, kerapuhannya membatasi aplikasinya pada sambungan ekspansi dinamis.

Resin poliuretan mencapai keseimbangan elastisitas dan ketangguhan melalui ikatan uretan dalam rantai molekulnya. Ketahanan airnya sangat luar biasa, mempertahankan adhesi bahkan setelah perendaman jangka panjang dalam air, menjadikannya pilihan ideal untuk penyegelan kapal dan rekayasa bawah tanah. Namun, batas atas ketahanan panasnya (sekitar 125°C) membatasi aplikasinya di lingkungan bersuhu tinggi.

Resin silikon (perekat silikon) didasarkan pada ikatan silan-oksigen (Si-O) sebagai tulang punggungnya, yang memberinya stabilitas suhu ekstrem (-65°C hingga 315°C) dan ketahanan terhadap penuaan UV. Pengenalan rantai samping seperti gugus metil dan fenil dapat menyesuaikan fleksibilitas dan adhesinya, membuatnya banyak digunakan dalam pelapisan dinding tirai dan pemrosesan kaca isolasi. Meskipun kekuatan ikatannya lebih rendah daripada resin epoksi, kapasitas perpindahannya lebih dari 25% secara efektif menyerap tegangan ekspansi dan kontraksi termal dalam struktur bangunan.

Studi Kasus: Dalam penyambungan gerbong kereta api berkecepatan tinggi, perekat poliuretan tahan terhadap getaran, sementara penyegelan rangka modul fotovoltaik bergantung pada silikon untuk menahan penuaan UV.

2. Ilmu Pengisi: Dari Pengendalian Biaya hingga Peningkatan Kinerja

Kalsium karbonat (CaCO₃), pengisi curah paling ekonomis, terdiri dari 30%-50% dari formulasi perekat kaca netral. Ini tidak hanya mengurangi biaya bahan baku tetapi juga memungkinkan penyesuaian tiksotropi dan ekstrudabilitas koloid melalui pemilihan ukuran partikel (dari mikrometer hingga nanometer).

Pengisi fungsional secara langsung menentukan batasan kinerja perekat kaca khusus:

• Serbuk kaca (seperti T836): Indeks biasnya mendekati resin epoksi, memungkinkan transparansi pada konsentrasi pengisi tinggi (30%) dan cocok untuk ikatan tak terlihat pada dinding tirai bangunan kelas atas.
• Silika (silika berasap): Berfungsi sebagai agen tiksotropik, mencegah kendur selama aplikasi pada permukaan vertikal dan memastikan aplikasi yang tepat.
• Serbuk keramik/alumina: Meningkatkan konduktivitas termal dan ketahanan aus dan digunakan untuk pot komponen elektronik dan pengisian celah pada lantai industri.

Teknologi modifikasi permukaan adalah inti dari aplikasi pengisi. Agen pengikat silan (seperti KH-550) melapisi partikel pengisi, membentuk "jembatan molekuler" antara pengisi dan resin, secara signifikan meningkatkan ikatan antarmuka dan meningkatkan kekuatan tarik lebih dari 40%.

3. Katalis dan Aditif: Seni Kontrol yang Tepat

Tingkat pengeringan secara langsung menentukan efisiensi aplikasi. Katalis amina (seperti DMP-30) mempercepat ikatan silang resin epoksi, mencapai hasil akhir bebas lengket dalam 30 menit; kompleks platinum mengkatalisasi reaksi adisi silikon, mengatur tingkat pengeringan melalui suhu.

Sistem aditif memberikan perlindungan komprehensif terhadap lingkungan yang kompleks:

• Agen pengikat: Silan (seperti aminosilan) meningkatkan ikatan kimia antara koloid dan substrat, memecahkan masalah adhesi pada kaca dan logam.
• Pemlastis: Senyawa ftalat meningkatkan fleksibilitas suhu rendah perekat poliuretan.
• Agen antijamur (seperti isothiazolinone) menghambat pertumbuhan mikroba di lingkungan kamar mandi yang lembap, memperpanjang umur segel.

4. Efek Sinergis Bahan Baku dan Proses

Sifat bahan baku secara langsung memengaruhi pemilihan peralatan produksi. Silikon dengan viskositas tinggi membutuhkan mixer planet yang kuat untuk memastikan dispersi pengisi yang seragam; produk dua komponen bergantung pada sistem pengukuran dan pencampuran yang tepat untuk mempertahankan kesalahan rasio kurang dari 1%.

Kesesuaian proses pengeringan sangat penting. Perekat silikon satu komponen vulkanisasi dengan menyerap kelembapan dari udara, membutuhkan lingkungan produksi dengan kelembapan di bawah 40% untuk mencegah pra-pengeringan. Resin epoksi termoset, di sisi lain, membutuhkan oven pengering suhu tinggi (80°C-120°C) untuk mengaktifkan reaksi.

Masalah Produksi: Pada suhu musim panas yang tinggi, cetakan injeksi dapat dengan mudah menyebabkan gelembung karena ekspansi udara yang terperangkap di dalam sambungan perekat. Solusinya adalah dengan menambahkan silika berasap hidrofobik untuk mengurangi penetrasi kelembapan dan menjaga suhu substrat di bawah 50°C.

5. Tren Terdepan: Inovasi Jalur Ganda Hijau dan Berkinerja Tinggi

Bahan baku berbasis bio menerobos hambatan teknologi. Bahan baru seperti poliuretan yang dimodifikasi pati dan resin epoksi yang dikeraskan tanin nabati mengurangi emisi karbon sambil mempertahankan kinerja.

Pengisi nano berkinerja tinggi sedang muncul:

• Penguat tabung nano karbon: Meningkatkan konduktivitas perekat konduktif menjadi 10²S/m untuk aplikasi pelindung dan penyegelan elektromagnetik.
• Fotokatalis titanium dioksida: Memberdayakan koloid dengan sifat membersihkan diri, menguraikan polutan atmosfer.

Peningkatan industri menuntut percepatan substitusi kelas atas. Pasar perekat silikon China telah mencapai 28 miliar yuan, tetapi perekat khusus untuk penerbangan dan baterai daya masih bergantung pada impor. Perusahaan domestik seperti Sibao Technology mencapai substitusi impor melalui ekspansi kapasitas (seperti lini produksi sealant baterai litium pada tahun 2025) dan terobosan teknologi.

Ringkasan: Nilai Inovasi Bahan Baku dalam Rantai Industri

Sistem bahan baku untuk perekat kaca telah berevolusi dari ikatan sederhana menjadi solusi kinerja komprehensif. Terobosan dalam kimia resin (seperti gel kaca penyembuhan sendiri), nano-modifikasi pengisi, dan kontrol yang tepat dari proses pengeringan katalitik mendorong produk menuju keramahan lingkungan, multifungsi, dan fungsionalitas cerdas. Dengan perluasan pasar seperti retrofit hemat energi bangunan (seperti penyegelan ulang pintu dan jendela yang ada) dan kendaraan energi baru (penyegelan paket baterai), inovator bahan baku akan mendominasi lanskap kompetitif pasar 28 miliar yuan ini.

FAQ

Q1: Apa resin utama yang digunakan dalam perekat kaca struktural?
A: Resin epoksi memberikan kekuatan tertinggi (>20MPa) untuk ikatan logam/kaca.

Q2: Mengapa memilih sealant silikon untuk fasad bangunan?
A: Stabilitas suhu superior (-65°C-315°C) dan kapasitas gerakan 25%.

Q3: Bagaimana pengisi meningkatkan kinerja perekat kaca?
A: Kalsium karbonat mengurangi biaya, sementara nano-silika mencegah kendur.

Q4: Aditif mana yang mencegah pertumbuhan mikroba di area basah?
A: Biosida berbasis isothiazolinone memperpanjang masa pakai di kamar mandi.

Q5: Apakah perekat kaca ramah lingkungan tersedia?
A: Ya, poliuretan yang dimodifikasi pati dan epoksi tanin nabati mengurangi jejak karbon.