Selezione del materiale siliconico: cosa dovrebbe chiedere un fornitore oltre a temperatura, mezzo e sintomi del guasto?

La temperatura operativa, il mezzo di contatto e la descrizione del guasto non sono solitamente sufficienti per selezionare un materiale siliconico. Il fornitore deve inoltre identificare l'oggetto della selezione, le temperature continue e di picco, la composizione completa e la concentrazione del mezzo, il substrato o la formulazione, il processo, il carico meccanico, lo storico dei guasti, la durata prevista e il metodo di accettazione.

In presenza di informazioni incomplete, il risultato corretto è una selezione preliminare di possibili materiali e un piano di convalida, non la promessa immediata che un determinato grado risolverà il problema. La gamma IOTA comprende fluidi siliconici, gomme, resine, silani, polisilazani, silice e additivi siliconici; tuttavia, la scelta definitiva richiede comunque la validazione tramite campioni, formulazioni complete o prove sulle apparecchiature.

Perché i tre dati iniziali non sono sufficienti?

Una singola temperatura non definisce l'esposizione continua rispetto a quella di picco, la temperatura superficiale rispetto a quella interna, l'atmosfera, il carico o i cicli termici. Il nome di un mezzo non ne definisce la composizione, la concentrazione, il contenuto d'acqua, il pH, le impurità, la pressione o la modalità di contatto. Un termine indicante un cedimento non specifica se la fessurazione, l'essudazione, l'inibizione della polimerizzazione o un altro difetto abbiano avuto origine durante lo stoccaggio, la miscelazione, l'applicazione, la polimerizzazione, la messa in servizio o l'esercizio.

1. Confermare l'oggetto della scelta del cliente

Non effettuare la scelta da un elenco di gradi finché l'oggetto non è chiaramente definito. Una materia prima, un composto finito, un rivestimento, un additivo, un materiale termico/isolante, un fluido per vuoto/trasferimento termico e un prodotto sostitutivo richiedono ciascuno informazioni diverse (Tabella 1).

2. Convertire la temperatura in condizioni verificabili tramite test

La temperatura di esercizio continuo e i picchi di breve durata non sono intercambiabili. Richiedere i valori nominali e massimi, la durata, la frequenza di avvio/arresto, la velocità di riscaldamento/raffreddamento, l'avvio a bassa temperatura, la distribuzione della temperatura, l'atmosfera, il carico a caldo e la variazione ammissibile delle proprietà (Tabella 2).

3. Descrivere il fluido/mezzo con un elenco completo

Utilizzare un nome chimico o commerciale identificabile. Richiedere informazioni su composizione, concentrazione, contenuto d'acqua, pH, impurità, temperatura, pressione, portata e modalità di esposizione (immersione, ciclica, vapore o spruzzi). Includere i fluidi utilizzati per l'avvio, l'arresto e la pulizia. Per le miscele, richiedere una scheda di sicurezza (SDS) aggiornata o l'intervallo noto dei componenti; richiedere lo standard specifico (alimentare, medico, elettrico o del cliente) anziché dedurre la conformità da un'etichetta generica di settore.

4. Verificare il substrato, la formulazione e i materiali adiacenti

Le prestazioni del silicone sono spesso influenzate dai materiali adiacenti. Un additivo che si disperde in acqua potrebbe non funzionare correttamente in una formulazione completa contenente resina, emulsionante, elettrolita e addensante. La Tabella 3 elenca i sistemi adiacenti da verificare.

5. Ricostruire la cronologia completa del guasto

Determinare: prima manifestazione del problema, fase del ciclo di vita, lotti interessati o entità del fenomeno a livello locale, modifiche precedenti a materiali/attrezzature/processi, aspetto e posizione, progressione, condizioni anomale (temperatura, pressione, fluido, carico), comportamento dopo riavvio/pulizia/sostituzione, nonché disponibilità di campioni di controllo, certificati di analisi (COA), registri di processo, fotografie e campioni conservati. Una cronologia consente di distinguere tra cause legate alle materie prime, al processo di lavorazione e all'esercizio/utilizzo.

Quali informazioni richiedere per le diverse tipologie di cedimento?

Indurimento, fessurazione, essudazione, sbiancamento, formazione di bolle, polimerizzazione incompleta, aumento della viscosità/gelificazione, scarsa bagnabilità/livellamento e perdita di vuoto/isolamento richiedono domande di approfondimento specifiche (Tabella 4).

Quali dati sono necessari per sostituire un materiale esistente?

Acquisire il nome e il produttore del prodotto attualmente in uso, le schede tecniche (TDS) e di sicurezza (SDS) aggiornate, il certificato di analisi (COA) del lotto, le proprietà imprescindibili, il dosaggio e il processo di utilizzo, il motivo della sostituzione, la possibilità di modificare la formulazione o il processo, i criteri di superamento dei test e se la sostituzione avverrà in modo immediato, graduale o su più lotti. Valori simili di viscosità, durezza o contenuto di solidi costituiscono solo un indizio preliminare, non una prova di intercambiabilità.

Informazioni minime per la selezione preliminare

Fornire almeno le seguenti informazioni: oggetto dell'applicazione, funzione del materiale, temperatura, mezzo (ambiente operativo), substrato/formulazione, processo, carico, tipo di guasto, prestazioni obiettivo, metodo di accettazione, vita utile e dati del prodotto attuale (Tabella 5). Queste informazioni identificano la categoria del materiale, ma non completano la qualifica.

In che modo IOTA supporta la selezione incrociata tra categorie?

· Per fluidi, lubrificazione, smorzamento, trasferimento di calore o isolamento, valutare i fluidi siliconici; per guarnizioni elastiche e parti stampate, valutare la gomma siliconica e i sistemi di rinforzo/reticolazione; per film, isolamento, incollaggio resistente al calore o protezione, valutare resine/rivestimenti siliconici; per il trattamento di superfici minerali, valutare i silani; per la conversione ceramica o la protezione ad alta temperatura, valutare i polisilazani; per bagnabilità, livellamento, antischiuma o controllo dell'interfaccia, valutare gli additivi siliconici. Si tratta solo di possibili percorsi di selezione.

· Se la categoria non è ancora chiara, consultare il sito www.iotachem.com e fornire informazioni su: temperatura continua/di picco, mezzo (agente chimico), substrato, processo, storico dei guasti e requisiti di accettazione.

Idee errate comuni

· La temperatura massima da sola determina la scelta del materiale.

· Per lo stesso mezzo è necessaria un'unica valutazione di compatibilità.

· Una foto del guasto ne dimostra la causa.

· Un grado simile è un sostituto diretto.

· Meno domande da parte del fornitore significano una selezione più rapida.

· Un campione che supera il test è pronto per la produzione. Tutti questi approcci trascurano fattori quali durata, concentrazione, formulazione, lotto e limiti di accettazione.

Processo di selezione raccomandato

Definire oggetto e funzione; completare il profilo di temperatura e l'atmosfera; documentare la composizione del mezzo e le modalità di contatto; confermare substrato, formulazione completa, materiali adiacenti e processo; ricostruire la cronologia del guasto e conservare i campioni di controllo; definire proprietà obiettivo, metodo e limiti; selezionare una rosa di opzioni candidate; testare campioni, formulazione completa o componenti reali; validare temperatura, mezzo, carico e cicli reali; confermare la conformità di più lotti prima di definire il grado, le specifiche di acquisto e i controlli in accettazione.

FAQ

È possibile consigliare un materiale basandosi solo sulla temperatura massima?

Si può indicare solo una direzione preliminare. Sono necessari anche dati su temperatura continua, durata del picco, atmosfera, carico, mezzo e prestazioni richieste.

Perché chiedere la concentrazione dopo aver indicato il mezzo?

L'interazione può variare in base a concentrazione, temperatura, presenza di acqua e impurità.

E se il grado del materiale in uso fosse sconosciuto?

Raccogli informazioni su funzione, condizioni d'esercizio e guasto, oltre a un campione di riferimento ed eventuali schede tecniche (TDS) o di sicurezza (SDS); quindi, effettua una selezione in base alla categoria del materiale invece di procedere per tentativi.

Una foto del guasto può dimostrare la presenza di un problema legato al materiale?

Di solito no. Sono necessari anche dati su lotto, processo, temperatura, mezzo (ambiente operativo), tempistiche e risultati dei test.

Perché il fornitore ha bisogno di conoscere il metodo di lavorazione?

Rivestimento, stampaggio, estrusione, incapsulamento (potting) e uso di additivi comportano requisiti diversi in termini di viscosità, polimerizzazione, reologia e tempo di lavorazione.

Il confronto delle schede tecniche (TDS) è sufficiente per una sostituzione?

No. Confrontare i metodi e i certificati di analisi (COA) dei lotti, quindi effettuare test sulla formulazione completa o sull'apparecchiatura.

Cosa fare se non esiste uno standard di accettazione?

Definire le funzioni da preservare, quindi stabilire parametri misurabili, condizioni e intervalli di tolleranza.

Categorie di prodotti correlate

Fluidi siliconici e fluidi funzionali speciali

Per lubrificazione, smorzamento, isolamento, trasferimento termico, distacco e modifica della formulazione; scegliere tipo e viscosità in base a temperatura, mezzo, volatilità e apparecchiatura.

Gomma siliconica e materiali per compound

Per sigillatura elastica, isolamento dalle vibrazioni e componenti stampati; verificare polimero base (gum), rinforzo, sistema di polimerizzazione, durezza, compressione e mezzo.

Resine siliconiche, silani e polisilazani

Per incollaggio, isolamento, trattamento superficiale e protezione; le reazioni, la formazione del film, l'applicazione e la polimerizzazione variano, pertanto non sono intercambiabili.

Additivi siliconici

Per bagnabilità, livellamento, antischiuma e controllo dell'interfaccia; la scelta dipende dalla formulazione completa, dallo scopo, dall'ordine di aggiunta e dai test di compatibilità.