RTV-siliconen versus HTV-siliconen: de belangrijkste verschillen

Binnen de wereld van siliconenrubber zijn RTV-siliconen en HTV-siliconen twee veelgebruikte technische begrippen. Beide behoren tot de familie van siliconenelastomeren, maar verschillen aanzienlijk wat betreft materiaalvorm, uithardingsomstandigheden, verwerking en toepassingsgebieden. In dit artikel bespreken we de belangrijkste verschillen tussen RTV- en HTV-siliconen vanuit het perspectief van materiaaleigenschappen, verwerkingstechnologie en praktisch gebruik.

1. Wat zijn RTV-siliconen?

RTV staat voor "Room Temperature Vulcanizing". Dit betekent dat het siliconenrubber bij kamertemperatuur kan uitharden tot een elastisch materiaal, zonder dat een verwarmde metalen matrijs noodzakelijk is. Afhankelijk van de formulering worden RTV-siliconen geleverd als een vloeistof, pasta of gelachtig materiaal.

Het belangrijkste technische kenmerk van RTV-siliconen is dat de vernettingsreactie onder normale omgevingstemperaturen kan plaatsvinden. Tijdens deze reactie worden de polymeerketens met elkaar verbonden en ontstaat een driedimensionaal elastomeernetwerk. Op basis van het aantal componenten worden RTV-siliconen hoofdzakelijk onderverdeeld in RTV-1- en RTV-2-systemen:

1. Eéncomponent-RTV-siliconen

Eéncomponent-RTV-siliconen, ook aangeduid als RTV-1, worden gebruiksklaar geleverd en blijven doorgaans stabiel zolang de verpakking gesloten blijft. Nadat het materiaal is aangebracht en aan de omgevingslucht wordt blootgesteld, reageert het met luchtvochtigheid en begint het uit te harden.

De uitharding verloopt vanaf het blootgestelde oppervlak geleidelijk naar binnen. Hierdoor kan de volledige uitharding van dikke lagen of materiaal in een afgesloten ruimte veel tijd kosten. Wanneer onvoldoende vocht beschikbaar is, kan de uitharding in de diepte sterk vertragen of onvolledig blijven.

Afhankelijk van het chemische uithardingssysteem kunnen RTV-1-siliconen onder meer worden ingedeeld in acetoxy-, alkoxy- en oximehardende systemen. Deze systemen verschillen wat betreft geur, vrijgekomen reactieproducten, corrosiviteit, hechting en compatibiliteit met andere materialen.

RTV-1-siliconen worden vaak gebruikt voor afdichten, verlijmen, voegen, waterdichting, bescherming van elektronische onderdelen en plaatselijke reparaties. Het belangrijkste voordeel is het gebruiksgemak, omdat mengen niet nodig is. De afhankelijkheid van luchtvochtigheid beperkt echter de uithardingsdiepte en snelheid.

ééncomponent-RTV-siliconen

2. Tweecomponenten-RTV-siliconen

Tweecomponenten-RTV-siliconen, ook aangeduid als RTV-2-siliconen, bestaan uit component A en component B. De afzonderlijke componenten blijven vóór het mengen relatief stabiel. Nadat beide componenten grondig in de voorgeschreven verhouding zijn gemengd, begint de vernettingsreactie en verandert het vloeibare of pasteuze materiaal geleidelijk in een elastomeer.

In tegenstelling tot RTV-1-siliconen zijn RTV-2-siliconen na het mengen niet afhankelijk van vochtopname uit de omgevingslucht. Daardoor kunnen ze ook in dikke lagen, gesloten vormholten en complexe geometrieën gelijkmatig uitharden.

Op basis van het uithardingsmechanisme worden RTV-2-siliconen voornamelijk in twee groepen onderverdeeld:

Condensatiehardende siliconen (tinsiliconen): Deze siliconen harden uit via een condensatiereactie en gebruiken doorgaans een organotinverbinding als katalysator. Tijdens de reactie ontstaan kleine moleculaire reactieproducten, vaak alcoholen, die geleidelijk uit het materiaal kunnen verdampen. Hierdoor vertonen condensatiehardende siliconen doorgaans meer krimp dan additiehardende siliconen. Ze zijn echter relatief tolerant ten opzichte van verschillende mastermodellen en verwerkingsomstandigheden.

condensatiehardende siliconen

Additiehardende siliconen (platinasiliconen): Deze siliconen harden uit door een platinagekatalyseerde hydrosilyleringsreactie. Daarbij ontstaan doorgaans geen vluchtige reactieproducten. Hierdoor kunnen geschikte formuleringen een zeer geringe krimp en een goede maatvastheid bieden. Additiehardende siliconen zijn echter gevoelig voor bepaalde zwavel-, tin- en stikstofhoudende stoffen die de werking van de platinakatalysator kunnen remmen.

additiehardende siliconen

Verder lezen: Verschillen tussen additiehardende en condensatiehardende siliconen.

2. Wat zijn HTV-siliconen?

HTV staat voor "High Temperature Vulcanizing". Deze term wordt gebruikt voor siliconenrubbers die bij een verhoogde temperatuur moeten worden gevulkaniseerd. In tegenstelling tot RTV-siliconen zijn voor de verwerking doorgaans verwarmde apparatuur en industriële productietechnieken nodig.

De uithardingstemperatuur en benodigde verwerkingstijd verschillen per formulering en productiemethode. Sommige processen gebruiken naast warmte ook druk, bijvoorbeeld bij compressie- en spuitgieten. Bij extrusie kan het materiaal daarentegen continu worden uitgehard in een hetelucht- of stralingsoven.

In de siliconenindustrie wordt de term HTV vaak specifiek gebruikt voor vaste siliconenrubbers met een hoge consistentie. Daarnaast bestaat vloeibaar siliconenrubber, of LSR, dat eveneens bij verhoogde temperatuur uithardt, maar vanwege de vloeibare vorm en gespecialiseerde spuitgietverwerking doorgaans als een afzonderlijke materiaalklasse wordt behandeld.

High Consistency Rubber (HCR): HCR is een vast, sterk viskeus siliconenrubber dat vóór uitharding een structuur heeft die vergelijkbaar is met klei of kauwgom. Het materiaal bestaat doorgaans uit polysiloxanen met een hoog molecuulgewicht, versterkende vulstoffen en andere additieven. HCR kan gebruiksklaar worden geleverd of vóór verwerking verder worden samengesteld en gekleurd. Veelgebruikte verwerkingstechnieken zijn compressievormen, transfervormen, extrusie en kalanderen. De uitharding kan plaatsvinden met organische peroxiden of met een platinasysteem.

vast HCR-siliconenrubber

Liquid Silicone Rubber (LSR): LSR is een verpompbaar, vloeibaar tweecomponentensysteem dat doorgaans met een platinakatalysator uithardt. Component A en component B worden met gespecialiseerde doseerapparatuur gemengd en vervolgens door middel van Liquid Injection Molding (LIM) in een verwarmde, gesloten metalen matrijs geïnjecteerd. Door de verhoogde matrijstemperatuur kan het materiaal snel uitharden, waardoor LSR geschikt is voor geautomatiseerde serieproductie van nauwkeurige en complexe onderdelen.

vloeibaar LSR-siliconenrubber

3. Vergelijking van de belangrijkste verschillen

Het belangrijkste verschil tussen RTV- en HTV-siliconen ligt in de vereiste uithardingsomstandigheden en de bijbehorende verwerkingstechnologie.

RTV-siliconen kunnen bij kamertemperatuur uitharden en zijn daardoor geschikt voor handmatige verwerking, plaatselijke toepassing, het maken van mallen en het ingieten van componenten. HTV- en andere warmtehardende siliconen worden daarentegen met industriële apparatuur bij verhoogde temperaturen verwerkt en zijn doorgaans beter geschikt voor herhaalbare serieproductie.

4. Conclusie

RTV-siliconen en HTV-siliconen vertegenwoordigen verschillende verwerkings- en uithardingssystemen binnen de siliconenrubberindustrie.

RTV-siliconen harden bij kamertemperatuur uit en bieden veel flexibiliteit bij handmatige verwerking en toepassingen waarbij een verwarmde metalen matrijs niet praktisch is. Ze worden veel gebruikt voor het maken van mallen, afdichten, verlijmen en het ingieten en beschermen van elektronische onderdelen.

HTV-siliconen en andere warmtehardende siliconen vereisen industriële verwerking bij verhoogde temperatuur. HCR wordt onder meer verwerkt door middel van compressievormen, extrusie en kalanderen, terwijl LSR voornamelijk door middel van vloeibaar spuitgieten wordt verwerkt. Deze materialen zijn vooral geschikt voor reproduceerbare serieproductie.

Samengevat: RTV-siliconen zijn vooral geschikt voor uitharding bij kamertemperatuur, flexibele verwerking en toepassingen in kleine tot middelgrote hoeveelheden. HTV- en warmtehardende siliconen zijn vooral geschikt voor geautomatiseerde verwerking, korte productiecycli en consistente serieproductie.