Химия эпоксидных смол

Понимание времени отверждения

Время работы с эпоксидной смолой определяет количество времени, имеющееся на смешивание, нанесение, разглаживание, придание формы, сборку и фиксацию. На время работы и отверждения эпоксидной смолы влияют три фактора: выбранный тип отвердителя, температура эпоксидной смолы и объём смеси.

a) Скорость отвердителя

Каждый отвердитель имеет оптимальный температурный диапазон. При каждой данной температуре любая комбинация смолы/отвердителя проходит одни и те же этапы отверждения, но с разной скоростью. Выберите отвердитель, дающий достаточное время работы для данной задачи в данных температурных условиях. Таблица выбора отвердителей поможет выбрать подходящий.

Жизнеспособность – термин, применяемый для сравнения скорости отверждения различных отвердителей. Это время, в течение которого определённый объём смешанной эпоксидной смолы и отвердителя остаются в жидком состоянии при данной температуре, например, 100 г смолы в стандартном контейнере при 25°C – типичный способ определить время жизнеспособности.

Так как жизнеспособность является мерой скорости отверждения определённого объёма эпоксидной смолы, а не тонкой плёнки, время жизнеспособности смеси смолы и отвердителя значительно короче, чем время работы.

b) Температура эпоксидной смолы

Чем выше температура, тем быстрее застынет эпоксидная смола. Температура, при которой происходит отверждение эпоксидной смолы, определяется температурой окружающей среды и теплом от экзотермической реакции.

Температура окружающей среды — это температура воздуха и/или материала, который вступает в контакт с эпоксидной смолой. Застывание происходит быстрее, когда температура окружающей среды выше.

c) Объём смешанной эпоксидной смолы

Смешивание смолы и отвердителя создает экзотермическую реакцию. Всегда смешивайте небольшие количества смолы, так как чем больше количество, тем больше тепла будет выделяться, тем короче жизнеспособность и время отверждения. В больших объемах задерживается больше теплоты, что ускоряет реакцию и создает еще большее количество тепла, например: пластиковая ёмкость с объёмом смеси 200 г, может произвести температуру, достаточную для того, чтобы расплавить емкость. Однако, если то же количество смеси распределить тонкой плёнкой, тепло не будет возникать так быстро, и время отверждения эпоксидного материала будет определяться температурой окружающей среды.

Контроль времени отверждения

При высоких температурах используйте медленный отвердитель для увеличения жизнеспособности. Смешивайте небольшие количества, которые могут быть быстро нанесены, или вылейте смесь в контейнер с большой площадью поверхности, например, в поддон, таким образом, чтобы эпоксидная смесь распределялась тонкой пленкой – так Вы продлите период жизнеспособности.

При низких температурах используйте быстрый отвердитель, а также фен, лампу, либо другой источник тепла для нагрева смолы и отвердителя перед смешиванием и/или после того, как смесь будет нанесена. При комнатной температуре рекомендуется использовать источники тепла тогда, когда необходимо добиться скорейшего отверждения.
ПРИМЕЧАНИЕ! Керосиновые или пропановые обогреватели могут препятствовать застыванию эпоксидной смолы и загрязнять поверхность несгоревшим углеводородом.

ВНИМАНИЕ! Нагревание смеси смолы с отвердителем снизит вязкость, что может вызвать текучесть смеси на вертикальных поверхностях. Кроме того, нагревание смеси, нанесенной на пористый материал (мягкая древесина или пробковый материал низкой плотности), может привести в выходу газов из него и формированию пузырьков в слое эпоксидной смолы. Чтобы не допустить этого, не нагревайте покрытие до того, как оно перейдет в состояние геля. Не нагревайте смешанную эпоксидную смолу в жидком состоянии до температуры выше 50°C.
Независимо от того, какие меры были предприняты для контроля времени отверждения, тщательное планирование применения и сборки позволит максимально использовать период жизнеспособности и время отверждения эпоксидной смеси.

Стадии отверждения эпоксидного состава

Смешивание смолы и отвердителя провоцирует химическую реакцию, которая переводит жидкие компоненты в твердое состояние. По мере отверждения смешанная эпоксидная смола переходит из жидкого состояния в гель, а затем – в твердое состояние.

1. Жидкое состояние – жизнеспособность

Жизнеспособность (или рабочее время) представляет собой период после смешивания, на протяжении которого смесь смолы с отвердителем остается в жидком состоянии и пригодна к работе. Все работы по сборке и фиксации должны быть выполнены в течение этого периода.

2. Гель – начальная стадия отверждения

Смесь переходит в начальную стадию отверждения, когда она начинает превращаться в гель. Эпоксидная смола уже не может обрабатываться и переходит из состояния липкого геля в состояние твердой резины. В этом состоянии Вы сможете оставить отпечаток ногтем большого пальца – это значит, что смесь еще слишком мягкая для шлифовки. Пока предыдущий слой эпоксидной смолы липкий, следующий вступит в химическое соединение с ним. Таким образом, новый слой может наноситься без шлифовки. Эта способность снижается по мере приближения к последнему этапу отверждения.

3. Твердое состояние – последний этап отверждения

Эпоксидная смесь застыла до твердого состояния и может быть отшлифована и формована. Оставить отпечаток ногтем большого пальца уже невозможно. На этой стадии эпоксидная смесь достигает 90% жёсткости, и зажимы могут быть удалены. Смесь продолжит застывать на протяжении нескольких следующих дней при комнатной температуре.

При нанесении следующего слоя материал уже не будет вступать в химическое соединение, поэтому, для достижения хороших механических свойств, перед нанесением следующего слоя, поверхность должна быть тщательно промыта и отшлифована.

Сушка

Вы можете улучшить температурные характеристики и снизить возможность отпечатывания стеклоткани, на поверхности, применив умеренное тепло после того, как смола застынет до твёрдого состояния. Свяжитесь с компанией Wessex Resins для получения более подробной информации о сушке эпоксидной смолы.