чем разбавить загустевшую полиэфирную смолу
Чем можно разбавить эпоксидную смолу до жидкого состояния
При покупке такой специфической вещи, как эпоксидная смола или эпоксидный клей, иногда не рассчитаешь нужное для дела их количество, в результате чего остаются излишки сырья для эпоксидных отливок или склейки. Проходит время, и, как бы мы хорошо, в соответствии с рекомендациям, эту эпоксидку не хранили, он загустевает или даже немного кристаллизуется.
Но тут есть один нюанс: химики в результате своей работы всегда создают эпоксидные материалы с оптимальным свойствами, и текучесть в их числе. Если уж материал загустел, есть как минимум два способа сделать его более жидким, а следовательно и более текучим. Но происходит это с неизбежной потерей качества смолы в ту или иную сторону. Рассмотрим плюсы и минусы обоих способов.
Способ первый — летучие вещества
Данная методика заключается в добавлении в эпоксидную основу, еще до введения в нее отвердителя, разжижающих летучих веществ, это могут быть нитроразбавители, ацетон или спирт. Главное условия такого добавления – особая тщательность размешивания этих двух компонентов, самой эпоксидки и разжижающего ее вещества. Только убедившись, что получилась однородная смесь, в нее вливают отвердитель.
Эпоксидная смола при соблюдении условий ее хранения не теряет своих свойств на протяжении от 3 до 10 лет. Но это вовсе не касается отвердителей, которые теряют свои качества уже на исходе заявленного гарантийного срока, который не превышает обычно полутора лет. Поэтому отвердитель для долго хранившейся эпоксидки или эпоксидного клея нужно брать свежим. Более того, желательно, чтобы он быт таким же по составу, как и оригинальный – ПЭПА или ТЭТА.
Теперь рассмотрим, что происходит со смолой, к которую добавлен растворитель. Смола разбавлена, отвердитель введен, началась реакция полимеризации. Но вы помните, какова самая характерная особенность эпоксидных составов — полное отсутствие усадки. Объем и вес теряются в такой ничтожной степени, что этими величинами можно пренебречь: по оценкам специалистов, потери объема и массы застывшего вещества составляют около 0,001%.
Но картина резко меняется при введении в смолу летучих, а других не бывает, растворителей или разбавителей. В процессе отверждения, которое всегда сопровождается повышением температуры состава как минимум на 2-3°C градуса, а бывает и на десятки градусов, летучие фракции начинают активно испаряться из эпоксидной смолы. Что делают молекулы летучего вещества, покидая основной состав, они проделывают «дыры» в массе вещества, застывающая смола теряет свой вес, объем и становится пористой. Что неизбежно приведет к потере такого хорошего качества эпоксидной смолы, как способность к гидроизоляции.
Теряются также склеивающие способности состава, клей делается менее прочным на разрыв. Хотя, может становится более прочным на излом, может повыситься его гибкость. В любом случае нужно смотреть, каковы будут конечные свойства, а для этого стоит сделать пробную отливку, заливку или склейку.
При динамометрических замерах прочность склеиваемого соединения с использованием в загустевшей смоле разбавителя падала на 35%. Если же превысить 5% лимит вводимого в смолу разбавителя, можно получить очень гибкий, эластичный материал, но прочность его будет ниже всякой критики. Единственное практическое использование такого клея, наверное, будет в обуви, в подметке. В той ее части от носка до середины ступни, которая работает на изгиб несколько тысяч циклов в сутки.
Нужно непременно смотреть на количественное соотношение добавляемого в смолу вещества по сравнению с основной массой эпоксидки, здесь зависимость потери вязкости от разбавителя нелинейная.
Например, если добавить в загустевшую смолу всего 5% от массы смолы разбавителя для лаков, то его текучесть возрастет не на 5%, а на 60%.
Поэтому такие разбавители нужно вводить малыми порциям, тщательно перемешивать и уже в процессе перемешивания смотреть, что получается. Обычно для разжижения загустевшей смолы берут денатурированный спирт, ацетон или разбавители для лаков, в том числе и нитро, как самые доступные. Но практика показывает, что лучшим из перечисленных являются лаковые разбавители.
Важным показателем разбавленных смол является их неизбежная усадка. Здесь тоже есть свои «подводные камни».
Если все перечисленные причины не смущают вас, или они для склеиваемых или пропитываемых поверхностей несущественны, то придание смоле большей текучести разбавителями или растворителями вполне оправдано. В остальных случаях лучше воспользоваться тепловым способом.
Второй метод — тепловой
При тепловом способе разжижения тоже есть свои опасности, и первая из них – стоит только перегреть смолу до какого-то критического уровня, начинается ее дальнейший саморазогрев. Тогда после введения отвердителя можно просто не успеть этой смесью воспользоваться, температура возрастает настолько, что схватывание начинает происходить прямо на глазах, емкость со смолой нагревается до обжигания рук, из твердеющего состава может начать идти дым и возможно даже самовоспламенение.
Появление уже даже легкого дымка служит сигналом того, что разводимое покрытие или клей испорчены, его нужно выбрасывать.
Поэтому при нагреве лучше пользоваться не строительными или другими фенами, которые делают такой нагрев неравномерным, а водяной баней с постепенным подъемом температуры и постоянным помешиванием смолы для равномерности нагрева. В любом случае не стоит греть основной состав без отвердителя выше 45°C градусов. Максимум – 50°C, да и то с постоянным контролем состояния, и, естественно, после введения в первый, эпоксидный компонент второго, отвердителя, воспользоваться такой смолой нужно очень быстро. Будь-то заливка или нанесение слоя смолы кистью, да и заливку лучше разравнивать опять-таки с помощью кисти.
Главные правила при работе с разбавленной или разжиженной нагревом смолой:
Выбирая способ повышения текучести, соответственно, понижения вязкости, способом разбавления летучим растворителями лучше пользоваться в очень ограниченных случаях. Предпочесть же нужно способ нагрева тем или иным способом: или самой смолы, или склеиваемой и нагреваемой поверхности. Во втором случае сохраняются все заявленные при создании и выпуске свойства эпоксидного материала.
Какой отвердитель подойдет для полиэфирной смолы, как разводится состав
Традиционные лакокрасочные материалы (ЛКМ), такие как глинфталивые (ГФ), пентафталивые (ПФ), а то и вообще «древние» масляные образуют твердый, нерастворимый в обычном состоянии слой от 2 до 20 суток. Процесс застывания таких лаков и красок на плоских поверхностях происходит благодаря испарению летучих веществ, содержащихся в растворителях пигментов этих красок. Попутно с этим процессом идет и активная усадка этих ЛКМ.
Получается, чтобы материалы на таких основах перешли в твердое состояние, необходимо, чтобы они:
Ведь те же материалы на основе ПФ и ГФ, схватившись и даже застыв в верхнем, граничащем с воздухом, слое, внутри, под верхней окисленной пленкой, долгое время остаются в гелеобразном виде.
Но такая ситуация не может устроить ни ремонтников, ни строителей, которых торопят заказчики. Поэтому за последние десятилетия все большее распространение получили лаки и краски на основе полиэфирных смол. Которые высыхают в считанные часы. Для этого в основную массу полиэфирной смолы вводятся отвердители, которые, вступая в реакцию с уже содержащимся в полиэфирке другими веществами, запускают процессы полимеризации материала.
Физические и химические аспекты процесса отверждения
С полиэфирными смолами отлично соединяются многие окрашивающие пигменты, как искусственного, так и естественного происхождения. К первым можно отнести анилиновые красители, ко вторым металлы и их соли: кадмий, кобальт, хром. Сама полиэфирная смола – субстанция довольно густая и вялотекущая, поэтому, чтобы привести ее в пригодное к использование состояние, чаще всего в нее вводят стирол, вещество агрессивное и даже довольно ядовитое. Ну, или, по крайней мере, очень вредное для вдыхания.
В стирол перед смешиванием его с полиэфирной смолой добавляется также кобальтовое соединение, эо октоат (ОК) или нафтенат (УНК) кобальта. Их действие очень интересно: они выступают инициатором процесса ускорения полимеризации полиэфирных смол, поэтому смесь полиэфирки с ОК или УНК называется предускоренной полиэфирной смолой.
Введены ли в такую смолу пигменты-красители, здесь неважно. Никакого влияния на скорость отверждения или застывания смолы они не оказывают, это застывание будет идти своим чередом, медленно, но верно. Уже после 6-10 месяцев стояния на полке в магазине при температуре 18-24°C градуса, смола, скорее всего, уже критически загустеет и не будет годной для какого бы то ни было использования. Так как же тогда ею пользоваться?
Инициация отверждения
И вот тут на авансцену выходит третья сила, вещество-отвердитель, которое ускоряет процесс сначала желатинизации (приведения полиэфирной смолы в не текучее, гелеподобное состояние), а потом и застывания, отвердения смолы, превращения ее в твердую монолитную массу.
Самыми часто используемыми для этого компонентами являются:
Разные группы добавок смешивать между собой категорически запрещено.
Имеются в виду кобальтовые предускорители и карбоновая составляющая, потому что соединение этих веществ вызывает бурную экзотермическую реакцию. Настолько бурную, что речь может идти не только о самопроизвольном их возгорании, но и инициированном ими взрыве. Поэтому кобальтовые соединения в смеси со стиролам вводятся в полиэфирку заранее, а отвердитель в виде поликарбонатных соединений, в уже эту смесь.
Повышенная температура
Но даже и так реакция между этим веществами не заставляет себя ждать. Изотермичность этой реакции, то есть активное выделение тепла во время ее протекания, является важнейшим условием дальнейших превращений смолы, перехода ее агрегатного состояния из жидкого сначала в желеобразное, а затем и твердое.
Температура при активном взаимодействии этих веществ может иногда подниматься до 100°C и более градусов. Особенно это проявляется в больших массах разводимой отверждаемой полиэфирной композиции, будь то объемная отливка или слой напольного покрытия. В объемных отливках температура понимается выше всего, в площадных, напольных и им подобных не так высоко из-за большой площади охлаждения при контакте с воздухом.
Если же температура после смешивания предускоренной полиэфирной смолы с отвердителем становится выше критической, то в случае с объемной отливкой тару или форму с ней можно поместить в холодную воду. Но тогда пониженная температура снизит и скорость протекания реакции отверждения.
Температура нагрева выше комнатной наоборот, ускоряет реакции сначала желатинизации, а потом и отверждения. Отверждение проходит сначала резиноподобную фазу, когда застывающая масса прогибается при надавливании на нее, но потом сразу возвращается в исходное положение. Такая фаза наступает обычно через полтора-два часа после того, как в полиэфирку с предускорителем ввели отвердитель.
Для горячих процессов в качестве такого вещества лучше использовать 50% перекись бензоила на дибутилфталате. При вымешивании массы ее температура может повыситься до 100-130°C градусов, что гораздо выше температуры кипятка, поэтому производить такие действия нужно, максимально защитившись от возможных последствий. Если отвердителем работает раствор перекиси дикумила (C6H5C)CH3)2O2, (или кумила пироксида), температура может повысится и до 160°C градусов.
Комнатная температура
Рекомендованная температура для работы с полиэфирной смолой бытового назначения должна быть, как правило, не ниже 23°C градусов. Отдельные виды смол, особенно продукция, выпускаемая в виде лакокрасочных материалов, допускают их эксплуатацию и от 15°C, но тогда данные об этом указываются на банке, флаконе, канистре или той таре, в которой такая полиэфирная краска продается в рознице.
По логике вещей, эти ЛКМ или другая продукция в виде смолы должны застывать очень долго, до месяца. Но для подгонки к потребительским запросам завод-изготовитель продукции на основе полиэфирки в таких случаях подбирает компоненты для ускорения и отверждения таким образом, чтобы, смешивая их даже при низкой температуре, запускаемая ими экзотермическая реакция вызывала саморазогрев смеси, и, таким образом, процесс шел с ускорением.
Для холодных процессов без подогрева смесей в качестве отвердителей в подавляющем большинстве случаев применяют раствор перекиси метилэтилкетона CH3-C(O)-CH2-CH3 (торговое название «Бутанокс») или раствор перекиси циклогексанона C6-H11-OH (ПГЦ).
Время высыхания можно варьировать путем изменения пропорций внесения ускорителя в виде октоата кобальта или его нафената, но только не увеличением навески отвердителя. Нужно внимательно читать инструкции, строго следовать им. Выбирая предускоренную производными кобальта смолу, иметь в виду, что чем больше этого вещества введено в полиэфирный компонент уже на стадии производства, тем быстрее и при более низкой температуре окружающей среды возможно застывание ЛКМ или объемных отливок.
Порядок смешивания компонентов полиэфирной смолы:
Сроки
Практически независимо от того, «холодный» или «горячий» процесс используется для отверждения полиэфирной смолы, основные стадии выглядят примерно так:
Окончательный процесс Твердой стадии-2 можно укоротить, если материал будет подвергаться воздействию высокой температуры в термокамере или специальным отопительными приборами в помещении, позволяющим обеспечить температурный режим порядка 80-100°C градусов в течение полутора-двух часов.
Если же имеете дело со стеклотканью, пропитанной полиэфирным смолами, то при 100°C градусов нужно выдерживать изделие уже 6 часов. В этих случаях Твердую стадию-2 можно обеспечить за 6-7 дней.
В случае применения форм для объемных отливок нужно помнить, что после начала процесса желатинизации никаких манипуляций со смолой делать уже нельзя. Этим вы нарушите начавшийся процесс образования под действием свободных радикалов отвердителя длинных сополимерных цепочек, а восстановлению они уже не поддадутся.
«Индикатором» наступления той или иной стадии процесса отверждения обычно служит изменение цвета полиэфирного компаунда. Какой именно цвет меняется на какой, об этом всегда подскажет инструкция, размещаемая на упаковке полиэфирного материала. Но чтобы не ошибиться и не испортить большой объем разведенной со всем компонентами смолы, делайте замесы небольшого количества материала, не более литра. Так вы успеете исполнить все задуманное и избавьте себя от лишних финансовых трат в случае порчи материала.
Хорошим признаком правильности начавшихся после смешивания всех компонентов в смоле процессов будет также значительное повышение температуры рабочего раствора.
Как разводить полиэфирную смолу с отвердителем и время засыхания
Полиэфирная смола обладает рядом положительных свойств, но новички при работе с нею могут испытывать некоторое волнение. Ведь материал им еще мало знаком, и не понятно, что ожидать в результате. На самом деле полиэфирная смола отличается легкостью применения, работе с нею научится недолго. Необходимо лишь соблюдать определенные правила, также новички могут задаться вопросом — сколько сохнет полиэфирная смола, и как происходит данный процесс. Подробнее об этом будет рассказано далее.
Физические и химические аспекты процесса отверждения
Полиэфирные смолы в отличие от глифталевых и пентафталевых высыхают быстрее, происходит это благодаря разбавлению их отвердителями. Добавив их к компонентам полиэфирной смолы, запускают процесс полимеризации.
Данная лакокрасочная продукция отличается хорошей сочетаемостью с природными и искусственными видами пигментов. Первые варианты пигментов, которые можно добавлять в материал это кадмий, кобальт, хром, среди искусственных выделяются анилиновые красители. Смола представляет собой густую и вялотекущую консистенцию, и работать с ней в первоначальном виде сложно, для получения нужной консистенции разбавляют ее обычно стиролом, отличающиеся агрессивностью и ядовитостью, как минимум его вредно вдыхать.
В стирол при этом тоже добавляются другие компоненты, это эо октоат, либо нафтенат кобальта. Они отвечают за ускоряющие действие процесса полимеризации полиэфирной смолы, по этой причине подобное сочетание получило название предускоренная полиэфирная смола.
При этом разведение смолы пигментами не оказывает никакого влияния то, как быстро будет засыхать материал. Процесс уже будет запущен и будет протекать в своем темпе. При этом примерно через полгода-десять месяцев материал станет очень густым, и им нельзя будет пользоваться, это произойдет при температуре в помещении от +18 до +24 градусов. Как же после того, как она застынет, можно будет ее использовать?
Стадии застывания полимера
Разбавив смолу раствором-отвердителем, производят в начале запуск процесса желатинизации (когда смола из жидкого состояния переходит в гелеообразное), а потом постепенно вещество должно высохнуть, и, затвердев полиэфирка становится твердой монолитной массой.
Обычно для этой цели выбирают:
Смешивание разных типов добавочных элементов производить нельзя.
Пропорции инициаторов и ускорителей
Для запуска процесса застывания полимера нужны смола, отвердитель, инициатор. Пропорция может использоваться лишь та, которая была написана в инструкции производителем. Когда появится опыт работы, то количество компонентов можно будет определить самостоятельно. Но для первого опыта экспериментами заниматься нельзя.
После добавления вещества для отверждения, смола будет высыхать быстро. Поэтому приготавливать нужно только необходимое количество состава.
Первый раз лучше развести несколько мл., вводя каждый компонент, производят перемешивание, не торопясь, чтобы не образовать в составе лишние пузырьки. Но при этом превышать по времени 2 минуты не стоит.
Повышенная температура
Во время данного процесса происходит выделение тепла, что и приводит к полимеризации в целом. При этом температурные показатели вещества могут достигать 100 градусов. Такие показатели характерны чаще для больших масс разведения полиэфирной смолы. При объемном отливе наблюдается самое большое повышение температуры. Когда много смолы используется для отливки пола, то увеличение будет менее высоким, из-за площади контакт с воздухом, самоохлаждение произойдет быстрее.
Если температура будет превышать допустимые нормы, то тогда можно прибегнуть к помещению емкости в холодную воду, но следует учитывать, что полимеризация замедлится. Температурные показатели выше комнатных действует ускоряющее на стадию желатинизации, после ускорит и отверждение. Застывание вначале переходит в стадию становление резиноообразной консистенции, в этом виде при надавливании смола прогибается, но быстро возвращается в исходный вид. До этого момента проходит стандартно 1.5-2 часа времени.
Для горячих этапов рекомендуется вводить 50% перекись бензоила на дибутилфталате. При этом температуры могут повыситься до показателей в 100-130 градусов, это довольно высокие показатели, и требуют дополнительной защиты человека, проводящего смешивание, если за отвердитель взяли перекись дикумила, то показатели могут достигнуть отметки в 160 градусов.
Комнатная температура
Профессионалы советуют работать с данным материалом при температуре в комнате не менее 23 градусов выше ноля. На рынке представлены смолы, это обычно касается лакокрасочных изделий работа, с которыми может проходить и в условиях микроклимата от +15 градусов. Данную информацию можно найти на упаковке изделия.
По идеи отверждение данных видов будет проходить длительно, примерно месяц. Поэтому, чтобы улучшить продажи, производитель к полиэфиркам такого типа подготавливает элементы для ускорения и полимеризации так, чтобы разбавление их даже при таких температурных показателях, запускало процесс саморазогрева, и процесс производился в приемлемые сроки. Они могут варьироваться за счет изменения соотношения ускорителя. Здесь важно действовать по инструкции.
Полиэфирная смола как разводить с отвердителем, порядок введения всех необходимых добавок включает:
Как долго будет сохнуть полиэфирная смола
Вид процесса отверждения (холодный или горячий) мало влияет на сроки прохождения полимеризации. Стандартно это происходит следующим образом:
Можно привести полиэфирку к финальной стадии, использовав воздействие высоких температур. Для этого применяется термокамеры, либо специальные нагревательные устройства, обеспечивающие создание температуры в помещении в 80-100 градусов, минимум два часа. Когда нужно высушить предмет из стеклоткани с полиэфирной смолой, то такая «сушка» должна проходить 6 часов. Тогда полное высыхание произойдет через 6-7 дней.
Когда делаются формы объемные и если наступила стадия желатинизации, то изменения изделия не допускается.
Отследить переходы процесса, можно наблюдая изменение оттенков продукции. Узнать, какие цвета должны быть при определенных стадиях можно в той же инструкции материала.
Причины неполного отверждения
Иногда после всех необходимых сроков, полиэфирка не становится твердой, какой должна быть. Она продолжает липнуть, прочность ее плохая. Когда неполное отвержденное временное, убирается оно увеличением температур до 100-130 градусов. При постоянном подобном состоянии, сделать ничего будет нельзя. По этой причине нужно соблюдать ряд советов:
Третий пункт должен соблюдаться беспрекословно, ведь любые элементы могут нарушить процесс застывания полимеров. Когда все смешано и помещено в нужную форму, то ее нужно закрыть пленкой, защитив от воздуха.
Меры безопасности при работе со смолами
Для не нанесения вреда здоровью человека, мастер должен надевать перчатки и защитную одежду, она должна быть плотной. Если смола попала на кожу, то мыть этот участок нужно мыльным раствором, либо специальным средством для очистки смолы.
Обязательно одевается респиратор. Нельзя допускать, чтобы рядом находились источники огня. Если произошло возгорание, тушить его нужно песком или огнетушителем, воду использовать нельзя. Хранение происходит при температуре от +20 до +23, помещение должно проветриваться.
Соблюдение мер безопасности при работе с полиэфирной смолой обязательно. Соблюдение инструкцией и правил поможет получить желаемый результат. И процесс станет несложным.