Какой отвердитель подойдет для полиэфирной смолы, как разводится состав

Какие лакокрасочные материалы нуждаются в отвердителе

Не каждая краска с отвердителем реализуется в готовом виде. Кроме того, не все материалы нуждаются в такой добавке. Она нужна для двухкомпонентных эпоксидных красок, предназначенных для окрашивания бетонных конструкций.

Лаками и эмалями, содержащими отвердитель, покрывают металлические каркасы и другие объекты из этого материала. Металл после этого устойчив к коррозии, обладает повышенной износостойкостью. Он активно используются в эмали, предназначенной для реставрации ванн, умывальников. Он также необходим для некоторых разновидностей акрилатных красок.

Лаками и эмалями, содержащими отвердитель, покрывают металлические каркасы и другие объекты из этого материала.

Разновидности отвердителей

В зависимости от химического состава выделяются последующие особенности красок. Различные виды обладают отличающимся временем для отвердевания и эксплуатационным сроком. Для каждого вида краски или смолы необходим свой отвердитель. Эксперты условно делят средство на две группы.

Для каждого вида краски или смолы необходим свой отвердитель.

Сиккативы

Сиккативы в своем составе содержат соли различных металлов. В зависимости от содержания этих металлов, сиккативы делятся на первичные, вторичные и вспомогательные. Они присутствуют только в однокомпонентных составах. По сути, это добавки, которые ускоряют процесс отвердевания покрытия. Сиккативы в обязательном порядке должны входить в состав красок с масляной основой.

Чтобы они растворились необходимо соблюдать температурный режим. Легкорастворимые вещества растворяют при 150 градусах, труднорастворимые – при 250 и лишь жидкие растворяются всего при 20 градусах.

Это добавки, которые ускоряют процесс отвердевания покрытия.

Отвердители

Отвердители добавляются в двухкомпонентные лакокрасочные материалы, ускоряя их физические и химические процессы. Например, отвердитель для акриловой краски, которая широко используется для покраски авто. Кроме акриловых, данный вид отвердителей предназначен для полиуретановых и эпоксидных ЛКМ

Важно точно соблюдать пропорции, которые выражаются в весе и объеме веществ

Важно точно соблюдать пропорции, которые выражаются в весе и объеме веществ

Сферы применения

Давайте рассмотрим основные сферы применения подобных смол:

• Сантехника и комплектующие для ванных и кухонь. Полностью из полиэфирных отвержденных смол отливаются корпуса душевых кабин, кухонные фартуки, отдельные бюджетные виды ванн и раковин для кухонь, декоративная облицовка для кухонной мебели.
• Судостроение. Обработка корпусов с целью усиления внутреннего каркаса и бортов, придания герметичности, соединения деталей наборного шпангоута у судов класса яхт и спасательных катеров, в уплотнении элементов борта в области иллюминаторов.

• Авионика. В авиационной промышленности используются те же приемы, что в судостроении. Изготовление деталей, где не требуется повышенная силовая нагрузка, в этом отношении полиэфирная смола пока уступает композитным материалам из эпоксидки и углепластика.
• Автопром. Литье кузовов, ремонтные работы по замене нестандартных деталей или поврежденных частей редких автомашин. Если в мастерской есть оборудование для изготовления форм, то изготовить внешний обвес по самодельным лекалам, при наличии чертежей даже для пострадавшему в аварии Майбаху не составит большого труда.
• Строительство и ремонт. Лаки, краски, шпатлевки на основе полиэфирных смол – быстро твердеющие, удобные в работе, позволяющие использовать любые традиционные и нетрадиционные наполнители, пластификаторы, колеры. С колерами полиэфирка смешивается в гораздо большем диапазоне, чем эпоксидные смолы.

Полезно узнать > Кому стоит проходить курсы по работе с эпоксидной смолой, нужно ли подобное обучение

Химическая промышленность. Сама смола, это плод работы химиков, но из нее на выходе, после всевозможных необратимых химических превращений получается прекрасный материал для изготовления труб, по которым перекачивают жидкие продукты нефтехимии.

Какие отвердители используются для акриловой смолы?

Акриловую смолу применяют в изготовлении камня искусственного вида, её особенностями являются:

• полимеризация происходит плавно;
• усадка минимальная;
• в материале не появляются поры.

Чтобы камень был прочнее, в смолу добавляют отвердитель до 3,5%. Перед тем, как добавлять элемент в смолу, его необходимо выложить на бумагу и просушить. Отверждение акриловой смолы осуществляется при температуре 15 градусов тепла, при низком показателе, реакция значительно замедляется.

Отвердитель хранится во влажном виде, в темном месте при температуре до 20 градусов, так как этот элемент является горючим.

Общая характеристика материала

Многие лаки и краски затвердевают вследствие испарения жидкостей, входящих в их состав. Но существуют такие лакокрасочные материалы и эпоксидные смолы, которые неспособны затвердеть сами по себе. Для достижения этой цели нужно применять специальные полимеризующие вещества. Они стимулируют процесс полимеризации, чем активно пользуется человек при создании разного рода композиций, а также иных декораторских и строительных целей. Покраска с применением таких веществ держится дольше.

Однако не стоит думать, что это катализатор химической реакции, ведь он ее полноценный участник. Он сливается с веществом воедино, наделяя его стабильной структурой.

Причины неполного отверждения

Случается, что смола по окончании всех работ не обретает нужную твердость. Поверхность остается липкой, прочность — низкой. Если неполное отверждение временное, его легко устранить повышением температуры до +100…+130 градусов. Постоянное неполное застывание убрать не получится, масса будет испорчена. Как избежать таких проблем? Вот основные рекомендации:

• не заниматься отверждением при температуре менее +23 градусов, влажности больше 65 %;
• не менять рекомендованные производителем пропорции компонентов для конкретной полиэфирной смолы;
• исключать проникновение загрязнителей, примесей, использовать только чистую посуду.

Последний пункт соблюдать особенно важно, так как даже малое количество жиров, воды и иных веществ нарушает процесс полимеризации. Плохо сказывается на качестве смеси и загрязненный воздух, особенно с парами фенола

По завершении работ поверхность смолы прикрывают пленкой. Это не позволит массе контактировать с воздухом.

Физика и химия отверждения

Сами по себе полиэфиры отверждались бы очень медленно, поэтому их совмещают с мономером способным к сополимеризации с полиэфиром. Скорость сополимеризации двойных связей полиэфира с двойными связями мономера гораздо выше, чем скорость взаимодействия двойных связей полиэфира между собой. Процесс отверждения инициируется радикалами, образующимися при распаде перекисных инициаторов, и выглядит следующим образом: после введения инициатора и ускорителя в течение некоторого времени внешне ничего не происходит. Несмотря на отсутствие видимых изменений, внутри смолы уже идет реакция отвердителей с ингибитором. Как только ингибитор израсходуется, вязкость полиэфирной смолы резко повышается, она утрачивает способность течь и переходит в желеобразное состояние (гель). Далее эта масса переходит в резиноподобное и наконец, в твердое состояние. Процесс отверждения происходит с выделением тепла. Разогрев может быть весьма существенным.

Следует учитывать, что зажелатинизировавшаяся полиэфирная смола более не пригодна к формованию, поэтому необходимо успеть произвести заполнение форм до наступления момента желатинизации.

Изготовление смол

Полиэфиры — продукты нефтехимии, которые берут свое начало в ходе перегонки нефти. Производство начинается именно с нефтепереработки, в итоге выделяются такие компоненты: бензол, этилен, пропилен. Далее эти вещества подвергаются различным химическим реакциям для изготовления гликолей, многоосновных кислот, антигидридов. Ингредиенты соединяют и уваривают вместе, в результате получается базовая смола.

Получение готовой полиэфирки включает разведение базовой смолы растворителем — стиролом. Это вещество имеет высокую токсичность, в готовом продукте способен составлять до ½.

Указанный этап производства может быть конечным, и продукт поступает на реализацию. Но чаще всего схема переходит на второй этап, где в состав вводится ряд добавок в зависимости от назначения материала. Дополнительные компоненты обеспечат нужные свойства. Это могут быть пластификаторы, связующие добавки, пигменты (колеры) и т. д.

С момента окончания производства срок годности смеси ограничен. Дело в том, что после окончательной укомплектации начинается постепенная полимеризация материала или отверждение. Чем дольше хранится средство, тем хуже его качество. Для замедления полимеризации используют хранение в холодильниках.

Перед непосредственным нанесением смолы ее надо в определенных пропорциях разбавлять отвердителем, смешивать с активатором, катализатором, которые обеспечат нужную химическую реакцию с выделением тепла, поэтому масса обретет нужные характеристики — плотность, прочность, влагостойкость.

Производители выпускают однокомпонентные средства — к ним надо дополнительно покупать отвердители, двухкомпонентные материалы. Последние включают два флакона — смолу и отвердитель.

Полиэфирка или эпоксидка?

Плюсы полиэфирной смолы.

• Плюсов у полиэфирки на самом деле не много. Самый главный — это цена! Самая дешевая полиэфирная смола может быть в 3 раза дешевле эпоксидной, да и отвердителя (катализатора) к ней, как правило нужно очень мало — 1-2%!
• Второй плюс полиэфирок — это скорость полимеризации, — 2,5-3 часа. Не правда ли, это очень удобно?!
• Третий и, наверное, последний плюс — это её некоторая эластичность, прочность на изгиб. Всё, больше плюсов мы не знаем! Если вы знаете, сообщите нам, пожалуйста, о них.

К сожалению, минусов у полиэфиров больше.

• Самый главный минус полиэфирок – это стирол, даже так называемые ненасыщенные смолы содержат 10-20% стирола. Что это означает? Без хорошего респиратора работать невозможно, даже в открытом гараже зимой. Стирол практически не выводится из организма, накапливаясь в печени! Как пишет форумчанин Feanor: «можно улететь в мир радуг и звёзд». Если вы работаете в помещении, что вполне логично, то мощная вытяжка должна присутствовать обязательно! Цена ненасыщенных полиэфирных смол уже близка к эпоксидным.
• Полиэфирка растворяет пенопласты и полистиролы, а без этих материалов не обойтись, например, при изготовлении «болвана» или мастер-модели.
• Полиэфирку не рекомендуется наносить на эпоксидку, она со временем отстанет. Виной всему парафины и эфиры, входящие в состав полиэфирных смол. К примеру, у вас есть лодка, построенная с применением эпоксидной смолы, и её нужно отреставрировать. В таком случае используйте только эпоксидную смолу. Кстати, эпоксидка на хорошо зашкуренную и обезжиренную полиэфирку ляжет нормально и «пролежит» там долго.
• При работе с полиэфиркой не рекомендуется останавливаться более, чем на 2 часа, изделие желательно сделать за один прием. Виной тому те же парафины. Если первый слой стекломата, выложенный вчера, уже высох окончательно, то второй сегодняшний еще некоторое время будет держаться, потом отвалится.
• Полиэфирка даёт бо́льшую усадку, чем эпоксидка, поэтому при изготовление матриц, форм, оснастки лучше использовать эпоксидку.
• Полиэфирка «фильтрует», т.е. пропускает воду! Яхта, например, к концу плавательного сезона будет весить несколько больше, чем в начале. Некоторые мастера говорят: «Яхта из полиэфирной смолы – это ширпотреб, дешевка, конвеерная работа!». Вот для чего придумали гелькоуты и яхтенные эмали!
• Срок хранения некоторых полиэфирок до полугода, поэтому можно купить кота в мешке, что чаще всего и происходит!
• Полиэфирка без катализатора может самопроизвольно полимеризоваться по истечении срока хранения.
• Хорошая полиэфирка не дешевле эпоксидки!
• Полиэфирная смола — это не клей, ею ничего нельзя склеить!

Теперь о плюсах эпоксидной смолы.

Эпоксидная смола — это, в первую очередь, КЛЕЙ! Она клеит всё, кроме термопластов, полиэтиленов, тефлонов и их производных (поликарбонат, оргстекло, полипропилен).

Эпоксидная смола имеет большой срок хранения: 5 и более лет. Некоторые наши клиенты говорили, что находили на полках в гаражах забытую эпоксидку 20-30-летней давности, добавляли свежий отвердитель и она «работала»! Срок хранения отвердителей колеблется от 1 до 2-х лет. По истечении этого времени их количество методом проб нужно просто увеличивать.
Стандартная не модифицированная эпоксидка при комнатной температуре не имеет запаха вообще. Отвердители чаще имеют запах мочевины, но с полиэфирной смолой ни в какое сравнение не идут. Можно работать прямо дома и без противогаза. После полного отверждения изделия из эпоксидной смолы можно считать экологически чистыми! Полиэфирка еще долгое время будет выветриваться.
Эпоксидка не боится воздействия воды и некоторых агрессивных материалов. Список этих материалов в свободном доступе. Эпоксидными эмалями покрывают цистерны и трубопроводы.
Вязкость эпоксидной смолы можно уменьшить, используя активные разбавители или пластификаторы. Активные разбавители не ухудшают качества смолы, они содержат «эпоксидное число» и, как смола, вступают в реакцию полимеризации. Активные разбавители также повышают пластичность готового изделия.
Усадка эпоксидной смолы, как правило, 0,3-0,5%, а при использовании некоторых отвердителей и (или) наполнителей (аэросил, микроцеллюлоза, фибра) — 0,2-0,3%. Помните, растворители типа 646, 647, ацетон и др. резко повышают усадку и ухудшают качество готового изделия! Наполнители типа микросфера, тальк, мраморная мука, алюминиевая пудра, пигменты снижают усадку.
Изделие из эпоксидной смолы на 20-30% легче, чем из плиэфирки (при равной прочности), а значит и не дороже!

Отвердители холодного отверждения эпоксидных смол

К этому типу относятся различные амины (полиэтиленполиамин, триэтилентетрамин, гексаметилендиамин, метафенилендиамин).

Аминные отвердители эпоксидных смол реагируют с раскрытием эпоксигруппы и образованием гидроксила, а затем образуют более сложные пространственные полимеры. Реакция с эпоксидной смолой протекает довольно активно, поэтому добавление отвердителя должно производиться незадолго до употребления смолы.

Чем больше в смоле эпоксидных групп, тем больше образуется полимерных связей, которые будут создавать пластичный полимер.

Триэтилентетрамин (ТЭТА).

Структурная формула триэтилентетрамина (ТЭТА).

Триэтилентетрамин (ТЭТА) – представляет собой прозрачную низковязкую жидкость, достаточно едкую, с резким запахом. Согласно сертификатам анализа, массовая доля собственно ТЭТА в продукте составляет не менее 96%.

Масса триэтилентетрамина для отверждения 100 граммов эпоксидной смолы ЭД-20 (21% эпоксидных групп) следует выбирать в интервале от 9 до 11 граммов. Рекомендуемый режим отверждения композиции, имеющей в своем составе 100 грамм ЭД-20 и 10 граммов ТЭТА:

• обычно: 24 часа при температуре 20-25°C
• для улучшения физико-механических свойств: 24 часа при температуре 20-25°C и дополнительно 5 часов при температоуре 80°C

При использовании ТЭТА очень важно точно соблюдать технологию. Доотверждение как правило происходит только при повышенных температурах, при комнатной температуре поверхность изделия часто остается липкой

Но в случае успешного отверждения с использованием ТЭТА, изделие будет обладать бОльшей механической прочностью, однородностью свойств, прозрачностью, химической чистотой, чем при использовании ПЭПА.

Полиэтиленполиамин (ПЭПА).

Полиэтиленполиамин (ПЭПА) выглядит также как триэтилентетрамин (ТЭТА), но у полиэтиленполиамина амидных групп больше:

Масса полиэтиленполиамина для отверждения 100 граммов эпоксидной смолы ЭД-20 (21% эпоксидных групп) следует выбирать в интервале от 10 до 15,75 граммов (оптимально 13,7 грамм). Рекомендуемый режим отверждения композиции, имеющей в своем составе 100 массовых частей ЭД-20 и 10 частей ПЭПА:

• обычно: 24 часа при температуре 20-25°C
• для улучшения физико-механических свойств: 24 часа при температуре 20-25°C и дополнительно 5 часов при температоуре 80°C

Полиэтиленполиамин (ПЭПА) проще в работе, он хорошо работает при комнатных температурах.

С применением ПЭПА нельзя получить прозрачное изделие.

Согласно ТУ, получаемый в промышленности, полиэтиленполиамин содержит 65-75% процентов кубового остатка (примеси), который остается в готовом изделии. Поэтому не рекомендуется использовать ПЭПА в случае, если готовое изделие предназначается для бытового использования, контактирования с пищей или водой.

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.

Полезно узнать > Чем отличается эпоксидная смола от эпоксидного клея, сравнение по свойствам и составу

Применение

Как было уже указано, сфера применимости полиэфирной смолы необычайно широка. Благодаря невысокой стоимости и способности менять свои свойства при наличии наполнителей, материал задействован практически в каждой отрасли промышленности. В сочетании со стеклотканью полиэфир образует прочный и прозрачный стеклопластик. Изделия из такого стеклопластика широко применяются в сантехнике. Примером могут служить душевые кабины, которые по своей прочности не уступают «собратьям» из других материалов, но, в то же время, отличаются малой массой.

На основе полиэфирных смол изготавливаются лаки, клеевые составы и краски, а в области электроники смола является средством электро- и теплоизоляции. Мастики, замазки и наполнители отлично проявляют себя в изготовлении изделий галантереи, статуэток, наливных полов и подиумов. В быту полиэфиркой пропитывают пористые вещества, она способна стабилизировать древесину и является прекрасным грунтом или герметиком. Перечень стройматериалов на основе смолы можно дополнить сотопластами, пластмассами, волокнистыми древесными и асбоцементными плитами.

Широкое применение полиэфирная смола нашла в области кораблестроения. Из нее изготавливают несущие детали, элементы соединения. В качестве герметика смола востребована не только для небольших катеров, но и кораблей. Она обеспечивает герметичность корпусов, люков и иллюминаторов. Мастера кузовного ремонта используют смолу в качестве несущего материала при ремонте бамперов авто, а пластик на основе полиэфирки поставляется на заводы-изготовители.

Автомобильные грунтовки и шпатлевки в своем составе имеют смолы. Смола в чистом виде используется для заливочных работ. Примером служит литье подоконников, кровли, карнизов, а также плафонов осветительных приборов. При добавлении колеров и наполнителей полиэфирная смола служит сырьем для производства плиток декоративного камня.

Применение отвердителя при комнатной температуре

Многие предпочитают работать с отвердителем для полиэфирной смолы в домашних условиях. В таком случае необходимо выбрать правильный температурный режим и постоянно его поддерживать и не давать температуре критически низко упасть.

Рекомендованная температура при работе с отвердителем дома не должна опускаться ниже 23 градусов. Также не стоит забывать и про влажность воздуха, она должна быть не больше 65%.

Отвердителем можно выбрать перекись метилэтилкетана – торговое название данного отвердителя «Бутанокс». Его можно встретить практически в каждом специализированном магазине. Если вы не нашли «Бутанокс» на прилавках магазина, а у вас на полке в гараже или в мастерской лежит гидроперекись или даже может смесь перекисей, то их можно вполне спокойно использовать как отвердитель.

Приготовление смеси при температуре ниже, чем 20-24 градуса выше нуля не даст нарастить прочность состава быстро. В данном случае он будет длиться долго, от 14 дней и до целого месяца.

Многие согласятся, что мало кто такую работу делает в собственном доме. Скорее всего, это происходит где-то в гараже или в бытовке, где температура обычно ниже комнатной. Для таких случаев существуют специальные виды смол. Вот такую продукцию можно использовать при температуре от + 15 градусов. Т. е. минимальный температурный порог снижен. Проще говоря, это предускоренные смолы, которым требуется меньше времени, чтобы полностью застыть. Предускоренная смола — это смесь стирола и полиэфирки c октоатом кобальта или нафтенатом кобальта на борту.

Сравнение материалов

По приведенным данным нетрудно оценить применимость того или иного материала в зависимости от поставленных целей. Очевидно то, что мы не дадим однозначного ответа на вопрос, какая смола лучше, так как у каждой есть свои плюсы и минусы. Однако ничто не мешает сравнить полимеры по одним и тем же характеристикам.

Характеристики эпоксидной смолы:

• Механические свойства. Показатель прочности у эпоксидной смолы выше, чем у полиэфирной. Измерения производились для всех типов деформации. Даже при условии, что полиэфирная смола обладает эластичностью, она в данном ключе проигрывает эпоксидной.
• Клеевые свойства. Не просто высокие, а очень высокие. В народе бытует мнение, что детали, склеенные эпоксидкой, соединены «на века».
• Усадка. Практически отсутствует.
• Водостойкость. Высокая.
• Срок хранения. 5 -7 лет.
• Скорость полимеризации. Низкая. Увеличить скорость можно повышением температуры, но не добавлением отвердителя. Теоретически считается, что отверждение происходит через 24 часа. Практика показывает, что время увеличивается до нескольких суток.
• Запах. Отсутствует.
• Закипание. При активной реакции компонентов наблюдается вскипание смолы.
• Долговечность. Эпоксидная смола меньше подлежит износу и считается более долговечной.
• Устойчивость к ультрафиолетовым лучам. Проявляется только при наличии специальных добавок или после покрытия слоем полиуретанового лака.
• Сложность работы. Требуется определенный навык, особенно при работе с наклонными и вертикальными поверхностями.
• Стоимость. Высокая.
• Экологичность. Смола безопасна для окружающей среды и для человека.

Характеристики полиэфирной смолы:

• Механические свойства. При высоких нагрузках возникают трещины.
• Клеевые свойства. Более слабая адгезия, по сравнению с эпоксидными смолами.
• Усадка. Имеется.
• Водостойкость. Низкая.
• Срок хранения. От 6 месяцев до 1 года.
• Скорость полимеризации. Высокая. Смола застывает за несколько часов.
• Запах. В жидком состоянии смола токсична.
• Долговечность. Высокая, но ниже, чем у эпоксидной смолы.
• Устойчивость к ультрафиолетовым лучам. Высокая.
• Сложность работ. Не требует определенных навыков.
• Стоимость. Низкая.
• Экологичность. Некоторые компоненты горючи и вредны для здоровья.

Приведенный анализ решает все вопросы. Пользователю остается только сравнить интересующие его характеристики и сделать для себя правильный выбор.

Источник