Основные принципы работы с полиэфирной смолой, ее особенности

Странно было бы не упомянуть о таком довольно популярном материале, чьи свойства широко используются в промышленности.

В зависимости от назначения, из такой смолы делают стеклопластик или пуговицы, бамперы или покрытие для теплиц, получают строительные материалы, позволяющие выдерживать сильные механические нагрузки или предметы мебели.

Зная и соблюдая технологию, можно добиться качественного результата, даже не имея особых условий. Чтобы понять, как осуществлять работу с этим средством правильно, давайте разберемся, с чем имеем дело.

Производство

Если ее развести токсичным стиролом в качестве растворителя, процесс завершится созданием нового продукта – полиэфира, который уже можно отправлять на продажу. Однако, не стоит торопиться.

При добавлении тех или иных компонентов, вещество способно менять свои свойства по заданному алгоритму.

Например, при добавлении различных растительных масел, таких как подсолнечное, соевое или рапсовое, можно получить состав, похожий на неорганическую смолу, но более долговечный и надежный, а если интересует вспененный полиуретан, нужно сырье в виде многоатомного спирта, содержащего более одной гидроксильной группы (полиола).

Жизненный цикл готовых смесей ограничен – смола достаточно быстро затвердевает. Приостановить процесс полимеризации можно за счет охлаждения продукта. Для этой цели можно использовать холодную воду или холодильную установку.

Свои уникальные свойства полиэфирная смола приобретает за счет воздействия тепловой энергии.

Источником ее является катализатор, выступающий в роли активатора необходимых химических процессов, или внешний источник. Последний способ менее популярен из-за его дороговизны.

Резюмируя написанное выше, акцентируем внимание на том, что в продаже присутствуют как однокомпонентные, так и двухкомпонентные виды полиэфирных смол. В первом случае, придется докупать отвердитель, в последнем уже есть все что нужно.

Свойства и характеристики

Полиэфирная смола в готовом к применению виде по своей консистенции похожа на жидкий мед. Она может принимать разные оттенки, от желтого до темно-коричневого. Несмотря на наличие окраса, смола прозрачная. После того, как в основной состав добавляется отвердитель, прозрачность снижается, а сам материал густеет. В промежуточном состоянии он похож на резину, а по завершении отверждения становится твердым. На затвердевшую полиэфирную смолу хорошо наносится лак и различные краски.

Для полиэфирных смол можно сформулировать целый ряд уникальных свойств. Именно они играют определяющую роль в определении сферы применимости материала. Опишем кратко свойства и применение полиэфирной смолы.

• Низкая теплопроводность. Теплоизоляционные свойства смолы востребованы в промышленности и строительстве. Даже относительно небольшой слой способен служить неплохим изолятором.
• Влагостойкость. В затвердевшем виде полиэфирная смола не пропускает влагу. Она может использоваться даже в условиях повышенной влажности в качестве гидроизоляции.
• Повышенное время эксплуатации. Изделия из полиэфиров устойчивы к внешним воздействиям климатического и техногенного характера. Это позволяет эксплуатировать их в течение длительного времени, причем за весь период материал практически не теряет своих основных характеристик.
• Широкий температурный диапазон. Применение смолы в быту практически не ограничено температурными критериями. Материал абсолютно инертен и к ультрафиолетовому излучению, то есть, внешний вид изделий со временем не изменяется, равно как и оптические характеристики.
• Устойчивость к химии. Устойчивость к воздействию химически активных веществ позволяет применять различные средства по уходу за изделиями из полиэфирных смол.
• Универсальность. Сфера применимости материала охватывает многие отрасли промышленности, от производства машин до электроники. Востребована смола и в домашних условиях, несмотря на вредность некоторых ее компонентов.
• Хорошая адгезия. Высокий показатель адгезии только подчеркивает универсальность материала. Смола отлично сочетается с древесиной стеклом, пластиком и металлом.
• Диэлектрик. Диэлектрические свойства полиэфира позволяют одновременно использовать его, как строительный материал и как изолятор.

Есть у полиэфирных смол и характерные минусы. Материал считается опасным для здоровья человека. В основном, источником этой опасности является стирол, которым можно надышаться в процессе приготовления состава.

Характеристики

Однородная, без включений жидкость, консистенцией и цветом напоминающая цветочный или гречишный мед – вот, что представляет собой насыщенная полиэфирная смола, когда процесс полимеризации еще не запущен.

После добавления отвердителя, жидкость начинает густеть и становится похожа сначала на желе, затем на резину. Когда состав затвердеет окончательно, его без проблем можно красить, лакировать.

Плюсы полиэфирной смолы: устойчивость к механическим нагрузкам, УФ-излучениям, высокая влагостойкость, стойкость к колебаниям температур, универсальность, низкая теплопроводность, отличные показатели надежности, противодействие химическим веществам, электроизоляционные свойства, высокая “прилипчивость” к металлу, стекловолокну, бумаге, стеклоткани, широкая сфера применения.

Среди минусов, пожалуй, стоит отметить высокую токсичность материала и усадку, уступающую эпоксидке. Но наука не стоит на месте. Современные технологии позволяют обходиться без стирола.

Живица, масла неживотного происхождения — такие составы экологически безопасны, так как при производстве используются натуральные компоненты.

В итоге удается не только уменьшить затраты, но и защитить планету, собственное здоровье от негативного воздействия токсичных веществ.

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:

• диамины карбоновых кислот H2N(CH2)8NH2;
• их ангидриды (CH3CO)2O;
• сами карбоновые кислоты, например C5H9COOH – циклопентанкарболовая.

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.

Сфера применения

Полиэфирные смолы востребованы в строительстве, химической промышленности, машиностроении, судостроении. Всем знакомы изделия из прозрачного стеклопластика.

Например, душевые кабины или оригинальные ванны с вставками-окошками. А ведь это тоже изделия на основе полиэфирного материала.

Такой результат получается вследствие ее синтеза со стеклотканью. Смолы входят в состав смесей для наливного пола, изготовления подиумов, мастик, клея, лакокрасочных материалов, полимеров для электротехнического оборудования, радиодеталей.

Полиэфирную смолу используют в качестве пропитки для герметизации материалов, ее добавляют при изготовлении ДВП, пластмасс, асбоцементных плит, галантереи.

Крашеный стеклопластик становится осветительным прибором, карнизом, подоконником, статуэткой или искусственным камнем.

В автомобилестроении на основе полиэфирной оной сделаны грунтовки и шпаклевки, из пластика создают детали машин. Лодки, катера, корпуса кораблей, иллюминаторы – герметичны и надежны, благодаря такому соединению как полиэфирная смола.

Ею обрабатывают древесину и другие пористые поверхности, чтобы они не пропускали воду.

Из ненасыщенного полиэфира делают армированный пластик, другие предметы с применением технологии литья. Этот состав также часто используется при производстве спортивных товаров, искусстве.

Наиболее известные производители полиэфирных смол

Вариантов продукта много как выпущенных в Отечестве, так и за его пределами. Минимальный вес упаковки в большинстве своем составляет один килограмм.

Neon S-1

Неорганическая полиэфирная смола от Ремполимера с наполнителями высокого качества зарекомендовала себя как одно из лучших средств, используемых для апгрейда машин и ремонта лодок. Токсична, содержит стирол.

Обладает низкой вязкостью и минимальной усадкой. Химическая активность средняя.

Время нанесения – 15 минут, окончательная полимеризация происходит в течение 45 минут.

Repair Resin Рефлекс Reoflex

Repair Resin, она же полиэфирная смола Рефлекс, имеет другую ортофталевую основу. Применяется в ламинировании. Менее ядовита из-за пониженного содержания стирола. Специальные компоненты способны пластифицировать материал.

При их добавлении можно получить состав, который удобно использовать при ремонте бамперов, ликвидации щелей в металлических поверхностях. Характеризуется значительной адгезией к древесине, грунтам, металлу, ламинату, лакокрасочным покрытиям.

Покрытие получается стойким к перепадам температур, механическим повреждениям, вибрации, химическому воздействию (к действию масел, бензина, смазочных материалов).

O-12335 AL NorsodyneO-12335 AL

Данная марка смолы имеет высокую стойкость к УФ-излучению и низкую вязкость. Предускоренная, консистенция прозрачная.
Изначально имеет сиреневый цвет, который обычно исчезает после полимеризации и изделие становится совершенно чистым, лишенным пигмента, прозрачным как слеза.

Однако при толщине заливки более 30 миллиметров может проявиться как оттенок. Период желатинизации довольно длительный, составляет 16-22 минуты.

Катализатором выступает Бутанокс или Курокс в пропорции от 0,3 % до 1% (зависит от исходной массы вещества). Допустимо применение при плюс 15.

Используется для литья арт-объектов, украшений, гибридной мебели, прозрачной фурнитуры, в качестве смолы-заливки и т.д.

В случае необходимости можно подкрашивать специальными пигментами в виде паст, порошков. Не требует дегазации и защиты от коррозии.

Novol Plus 720

Еще одно чрезвычайно популярное средство. Новол Плюс 720 (Novol Plus 720) идеально для ремонта проржавевших деталей, дыр, отверстий, значительных по величине, яхт, прицепов, кузовов машин, усиления пластиковых конструкций.

Отвердителем выступает паста перекиси бензоила. Соединение получается прочное, легко поддается шлифовке. Минимальная температура работы +10. При ручном ламинировании нужно смешать полиэфирную смолу и стекломат или стеклоткань в пропорции 2 к 1.

В дальнейшем на обработанную таким образом поверхность можно наносить полиэфирную отделочную шпатлевку, почти все известные грунты, лаки, краски.

Другие марки

Состав Eskim ES-1060 также позволяет склеивать материалы и ламинировать поверхности. Отличается от аналогов низким порогом чувствительности к температуре, при которой происходит отверждение, а также к количеству растворителя.
Средство более легкое в нанесении ввиду менее вязкой консистенции. Просто колеровать, не привередливо к большинству пигментов. Можно смешивать с тальком, цементом, гипсом, подходит для изготовления наливного пола.

Polipol 3401-А представляет собой полиэфирную смолу, отличающуюся низкой усадкой, практически не поддающуюся деформации после застывания. Широко применяется при производстве емкостей, устойчивых к химическим воздействиям, деталей аттракционов, бассейнов, катеров.

Серия смол Polipol востребована в автомобильной промышленности, строительстве, кораблестроении. Время перехода до состояния геля 30 минут. Не так токсична, хотя и содержит стирол. Сохраняет вязкость в состоянии покоя, тиксотропна.

Практика использования

Работа с любыми полиэфирным смолам заключается в точном отмеривании смолы и акселератора, количество которых в процентном или объемной соотношении всегда указывается в инструкциях. Лучше начинать с небольшого объема материала, от 0,5 до 1 литра. Затем постепенно добавляется ускоритель и смола очень тщательно перемешивается.

Во время замешивания быстрых движений не делать , от них образуются воздушные пузырьки, а так как время желатинизации полиэфирных смол после введения в них отвердителя крайне мало, то эти пузырьки могут не успеть покинуть толщу полиэфирки.

После введения катализатора-отвердителя смола меняет цвет и начинает нагреваться, что свидетельствует о начале запуска процесса полимеризации. Если вы считаете, что процесс идет слишком быстро, можно поместить емкость с полиэфирной смолой в таз или ведро со льдом, это увеличит время схватывания смолы.

Полная полимеризация происходит в интервале времени от 2 часов до 2 суток. Но окончательная только на исходе недели, а то и двух. Впрочем, застывшая смола будет уже достаточно твердой и стойкой для многих механических воздействий.

Например, для производства искусственного поделочного камня уложенные в формы мраморную крошку, гранулы пластмассы, имитирующей камни, стеклянные осколки прочие наполнители заливают полиэфирной смолой и сушат под воздействием горячего воздуха. Работа требует мощной вытяжки и возможности быстро охладить форму, что особенно важно при большой толщине отливок, так как чем больше толщина, тем выше саморазогрев массы.

Полезно узнать > Отличный состав для шпатлевки из цемента и эпоксидной смолы

В случае возникновения загорания полиэфирной смолы ни в коем случае нельзя тушить ее водой, только забрасывая возгорание песком или применяя углекислотное огнетушение.

Безвредной для здоровья полиэфирной смолы не существует. Поэтому нужно обезопасить себя при работе с этим веществом: на глаза надевать защитные изолирующие очки, на органы дыхания респиратор, руки защищаются перчатками.

При попадании полиэфирки на кожу, нужно промыть это место с мылом, хотя лучше использовать специальный состав для смыва, который можно приобрести в тех же магазинах, где смола покупалась.

Основные отличия ненасыщенных полиэфирных смол от насыщенных

Состав – вот, что наделяет такие смолы особыми свойствами и позволяет использовать их по назначению. Насыщение полиэфирки происходит за счет избыточности гликоля (полиола).
Полимер получается стойким к грязи, очень твердым и прочным, универсальным, не чувствительным к воздействию климатических факторов, не содержащим двойные, тройные связи в основной цепи.

Такие характеристики позволяют применять его как сырье для рулонных покрытий, в том числе термических, грунтовок, подложек, печатных красок. Ненасыщенная полиэфирная смола наиболее популярна.

Двойные связи в молекулярной структуре, получаемые за счет конденсации ненасыщенных дикарбоновых кислот, наделяют полимер такими свойствами, как: термостойкость, плохая проводимость электрического тока, хорошая текучесть при нагревании, стойкость к химической коррозии, высокая прочность на изгиб, растяжение, сжатие.

В основном его применяют в производстве радио- и электроприборов, тонеров, принтеров, литой изоляции, листовой, объемной формовочной массы, стеклопластикового покрытия.

Полимеризация не требует высоких температур, достаточно 23 градусов выше нуля. Безусловным плюсом ненасыщенных смол является отсутствие выделений вредных побочных продуктов.

Три важных компонента

Растворитель-мономер нужен для снижения густоты полиэфира. Перевести материал из жидкого состояния в твердое помогают такие катализаторы, как гидроперекись. Ускоритель, соответственно, добавляют, чтобы сократить время окончательного отверждения.
В качестве такого вещества выступают, например, соли кобальта. Только правильно распределенные роли среди участников сополимеризации позволят проконтролировать процесс застывания и получить предсказуемый результат в его итоге.

Отверждение – физика и химия процесса

Отверждение лакокрасочных материалов – это действие, в результате которого наблюдается необратимая трансформация жидких веществ в твердые. Обычные ЛКМ отвердевают по мере испарения из них жидкости – воды, растворителей, после чего обретают окончательные физико-химические свойства. Но у смол на основе полиэфиров такой процесс протекает намного сложнее, и обрести твердость они могут только в ходе химической реакции. При соприкосновении с определенными компонентами состав полимеризуется и обретает стабильность.

Для указанной цели применяются вещества с добавками – инициаторами, ускорителями, катализаторами. Смешивать между собой разные группы средств запрещено, их вводят в смолы в определенной последовательности. После добавления компонентов температура смолы может сильно возрасти, иногда – выше +100 градусов.

Отвердитель участвует в процессе полимеризации смол так: он запускает реакцию, которая вызывает застывание материала. Если знать, как разводить смолу, соблюдать точные пропорции, можно добиться хорошего качества работы. Что применяется в качестве отвердителей? Вот самые популярные вещества:

• карбоновые кислоты;
• диамины карбоновых кислот;
• ангидриды карбоновых кислот.

Добавление отвердителей значительно ускоряет процесс полимеризации. Последний запускается радикалами, которые образуются в ходе химической реакции. Как только ингибитор израсходуется, смола станет вязкой, больше не сможет течь, перейдет в состояние геля. Позже гель «замерзнет», обретет резиноподобное состояние, после отвердеет окончательно.

Как правильно работать с полиэфирной смолой

Всегда полезно для начала изучить инструкцию, прилагаемую к покупке. Там указаны необходимые пропорции, температурный режим и правила безопасности. Для первой партии смешайте с ускорителем 0,5 -1 литр смолы.

Добавку нужно вводить не спеша. Главное, не допустить попадание воздуха в массу.

Перемешиваем компоненты тщательно, но не быстро. Если жидкость поменяет цвет на синий, сильно нагреется – не пугайтесь.

Это всего лишь запустился процесс полимеризации. Хотите замедлить процесс, используйте в качестве ингибитора холодную воду или воздух.

Через 20-60 минут жидкость начнет напоминать желе. Все, что вы запланировали сделать с составом, нужно успеть произвести до этого момента. В частности, склеить изделия желатинообразным средством уже не удастся.

Перемещать материал с этого этапа до полной полимеризации тоже не рекомендуется.

Окончательное схватывание занимает от нескольких часов до двух суток и зависит от исходного сырья. Все заявленные свойства проявятся в полной мере через 1-2 недели.

Технология и этапы работы

Выбирать пропорции катализатора следует в соответствии с рекомендациями производителя. Вещество вводят только в ту часть «полиэфирки», которая будет применена. Далее компоненты необходимо перемешать (в течение пары минут минимум). Затем – наносить смесь на изделие. Изменение цвета состава – нормальное явление.

После нанесения смолы с катализатором, изделие необходимо оставить для полимеризации. В комнате не должно быть повышенной влажности. Срок затвердевания зависит от температуры в помещении (примерно два-три часа). Полная полимеризация наступает через двое-четверо суток.

Не допускайте попадания прямых солнечных лучей на изделие до момента полного затвердевания. Использовать предмет рекомендуется не ранее, чем через пару недель после производства.

Дата публикации:

11.06.2019

Искусственный камень

Очень популярный отделочный материал, чьё производство также тесно связано с полиэфирными смолами. Для этого в них добавляют красители, стекло, минеральную крошку и другие компоненты. Для карнизов и столешниц применяют такой процесс как литье.

Из искусственного мрамора делают сувенирную продукцию и предметы интерьера. В процессе нет ничего сложного, если найти нужную форму. Сушка готовых изделий происходит под воздействием горячего воздуха. Удобнее всего это делать в сушильном шкафу.

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:

1. Отмеряется необходимое количество полиэфирки и ускорителя, если его нет в составе смолы, информацию об этом смотрите на этикетке, она есть там обязательно.
2. Соединить два этих вещества и хорошо вымешать в течение 3-5 минут, не прилагая энергичных усилий, чтобы избежать образования пузырьков воздуха в массе смолы.
3. Добавить инициатор-отвердитель, снова перемешать, не выходя за временные пределы в 3 минуты, но чем выше температура окружающей среды, тем это время короче.
4. Залить полиэфирку в формы или разлить ее по площади, и успеть сделать это за 10-12 минут, до наступления стадии желатинизации.
5. Если наступление этой стадии требуется побыстрее, увеличьте температуру окружающей среды. Если нужно медленнее, можно попытаться ее понизить.
6. Первичное отвердевание наступает через 14-24 часов, именно столько сохнет полиэфирная смола.

Полезно узнать > Как пропитать дерево эпоксидной смолой, как производится обработка

Стекломаты

Стекломат это вид стекловолокна, нарубленного пяти сантиметровыми кусочками, соединенных друг с другом по типу стеклоткани, но уступающий ей в прочности. Виной всему более короткие, чем у стеклоткани, волокона.

Однако работать с ним значительно проще.

Производство такого типа стекловолокна невозможно без полиэфирного клеящего материала. Стекломат хорошо сгибается, трансформируется под необходимую форму. Может быть совсем тонким как вуаль или толстым как ватное одеяло.