Отвердитель для полиэфирной смолы

• Физические и химические процессы отверждения
• Применение отвердителя при комнатной температуре
• Применение отвердителя при повышенной температуре
• Последовательность смешивания отвердителя и других компонентов
• Пропорции компонентов
• Сроки отверждения полиэфирной смолы
• Отвердители для полиэфирных смол
• Безопасность
• Видео

Обычные лакокрасочные материалы (ЛКМ) полностью становятся твердыми только после того, как испарятся все жидкости из нанесенного слоя – только тогда покрытие приобретает физико-химические свойства, присущие ему. Под жидкостями тут имеются в виду различные растворители и летучие вещества, которые входят в состав ЛКМ. В свою очередь, чтобы смолам на основе полиэфиров застыть (отвердеть), необходима химическая реакция. Такая реакция возникает только тогда, когда полиэфирная смола вступает в реакцию с некоторыми компонентами.

Физические и химические процессы отверждения

Чтобы полиэфирный состав полимеризовался и стал стабильным, необходимо прибегнуть к инициаторам и отвердителям (они же «ускорители», «катализаторы»). На самом деле этот процесс весьма интересный, поэтому мы его немного опишем.

В стирол добавляется нафтенат или октоат кобальта – тут уже вы решаете, какой материал выбрать. Связка стирола с кобальтовым соединением будет инициатором. Эту связку нам необходимо смешать с полиэфирной смолой, она запускает процесс ее полимеризации.

Сказать, что такой процесс полимеризации является ускоренным сложно. Естественным путем застывание будет происходить долго, и только через 10 месяцев, полиэфирная смола основательно загустеет, но все равно не затвердеет до конца. Тоже самое происходит со смолой в упаковке, когда в нее еще не добавлен инициатор, поэтому просроченный состав уже нельзя использовать, в загустевшем состоянии он уже не пригоден.

Вы спросите, как ускорить реакцию? Отвечаем: для этого необходим отвердитель. Он обеспечивает и ускоряет все этапы отверждения состава.

Работает это примерно так:

• Отвердитель при соединении с инициатором начинает ускорять процесс полимеризации, происходит химическая реакция с образованием свободных радикалов.
• На основе свободных радикалов происходит и завершается процесс полимеризации В результате полиэфирка переходитт в другое состояние, в гелеобразное. В течение этого процесса смола выделяет огромное количество тепла и становится вязкой – причина в большой скорости реакции.

Можно обозначить этапы отверждения полиэфирной смолы:

• Вначале происходит желатинизация состава, состав становится гелеобразным.
• Далее резиноподобная стадия.
• И конечный этап - это полное застывание. При полном застывании состав приобретает стабильное состояние и принимает твердую форму.

Важно помнить, что всегда нужно придерживаться правильных пропорций при смешивании составов, а также соблюдать их последовательность смешивания. Не соблюдение инструкций может привести к возгоранию состава или даже к взрыву!

Наверное, теперь многие спросят, какой отвердитель использовать? Популярные отвердители, которые чаще всего используются и их можно найти на прилавках розничного магазина или интернет-магазина:

• Карбоновые кислоты.
• Диамины карбоновых кислот (полиэтиленполиамин, метафенилендиамин, гексаметилендиамин).
• Ангидриды (фталевый, малеиновый).

Еще раз хотим напомнить, что разные группы составов смешивать запрещено! Под разными группами мы подразумеваем связку кобальтового предускорителя и карбонового компонента.

Если вы соедините эти группы составов, то вызовете бурную экзотермическую реакцию. Она протекает очень быстро, и температура может достигать выше температуры кипения, более 100 градусов. Поэтому есть вероятность того, что может произойти возгорание или даже взрыв, реакция может нанести непоправимый вред вашему здоровью. Чтобы этого не произошло кобальтовые компоненты со стиролами необходимо вводить в смолы заранее и с определенной последовательностью. И только потом необходимо добавлять поликарбонатные соединения, которые в свою очередь являются отвердителем.

После отверждения смола приобретает необходимые диэлектрические свойства. Также получает высокую адгезию с поверхностями различных материалов, механическую прочность, водостойкость и химическую стабильность. Для изготовления декоративных изделий полиэфирка подходит идеально, так как имеет низкую усадку.

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.

Применение отвердителя при повышенной температуре

Иногда обстоятельства требуют ускорить процесс отверждения смолы. В таком случае необходимо повысить температурный режим в помещении, где производятся работы. Повышение температуры должно быть значительным, в противном случае добиться ускорения не получится.

В таком случае мы вам советуем выбрать в качестве инициатора перекись бензоила в виде раствора дибутилфталат. После того как вы ввели раствор в массу, эту массу необходимо хорошо вымешать и довести до температуры + 100 градусов.

Но если в качестве инициатора вы используете перекись дикумила, то при вымешивании температуру необходимо довести до +160 градусов.

Последовательность смешивания отвердителя и других компонентов

Для того чтобы смешать полиэфирную смолу с отвердителем нам понадобится:

• Емкость. В этой емкости мы будем смешивать составы.
• Палочка для перешивания. Обычно используется обычная деревянная палочка, она отлично подойдет для этой цели.
• Шприц в количестве 2 шт.

Для начала мы вам советуем немного разогреть смолу, чтобы ее температура была немного выше окружающей. Тем самым смола станет менее вязкой. Если вы не уследили и перегрели смолу, то скорее всего она покроется пеной и дальнейшее ее использование будет уже невозможно.

Теперь необходимо отмерить нужное количество полиэфирной смолы и отвердителя (ускорителя). Все это необходимо отмерять шприцом, который вы изначально подготовили.

*Пропорции смешивания смотрите на упаковке или на сайте производителя.

При изготовлении состава необходимо внимательно отнестись к пропорциям, поэтому обратите на это внимание!

Важно понимать, что нельзя использовать один и тот же шприц для набора отвердителя и смолы. Для каждого компонента используем свой шприц.

В один шприц наберите смолу и поместите в заранее подготовленную емкость. Далее другим шприцом наберите отвердитель и добавьте его в емкость с полиэфирной смолой. Теперь необходимо хорошо вымешать составы. Перемешиваем мы при помощи деревянной палочки не более 2-3 минут. При этом нам необходимо избегать появления пузырьков воздуха в составе. Поэтому мешаем медленно, но верно.

Теперь вы можете заняться формовкой или распределить состав по поверхности. Эти действия нужно делать быстро, так как желатинизация смолы наступает через 10-12 минут. Полное же отвердевание может длиться до 14 дней. Если вам необходимо ускорить эти процессы, то тогда можете просто повысить температуру в помещении.

Если температура воздействия на полиэфирную смесь будет равна + 100 градусов, то полное отвердевание может произойти за несколько дней.

Пропорции компонентов

Теперь мы знаем, что для полноценной полимеризации нам необходим инициатор, отвердитель, а также непосредственно сама смола. Определить пропорцию составов вы можете самостоятельно, т. к. каждый производитель прикладывает подробную инструкцию к составу. У разных производителей полиэфирных составов в инструкции могут быть прописаны разные пропорции компонентов. Поэтому универсальных пропорций нет. Если вы не последуете инструкции, то при приготовлении состава может возникнуть пожар или даже взрыв! Так что будьте внимательны и осторожны.

При производстве состава необходимо чтобы вся посуда, где производится замешивание и инструменты, которыми вводятся составы, должна быть чистой, без загрязнений, жиров и воды. Даже малое количество из перечисленного может сказаться на отверждении состава и конечном результате.

Также необходимо соблюдать рекомендованную температуру воздуха и время использования состава после его введения. В противном случае случится необратимое и состав придет в негодность. Поэтому мы рекомендуем делать состав небольшим объемом, например, до 1 литра, чтобы можно было за раз его полностью успеть использовать. А если у вас вдруг что-то пойдет не по плану и состав придет в негодность, то лучше выкинуть литр, чем весь объем.

Сроки отверждения полиэфирной смолы

Про стадии отверждения мы говорили выше, здесь мы затронем время до полного отверждения состава.

Первая стадия отверждения - это желатинизация. Она наступает через 10-120 минут после смешивания состава. Время желатинизации зависит от температуры окружающей среды. После этого смолу нельзя трогать. Следующая стадия или состояние полиэфирки - это резиноподобное состояние. Наступает через 2-12 часов. Уменьшить или увеличить время данной стадии можно высокой или низкой температурой воздуха, где производятся работы.

Первичная твердая стадия наступает через 10-24 часов. А окончательная твердая стадия может наступить через 14-30 дней. Если у вас есть термокамера, то вы значительно можете ускорить полное отверждение состава. Также отверждение состава можно ускорить при помощи воздействия нагревательных приборов. Вне зависимости от вашего выбора, материал необходимо подвергнуть воздействию высокой температуры, порядка 90-100 градусов, в течение нескольких часов.

В таком случае полное отверждение материала может произойти уже через 7 дней.

Отвердители для полиэфирных смол

Существует множество видов отвердителей (ускорителей). В этой части мы говорим о самых популярных, которые доступны в розничной торговле.

Перекись метилэтилкетона. Торговое название Butanox. Различается по силе реактивности.

Отвердитель	Реактивность
Butanox M50/M60	Средняя, Активный окислитель = 9%
Butanox HBO50	Высокая, Активный окислитель = 10%
Butanox LA	Низкая, Активный окислитель = 8,6%
Butanox LPT	Очень медленная, Активный окислитель = 8,4%

БПО или, как ее еще сокращенно называют, перекись дибензоила. Имеет торговое название Perkadox. И как в первом случае тоже разделяется, но уже по консистенции.

Отвердитель	Консистенция
Perkadox CH50X/CH50L	Жидкий, Активный окислитель = 3,2%
Perkadox 40E	Жидкий, Активный окислитель = 2,6%
Perkadox BT50	Пастообразный, Активный окислитель = 3,2%

Смесь перекисей. На прилавках вы ее можете встретить под торговым названием Trigonox.

Отвердитель	Скорость отверждения
Trigonox 61/63	Быстрое, Активный окислитель = 7,7%/6,5%
Trigonox 51/82	Низкий экзотермический пик, Активный окислитель = 5,7%/8,6%

Кобальтовые ускорители – NL49P, NL51P.

NL-49P – является ускорителем отверждения на основе 2-этилгексаноата кобальта (II). Отверждает ненасыщенные полиэфирные смолы при температуре 19-24 градуса выше нуля только при помощи органического пероксида. Образование радикалов, необходимое для начала реакции полимеризации, при использовании большинства стандартных органических пероксидов при комнатной температуре оказывается слишком медленным. Для того чтобы ускорить контролируемое образование радикалов органические пероксиды нужно использовать в сочетании с так называемыми ускорителями. Для пероксидов метилэтилкетона, циклогексанона и ацетилацетона необходимо применение кобальтового ускорителя.

Аминные ускорители – NL-63-10P

Смесь ускорителей – NL23

СА-12Х – ускоритель отверждения на основе смеси примерно 2% кобальта и 10% диметиланилина, растворенной в алифатическом эфире. Данный продукт используется в сочетании с пероксидами кетонов, гидроперекисями и перэфирами в качестве ускорителя отверждения ненасыщенных полиэфирных смол. В сочетании с пероксидами кетонов или пероксидом бензоила – ускоритель для отверждения полиэфиров при комнатной температуре. В сочетании с гидропероксидами или перэфирами эффективен только при повышенных температурах. Продукт подходит для работы со смолами на основе орто и изофталевых кислот, неопентилгликоля или бисфенола А, а также для винилэфирных смол. Используемое количество: 0,1-2% как поставляется, 1-3% пероксида как поставляется и возможно 0,1-0,5% ингибитора ТС-510. Срок хранения (время гелеобразования смола + ускоритель) составляет от нескольких дней до нескольких месяцев в зависимости от температуры и типа смолы. Жизнеспособность (время гелеобразования смола + ускоритель + пероксид) обычно короткая, но зависит от пероксида и типа смолы. Возможно продлить жизнеспособность, добавив ингибитор ТС-510. Большое выделение тепла, относительно короткое время отделения от формы, т.е. хороший фактор разделения.

Ниже описание ингибиторов, которые используются вместе с отвердителями для замедления процесса отверждения.

NLC-10 – ингибитор отверждения на основе 4-третбутил-1,2-дигидроксибензола. Ингибитор NLC-10 применяется при комнатной температуре для увеличения: 1) времени гелеобразования смеси ненасыщенной полиэфирной смолы/пероксида/ускорителя 2) времени хранения готовой смеси ненасыщенной полиэфирной смолы/пероксида 3) времени хранения готовой смеси ненасыщенной полиэфирной смолы/аминного ускорителя.

ТС-502 – ингибитор отверждения на основе 2% 4-третбутилпирокатехола, разведенного в стироле. Этот продукт является эффективным антиоксидантом для многих органических материалов, а также используется как ингибитор при отверждении ненасыщенных смол. Продукт ингибирует пероксидосодержащие ненасыщенные полиэфирные смолы, содержащие и не содержащие ускоритель. Очень эффективен при использовании с системами на основе пероксида кетона/кобальта, не очень эффективен с пероксидом бензоила/амином или только с пероксидом кетона. Гелеобразование начинается после того, как ингибитор будет полностью использован. Скорость отверждение значительно замедляется, в результате отверждение идет не полностью.

Безопасность

При работе с отвердителями и смолами необходимо соблюдать технику безопасности и обезопасить себя средствами защиты органов дыхания, зрения и кожи. Дабы избежать неприятных инцидентов и не нанести вред своему здоровью.

Поэтому мы настоятельно рекомендуем при работе с этими материалами использовать защитные перчатки, выбирать одежду, которая может закрыть всю вашу кожу. Если вы часто работаете с этими составами, то рекомендуем вам приобрести средство для очистки смол. В экстренной ситуации, если вам на кожу попадет смола, то вы сможете ее удалить специальным средством и потом смыть водой. Это гораздо эффективней, чем смывание смолы проточной водой. Также не стоит забывать про защиту органов дыхания, поэтому необходимо иметь несколько респираторов FFP3. Не рекомендуем брать респиратор FFP1, так как он имеет очень низкую эффективность.

Весь используемый материал необходимо держать вдали от огня, т. к. он является горючим веществом. И одно неосторожное движение может привести к возгоранию. Поэтому на всякий случай имейте в помещении тряпки, чтобы можно было накинуть на огонь, песок и огнетушитель со специальным составом. С таким набором вы точно справитесь с возгоранием, если оно у вас возникнет.

И обратите внимание, что смолу необходимо хранить в хорошо проветриваемом темном помещении. И температура в помещении должна быть 19 – 22 градуса выше нуля.

Видео