Полиэфирная смола

Полиэфирная смола Работа с полиэфирной смолой

Полиэфирная смола – это синтетический материал, который состоит из комбинации спиртов, кислот и ангидридов, которые получают ранее на стадии нефтехимической переработки из бензола, этилена и пропилена.

При приготовлении базового компонента – полиэфира (полиэфирного олигомера), который будет являться основой полиэфирной смолы, комбинируют ряд веществ: многоатомные спирты (глицерин, диэтиленгликоль, дипропиленгликоль, пропиленгликоль, этиленгликоль); кислоты (фумаровая, адипиновая); ангидриды (малеиновый, фталевый).

В результате смешивания этих веществ происходит поликонденсация – образование полимеров. В итоге получается базовый состав, который состоит из молекул еще не скрепленных в сложную структуру.

Поликонденсация

Полиэфирный олигомер составляет около 70% от рабочего состава. Именно он после добавления к нему других компонентов подвергается полимеризации.

Полиэфирный олигомер Ингибитор для полиэфирной смолыРастворитель для полиэфирной смолы

Так, как после получения полиэфира естественная реакция его отверждения сразу же начинается и ее уже не остановить, то еще на производстве в него добавляют 0,05% ингибитора от объема (фенол, трикрезол, кислоты, хиноны). Он замедляет реакцию отверждения и тем самым продлевает срок хранения и срок годности полиэфирной смолы. Но срок годности все равно ограничен (от полугода до 1 года). Дополнительным способом дольше сохранить смолу в пригодном для работы состоянии может быть хранение ее при пониженной температуре 2-4 градуса выше нуля. Для того, чтобы с полиэфиром можно было работать, к нему в рабочий состав от его общего объема добавляют примерно 30% растворителя. В данном случае в качестве растворителя выступают мономеры – вещества, которые также участвуют в реакции полимеризации. До момента отверждения растворитель понижает вязкость полиэфира, чтобы было удобно делать заливку в формах и наносить на поверхности.

Катализатор для полиэфирной смолы

Чтобы естественная реакция полимеризации протекала в ускоренном режиме и могла быстрее завершиться, в рабочий состав добавляют до 1,5% ускорителя (катализатора): соли нафтенат кобальта (НК) или октоат кобальта (ОК). Ускоритель выполняет функцию отвердителя. В готовый рабочий состав ускоритель также, как ингибитор, может включаться прямо на производстве. Это допустимо, так как пока нет в составе инициатора, ускорителю нечего ускорять.

Акселератор для полиэфирной смолы

Для запуска реакции полимеризации применяется вещество-инициатор (активатор, акселератор) – до 2% от объема. Обычно инициаторами становятся перекись и гидроперекись. Они вступают с ускорителем в реакцию, при которой молекулы полимеров трансформируются в свободные радикалы и могут участвовать в образовании трехмерной сетчатой структуры - полимеризации. Процесс происходит с выделением тепла, вследствие чего общая температура рабочего состава увеличивается. При полимеризации молекулы скрепляются в надежную структуру, которая и отвечает за плотность и прочность затвердевшего состава - компаунда.

Полимеризация

В рабочий состав могут добавляться также различные связующие компоненты и дополнительные вещества, которые могут модифицировать полиэфирную смолу и улучшать ее свойства. Так, добавление пластификаторов позволяет смоле стать эластичной и пластичной после отверждения, а добавление колера приобрести нужный цвет и оттенок.

Двухкомпонентная полиэфирная смола Полиэфирная смола в банке

На рынке существуют как однокомпонентные, так и двухкомпонентные полиэфирные смолы. Последние продаются вместе с отвердителем, поэтому так и называются. Однокомпонентные смолы – это только полиэфир, все необходимые компоненты для приготовления полноценного рабочего состава покупаются отдельно.

Характеристики

Полиэфирная смола в жидком состоянии Полиэфирная смола после полимеризации

В рабочем виде полиэфирная смола визуально выглядит как густая вязкая прозрачная бесцветная или желтого цвета жидкость. Когда в ее составе начинает действовать отвердитель, она мутнеет, становится желеобразной, затем резинообразной, а в конце твердеет и остается в таком состоянии.

Существуют насыщенные и ненасыщенные смолы – для работы с последними не требуются специальные условия и высокая температура в помещении.

Важное положительное качество ненасыщенной полиэфирной смолы – это ее универсальность. Благодаря тому, что с ней можно работать минимум при комнатной температуре, и она не выделяет вредных побочных продуктов, она используется как в промышленности, так и в быту.

После отверждения полиэфирная смола приобретает следующие свойства:

Низкая теплопроводность – может выступать в роли теплоизолятора в электрике.

Диэлектрические свойства – может использоваться как электроизолятор в электрике.

Стойкость к механическому воздействию и механической нагрузке слабая – высокий риск появления трещин и расслоения из-за повреждений, растяжения, изломов.

Устойчивость к ультрафиолетовому излучению (УФ) и неизменность оптических характеристик – смола не разрушается под воздействием солнечных лучей, не мутнеет и не меняет цвет.

Стойкость перед химическими веществами – смола может подвергаться воздействию любых химических веществ и агрессивных сред.

Слабая адгезия – не следует применять полиэфирку в качестве клея и при соединении изделий друг с другом.

Значительная усадка – отвержденная смола дает усадку, поэтому сразу покрывать лаком или краской ее не стоит, также применять в случаях, когда нужна высокая точность параметров изделия.

Влагостойкость – смола подвержена фильтрации воды и не подходит для применения в случаях, когда требуется абсолютная водонепроницаемость.

Нужно отметить, что полиэфирная смола очень долговечная и отличается длительным сроком эксплуатации без потери своих качеств, ей не страшны перепады температуры и ее можно использовать в любом температурном диапазоне в бытовых условиях. Кроме того она не подвержена риску закипания в процессе отверждения при сильном нагреве, скорость полимеризации у нее гораздо выше (всего несколько часов), и ее стоимость ниже в несколько раз – в сравнении с эпоксидной смолой. Однако, при полимеризации выделяется сильный запах, чего нет у эпоксидки.

С точки зрения безопасности полиэфирная смола находясь в жидком состоянии потенциально опасна для здоровья человека и животных по причине наличия в ее составе стирола (токсичного канцерогенного вещества), а наряду с ним других, горючих и легковоспламеняющихся, компонентов, и хоть после отверждения она не выделяет вредных веществ в окружающую среду, но все равно не рекомендуется для использования в пищевой промышленности из-за не доказанной достаточной экологичности.

Области применения

Благодаря своей дешевизне полиэфирная смола активно применяется как в промышленности, так и в быту.

Прозрачные ступени из полиэфирной смолы Светопрозрачные конструкции из полиэфирной смолы

В сфере строительства ее используют при изготовлении составов для герметизации швов и стыков в отделке, при производстве подоконников, легких элементов кровли и карнизов. Прозрачная полиэфирная смола для литья отлично подходит для производства светопрозрачных конструкций: навесов, козырьков. Из нее же делают прозрачные двери душевых кабин, перегородки для ванной.

Полы на основе полиэфирной смолы

Прозрачность – это также то, за что ее выбирают при производстве составов для создания наливных полов и подиумов.

OSB плиты с клеем на основе полиэфирной смолы

Как связующее и стабилизирующее вещество полиэфирку добавляют в различные пропитки и применяют при изготовлении строительных волокнистых и стружечных материалов на основе древесины и асбестоцемента.

Столешница из полиэфирной смолы

Также в строительстве и дизайне интерьеров и экстерьеров полиэфирку используют в качестве основы при изготовлении материалов отделки и столешниц из искусственного камня. Форму заполняют различными наполнителями в виде крошки (минеральной, мраморной, металлической, резиновой, гранитной, цементной, гипсовой) и пустоты заливают смолой с красителями (может добавляться жидкое стекло). Далее производится сушка изделия в сушильном шкафу. Так как полиэфирная смола не отличается высокими характеристиками прочности, то в качестве подложки под изделие кладут стекломат покрытый специальным связующим веществом – он скрепляет все изделие.

Стеклопластиковый бассейн на основе полиэфирной смолы

К сожалению, влагостойкость и механические характеристики полиэфирной смолы на недостаточном уровне, поэтому ее применение в индустрии сантехники и кораблестроении ограничено. Если изготавливать с ее участием изделия, которые постоянно контактируют с водой, а также испытывают значительные нагрузки, в том числе на излом, подвергаются деформации, то их срок эксплуатации будет непродолжительным. Например, ванны, унитазы, поддоны, бассейны, корпуса лодок и более крупные судна будут подвержены риску образования осмоса (пузырения) на поверхности (на внешнем декоративном покрытии гелькоута) из-за свойства полиэфирки фильтровать через себя молекулы воды – то есть она может пропускать влагу к ламинату стеклопластикового изделия и тем самым способствовать его разрушению. Поэтому эту смолу чаще всего применяют для изготовления отдельных деталей автомобилей, снегоходов, квадроциклов, мотоциклов, самолетов и другой техники.

Бампер из стекловолокна на основе полиэфирной смолы

В машиностроении, в частности автомобилестроении и кузовном ремонте она активно применяется при изготовлении бамперов, спойлеров, обвесов и других элементов кузова, которые не подвергаются механическим воздействиям и не выполняют несущую функцию.

Полиэфирная смола как изолятор в электронике

Несмотря на все свои недостатки по части прочности и влагостойкости полиэфирная смола замечательно выполняет свои функции как литой изолятор в сферах электроники, электротехники и радиотехники. В осветительных приборах, на микросхемах и в радиодеталях полифирку можно обнаружить в виде пятен компаунда.

Краски на основе полиэфирной смолы

Кроме того она прекрасно выполняет функцию полимеризующегося отверждающего компонента в лаках, красках, клеях, мастиках, замазках, герметиках, грунтовках и шпатлевках.

Трубы на основе полиэфирной смолы

Так как полиэфирная смола не вступает в реакцию с химикатами, в химической промышленности ей нашли применение при изготовлении труб для перегонки химических веществ в т. ч. нефти и нефтепродуктов.

Кроме всего прочего она стала привычным компонентом в составе пластиков: сотопластов, пластмасс.

Изделия из полиэфирной смолы Бижутерия из полиэфирной смолы

Удачным применением для полиэфирной смолы является сферы искусства, бижутерии, галантереи. С помощью нее создается множество разнообразных дешевых и легких декоративных изделий, украшений и полезных предметов быта типа туалетных принадлежностей.

Стекломат с полиэфирной смолой

Ну и наконец, полиэфирка служит дешевым связующим в стекломатах, скрепляя мелкие короткие отрезки стекловолокна, превращая их в нетканое полотно.

Aropol G 101 TPB

Aropol G 101 TPB

Полиэфирная смола общего назначения со средним временем гелеобразования. Рекомендуется для изготовления деталей машин, панелей, товаров для спорта и отдыха.

Aropol G 300 TPA/TPB

Aropol G 300 TPA/TPB

Полиэфирная смола общего назначения с коротким/средним временем гелеобразования. Рекомендуется для изготовления емкостей для нефтепродуктов, лопастей ветрогенераторов и септиков.

Aropol K 530 TB

Aropol K 530 TB

Химически стойкая полиэфирная смола, используется в производстве емкостей, силосов, труб, а также в судостроении.

Aropol M 105 TB

Aropol M 105 TB

Наша самая востребованная смола, характеризуется низким содержанием стирола, сертифицирована Lloyd’s Register и Det Norske Veritas для судостроения.

Aropol S 280 E

Aropol S 280 E

Литьевая смола для полимербетона и искусственного мрамора.

Aropol S 604 INF

Aropol S 604 INF

Линейка смол на основе ДЦПД для инфузии, доступны различные варианты времени гелеобразования (30, 60, 150 минут).

Eskim ES-1060

Eskim ES-1060

Отличительная особенность: низкая вязкость, не требователен к точной концентрации растворителя и температуре в помещении, может колероваться в любой цвет разными типами пигментов.

Назначение: по статистике используется для ламинирования, для литья, может использоваться для изготовления наливных полов, столешниц с разными наполнителями и крошкой: цементом, тальком, гипсом.

Hetron F 240 TF

Галогенизированная огнестойкая смола с низкой дымностью и токсичностью, используется в строительстве и на транспорте.

Neon S-1

Neon S-1

Предускоренная тиксотропная смола на основе стирола.

Отличительная особенность: низкая вязкость.

Назначение: по статистике используется в кузовном ремонте автомобилей, ремонте элементов корпусов лодок, катеров и автотюнинге.

Интервал работы: до 15 минут.

Отверждение: 45 минут.

Norsodyne O-12335 AL

Norsodyne O-12335 AL

Предускоренная смола для смешивания с отвердителем Бутаноксом (до 2% от объема).

Отличительная особенность: устойчивость к УФ-лучам – не ухудшаются оптические свойства; рабочая температура от +15 градусов.

Назначение: по статистике используется, в основном для литья, при отделке в строительстве, в кузовном ремонте автомобилей, элементов корпусов лодок, катеров.

Отверждение: желатинизация через 20 минут.

Novol Plus 720

Novol Plus 720

Смола для смешивания с отвердителем Бутаноксом или 50% пастой перекиси бензоила.

Отличительная особенность: подходит для шлифования, хорошая адгезия с полиэфирными шпатлевками.

Назначение: по статистике используется для приготовления клеевых составов для резиновых изделий; при работе со стекломатами, в качестве связующего при изготовлении пластиков; как герметик и заполнитель для сквозных отверстий, трещин при кузовном ремонте автомбилей, элементов корпусов лодок, катеров.

Polaris 7132-19B

Смола с низкой реакционностью, стойкая к ультрафиолету, используется для производства искусственного камня.

Polipol 3401-А

Polipol 3401-А

Ортофталевая смола.

Отличительная особенность: слабая усадка, повышенная устойчивость к деформации после отверждения.

Назначение: по статистике используется для изготовления емкостей для химических составов, водных аттракционов, бассейнов, купелей, при ремонте элементов корпусов лодок, катеров.

Отверждение: желатинизация через 30 минут.

Reoflex Repair Resin (Рефлекс)

Reoflex Repair Resin

Ортофталевая смола на основе стирола (с низкой концентрацией).

Отличительная особенность: универсальная, подходит для первичного нанесения на поверхности и для покраски, улучшенная адгезия к металлу, стеклу, древесине, лакокрасочным материалам; устойчивость к нагрузкам, колебаниям температур, воздействию нефтепродуктов (нефти, бензина, масел); при смешивании с пластификатором может использоваться в работе с металлами. Назначение: поверхностное ламинирование, по статистике используется в кузовном ремонте пластиковых элементов автомобилей.

Применение в работе

Смешение компонентов полиэфирной смолы при работе

Прежде чем приступить к работе с полиэфирной смолой, необходимо определить правильное соотношение всех компонентов приготавливаемого рабочего состава. Чтобы это сделать, необходимо следовать инструкции изготовителя – в ней указаны точные пропорции растворителя, активатора и ускорителя (отвердителя). Так как активный процесс отверждения начинается сразу после смешивания компонентов и время рабочего процесса ограничено, то нужно быть готовым и правильно спланировать свои действия. Если работы выполняются в одиночку или впервые, то обычно используется небольшое количество материала или работа проводится в несколько этапов.

При перемешивании компонентов важно делать это аккуратно. При бурном помешивании состава будут образовываться мелкие пузырьки воздуха – если они останутся до отверждения, то после него негативно скажутся на качестве и характеристиках компаунда.

Цветовые индикаторы отверждения полиэфирной смолы

Уже через 20 минут активированная полиэфирная смола переходит в стадию желатинизации – до наступления этого момента все работы необходимо остановить. Для того, чтобы понимать и контролировать когда начинается этап отверждения и температура состава достигает пика придуманы цветовые индикаторы, которые добавляются в смолу на производстве – они могут быть синими, голубыми, розовыми.

Обычно отверждение полиэфирной смолы производится при комнатной температуре. Чтобы замедлить процесс полимеризации, также как и для увеличения срока годности, нужно охладить рабочий состав. Для этого подойдет любое место с низкой температурой – это может быть емкость с холодной водой или даже холодильник. Напротив, для ускорения полимеризации требуется нагрев состава – для этого подойдет любой источник тепла, например нагревательные приборы (без открытой нагревательной спирали) или даже прямые солнечные лучи.

Этап полимеризации может занимать от 1 часа до суток. Полностью отверждение с закреплением свойств компаунда длится до 14 суток.

Безопасность

Средства защиты при работе с полиэфирной смолой Средства для тушения возгорания полиэфирной смолы

Если полиэфирная смола изготовлена на основе стирола, то нужно принять особые меры безопасности. Стирол – высокотоксичное вещество, имеющее общее токсическое, а также аллергическое действие, оно потенциально опасно для здоровья человека. Прежде всего, его пары раздражают глаза и органы дыхания, поэтому необходимо использовать очки и респиратор для их защиты, а вместе с тем следует работать в хорошо проветриваемом помещении, лучше, если оно будет оборудовано активной вентиляцией. Также стирол раздражает кожу, поэтому руки нужно защищать специальной одеждой и перчатками.

На случай попадания полиэфирной смолы на кожу следует вооружиться специальным составом для очистки от нее. Если такого состава не припасено, либо смола или отдельные компоненты попали в глаза, необходимо промыть область попадания и вокруг нее теплой водой с мылом и обратиться за помощью к врачу.

Если вы будете использовать новейшие полиэфирные смолы, которые вместо стирола содержат в основе полиолы (класс полиолов, получаемых из растительных масел), то это не повод пренебрегать традиционными мерами безопасности, поскольку в других компонентах смолы содержатся разные вредные летучие вещества, которые также вредны для здоровья и могут вызывать аллергию.

Работы с полиэфирной смолой не должны проводиться вблизи открытых источников огня. Компоненты горючие – могут воспламениться как сами материалы, так и их пары. Неправильное следование инструкции или ее игнорирование также может привести к пожару или даже взрыву из-за слишком бурной реакции смешанных в неправильной пропорции компонентов.

В случае пожара важно помнить, что горящие химические вещества нельзя тушить водой, если они могут вступить с ней в реакцию. Поэтому полиэфирную смолу следует тушить огнетушителем со специальной пеной или порошком, или засыпать песком.

Хранение

Максимальный срок хранения полиэфирных смол - от 3 до 12 месяцев (в зависимости от типа) со дня даты производства при температуре не выше 25°С и хранении вдали от прямого солнечного света.