Эпоксидный отвердитель

Тот, кто работает со смолой, не может ждать вечность, пока смола затвердеет сама по себе. Чтобы она полностью полимеризовалась ("доварилась") , требуются еще два дополнительных компонента. Первый называется акселератором (или активатором, что одно и то же), а второй катализатором (иногда его называют "эпоксидным отвердителем").

Оба компонента выступают в паре и способствуют ускоренному отверждению смолы. Фактически катализатор выступает тем источником внутреннего теплообразования, за счет которого и происходит отверждение, а акселератор делает этот процесс возможным при естественной температуре без применения внешних источников тепла. В результате процесса полимеризации не образуется никаких побочных продуктов. Именно соотношение этих двух ингредиентов определяет ход отверждения (чаще говорят про время желатинизации) и время, необходимое для превращения смолы в твердое состояние.

Катализаторы и акселераторы являются веществами, которые работают только в определенных комбинациях, и несколько таких комбинаций применяются с полиэфирными смолами. Для большинства работ в судостроении стандартным акселератором является вещество, именуемое на техническом языке нафтенатом кобальта (жидкость пурпурного цвета), а в качестве катализатора обычно выступает пероксид метил-этил-кетона. Иногда можно услышать как кто-то называет его "МЭК", что совершенно ошибочно. МЭК (без буквы "П") - это метил-этил-кетон, родственный ацетону растворитель и катализатором он не является. Поэтому грамотно будет называть его далее МЭК-пероксидом.

Тепло , производимое этими двумя веществами, когда они смешиваются в смоле, является результатом быстрого окисления , его скорость зависит от количества и пропорций этих компонентов (того и другого требуется совсем немного), окружающей температуры на рабочем месте и еще нескольких дополнительных факторов, о которых мы будем говорить далее. Эпоксидный отвердитель в своем чистом виде слишком взрывоопасен, поэтому он поставляется в виде смеси с инертным растворителем и перекисью водорода. Из-за того что у разных производителей катализаторов соотношения могут различаться, характеристики отверждения также могут быть различны. Поэтому, если вы поменяли марку катализатора, сделайте пробу для оценки времени отверждения и конечных свойств смолы.

Было время, когда полиэфирные смолы проступали в продажу, не имея в своем составе акселератора (т.е. были непредускоренными). Акселератор должен был добавляться конечным пользователем наряду с катализатором. Однако иногда случались серьезные инциденты - жестокая практика показала, что когда нафтенат кобальта и МЭК-пероксид встречаются одновременно, возможен их взрыв с последующим пожаром . Это происходит из-за бурного неуправляемого выделения кислорода в ходе реакции между двумя этими веществами.

Как результат, производители сегодня обычно вводят нафтенат кобальта (0.05-0.5% по весу) в смолу еще на заводе (смола называется предускоренной), а катализатор поставляется отдельно и вводится конечным потребителем. И хотя оба вещества по-прежнему можно приобрести по отдельности, важно помнить главное правило безопасности :

КАТЕГОРИЧЕСКИ ЗАПРЕЩАЕТСЯ СМЕШИВАТЬ НАФТЕНАТ КОБАЛЬТА И МЭК-ПЕРОКСИД ОДНОВРЕМЕННО ! РЕЗУЛЬТАТОМ МОЖЕТ БЫТЬ БУРНАЯ РЕАКЦИЯ, ПОЖАР И ВЗРЫВ.

При введении катализатора в предускоренную смолу происходит ее отверждение , вызванное тепловой реакцией. Скорость реакции зависит от окружающей температуры и количества катализатора, хотя на нее могут иметь влияние и другие факторы.

К примеру, высокая влажность обычно тормозит отверждение, а низкая ускоряет. При хранении катализаторы теряют свои свойства , поэтому с несвежим катализатором для достижения того же времени желатинизации может потребоваться большее его количество. Смола отверджается быстрее, будучи в компактном объеме и медленнее, будучи распределенной по большой поверхности в форме тонкого слоя (вы можете повысить время жизнеспособности смолы, если воспользуетесь неглубокой широкой посудой или кюветами для краски вместо емкостей цилиндрической формы). Другой способ продлить жизнеспособность - во время перерывов убирать смолу с введенным катализатором в холодильник, поставить емкость на лед или в ведро с холодной водой.

Среднее количество вводимого катализатора составляет 1-2% по весу, но вариации в диапазоне от 0.5% до 5% не сильно повредят конечному ламинату, при условии что ваши обстоятельства того требуют. Вероятно, лучше добавлять катализатор немного выше нормы, чем ниже - по крайней мере пока вы не освоитесь с предметом. И хотя много написано на тему точности дозировки катализатора, после накопления некоторого опыта применительно к своим условиям, вы сможете отмерять нужные количества в основном "на глаз".

Несмотря на то, что рабочая температура окружающего воздуха должна быть +20 градусов и выше, случаются ситуации , когда кому-то нужно работать и в более прохладной обстановке. Для ОЧЕНЬ холодных условий (применительно к стеклопластику, это от +5 до +15 градусов) может потребоваться приобретение специальной низкотемпературной смолы , либо добавка в нее большего количества нафтената кобальта с катализатором. Если смола не полимеризуется за несколько часов, существует опасность того, что ламинат впитает влагу и может сильно потерять в прочности и других физико-механических характеристиках.

При температурах ниже +15 С всегда существует опасность неполного отверждения, что грозит серьезными последствиями. Если не позаботиться о поддержании температуры рабочего места, материалов и поверхности матрицы (болвана) на уровне необходимых +20 С и более, сроки полимеризации окажутся нарушенными.

Важный вопрос, где купить отвердитель для эпоксидной смолы. Для примера можно сказать, что время желатинизации увеличивается на 6-10 минут с падением температуры на каждый градус цельсия. Если сегодня вы работали при температуре +20 С, а завтра она упала до +15 С, время желатинизации может возрасти на 30-50 минут. Это означает, что настоятельно не рекомендуется заниматься работами со смолой, если вы не в состоянии обеспечить на рабочем месте как минимум +15 С. Если же температура приближается к этой границе, следует в качестве меры предосторожности использовать смолу с повышенным содержанием нафтената кобальта. Наличие лишнего кобальта снижает срок хранения смолы до самого минимума, поэтому хранить ее следует при температуре не выше +20 градусов в сухом месте.

Напоследок еще несколько советов об эпоксидных отвердителях. Не пытайтесь заменить требуемый для смолы катализатор каким-либо другим и не забывайте добавлять его в каждую партию. Если вы забудете про катализатор, смола может никогда не полимеризоваться. Если это случится на внутреннем слое ламината, вам нужно будет снимать все вышележащие слои и начинать все сначала, что при отвежденных наружных слоях может оказаться нереальным или по крайней мере трудоемким процессом. Попытки нанести катализатор при помощи краскопульта или кисти приведут к образованию на поверхности тонкой корки, не более. Следует также добавить, что обращение с катализатором такими методами крайне опасно.