Edění epoxidových pryskyřic-5 — DRIVE2

Naše služba technické podpory pravidelně dostává otázky typu „je možné zředit epoxidovou pryskyřici pro snížení konzistence a zlepšení vstřebávání?“ „. Odpověď na tuto otázku zní: „Je to možné, ale ne bez následků.“ Mnohé z výhod zředěné pryskyřice se ve skutečnosti ukazují jako nevýhody, které ovlivňují její vlastnosti.

Ředění pryskyřice rozpouštědlem znamená snížení její viskozity. Pryskyřice s nízkou viskozitou je tekutější, snadněji se nanáší štětcem nebo válečkem, rychle nasytí sklolaminát a proniká hlouběji do porézních povrchů, jako je dřevo poškozené hnilobou. Existují dva způsoby, jak dočasně snížit viskozitu pryskyřice: jedním je zahřátí směsi a druhým přidáním rozpouštědla. V obou případech se pryskyřice stává tekutější. Tento článek bude hovořit o tom, co se stane s pryskyřicí při použití obou metod.

Údaje, které jsme získali z komplexních testů a třicetileté praktické zkušenosti ukazují, že hledání optimálního složení vyžaduje vyváženost komponent. A pokud se změní jakákoliv jedna charakteristika (například změna vlastností přidáním těkavého rozpouštědla), pak to znamená změnu dalších charakteristik – voděodolnosti a pevnosti. Naši chemici vyvinuli univerzální pryskyřici s dobře vyváženými vlastnostmi, která má výborné mechanické vlastnosti a voděodolnost a pokud se na ní rozhodnete cokoliv změnit, pak působíte i jako chemický inženýr a musíte si být vědomi následků svého jednání . Po dočtení článku až do konce se musíte rozhodnout, zda se vyplatí pryskyřici ředit za cenu ztrát jejích vlastností.
Je potřeba to vůbec ředit?

Existuje názor, že epoxidová pryskyřice musí proniknout hluboko do dřeva, aby byla účinná. Někdy je to pravda, ale většinou ne. Některé z mylných představ jsou:

• pokud pryskyřice pronikne hluboko dovnitř, vrátí dřevu jeho původní pevnost.
• zvyšuje přilnavost
• díky tomu je dřevo odolnější vůči vodě
Pojďme si to probrat bod po bodu.

1) Ztrouchnivělé dřevo napuštěné epoxidovou pryskyřicí nezíská své ztracené vlastnosti. Pokud pryskyřice pronikne hluboko dovnitř, dřevo ztvrdne, ale nebude pevnější. To dává smysl, pokud shnilý prvek nezažívá stres. Ztrouchnivělý práh dveří nevyžaduje zvláštní pevnost, musí být pouze tvrdý. Pokud jsou dřevěná vlákna zničena, dřevo ztrácí svou schopnost odolávat zatížení a bez výměny vláken nemůže znovu získat veškerou svou pevnost. Ztrouchnivělý palubní nosník nebo stožár není dostatečně impregnován pryskyřicí, aby se obnovila jeho původní nosnost.

2) Přilnavost (s výjimkou nejtvrdších druhů) se nezlepší z hlubokého vstřebání pryskyřice do dřeva. Výzkum provedený laboratoří Wood Materials Laboratory ukazuje, že přilnavost k bříze se zlepšila jen mírně, když byla použita tekutá pryskyřice. V případě druhů s nižší hustotou, jako je jedle nebo smrk, je slabým článkem nízká pevnost dřeva napříč vlákny a vůbec nezáleží na tom, zda pryskyřice pronikla do hloubky 5 mm nebo 0.1 mm. Síla lepeného spoje je dána druhem dřeva, plochou stykových ploch a adhezivními vlastnostmi lepidla. Většina lepidel na dřevo nepronikne hluboko, ale při správném použití jsou pevnější než dřevěná vlákna a epoxidová lepidla nejsou výjimkou.

3) Voděodolnost dřevěné části se nezlepší díky hloubkové impregnaci. Jednoduché zabalení do plastu poskytuje poměrně dobrou voděodolnost bez jakékoli impregnace. Stejně tak tenká vrstva čisté epoxidové pryskyřice na povrchu je odolnější vůči vodě než vrstva zředěné epoxidové pryskyřice, která pronikla hluboko do dřeva. Důvodem je to, že epoxidová pryskyřice zředěná rozpouštědly je porézní.

Laboratoř dřevěných materiálů vyvinula speciální test, který hodnotí odolnost materiálů vůči absorpci vlhkosti. Měří množství vlhkosti absorbované dřevem při trvalém udržování 100% vlhkosti. Údaje, které poskytují, ukazují, že pokud jde o vodotěsné vlastnosti, zředěná epoxidová pryskyřice není ani zdaleka čistá. Samozřejmě, pokud potřebujete povrch potažený epoxidem, který není kritický pro filtraci vodní páry, pak je přidání rozpouštědla do pryskyřice nejlepším řešením.

Snížení viskozity pryskyřice zahříváním.

Zahřátím jednotlivých složek epoxidové pryskyřice a následným smícháním získáme kapalnou kompozici, která má po polymeraci všechny vlastnosti pryskyřice vytvrzené za normálních teplot. Viskozita epoxidové pryskyřice je velmi závislá na teplotě a zahřívání jejích složek (pryskyřice a tvrdidla) a/nebo povrchu ji výrazně snižuje.
Při práci se dřevem je nejlepší tepelnou metodou pro snížení viskozity zahřátí samotného povrchu bez zahřívání pryskyřice. Musíte smíchat komponenty a nanést pryskyřici na teplé dřevo. Před aplikací by měl být odstraněn zdroj tepla. Když se pryskyřice položí na teplé dřevo, zahřeje se a ztratí svou viskozitu. Když teplota dřevěného povrchu klesne, pryskyřice má čas proniknout dostatečně hluboko, než začne polymerace. S touto metodou (zahřívání dřeva místo pryskyřice) získáte dvě výhody: na pracovní ploše má pryskyřice nízkou viskozitu a směs pryskyřice a tvrdidla v nádobě má delší dobu zpracovatelnosti.

Snížení viskozity pryskyřice tepelnou metodou má také své nevýhody. Teplá epoxidová pryskyřice vytvrzuje mnohem rychleji, než jste zvyklí. Před smícháním směsi mějte připraveno vše potřebné a rychle pracujte. Ke zvýšení doby zpracovatelnosti pryskyřice lze použít pomalu působící tvrdidla.
Jak horké by mělo být? Při běžném zahřívání by ruka měla klidně vydržet teplotu povrchu nebo nádoby s pryskyřicí a to je maximálně 50 stupňů. Nadměrné teplo způsobí rychlejší vytvrzení pryskyřice, zvláště pokud je pryskyřice hustá. Velmi rychlé vytvrzování způsobuje přehřátí pryskyřice a pokud je z ní při vytvrzování viditelný kouř, pryskyřice se poškodí a bude nutné ji odstranit.

Snížení viskozity pryskyřice pomocí rozpouštědel

Zavedení rozpouštědel je jednoduchý a rychlý způsob, jak snížit viskozitu pryskyřice, ale na rozdíl od tepelné metody je v tomto případě silně zasažena pevnost a odolnost vytvrzené pryskyřice vůči vodě. Zde je několik příkladů důsledků toho. Existuje řada rozpouštědel vhodných pro ředění epoxidových pryskyřic, ale pro naši diskusi o jejich vlastnostech jsme zvolili aceton, ředidlo laků a denaturovaný alkohol, protože jsou dostupné pro každého a mají dobré vlastnosti. Navíc se rychle odpařují a je nepravděpodobné, že by se zadržely v pryskyřici, což je důležité. Z řady důvodů je pro ředění pryskyřice vhodnější těkavé ředidlo laku než aceton nebo alkohol.

• Přidání malého množství jednoho z těchto rozpouštědel k pryskyřici má významný vliv na viskozitu pryskyřice. Například: při přidání 5% ředidla laku k pryskyřici klesne viskozita o 60%.
• Když se k pryskyřici přidá 5% rozpouštědla laku, její pevnost klesne o 35% – vážná rána pro mechanické vlastnosti. Vytvrzení rozpouštědlem nad 5 % vede k extrémně flexibilnímu materiálu. Když se pryskyřice naředí, ztrácí natolik pevnost, že ji my (a většina renomovaných výrobců) nedoporučujeme používat jako strukturální lepidlo.
• Rychle těkavé rozpouštědlo prodlužuje dobu zpracovatelnosti pryskyřice a dobu vytvrzování, čímž snižuje spolehlivost a předvídatelnost vytvrzování. Pokud navíc pryskyřice vytvrzuje delší dobu, budete muset déle čekat, než bude připravena k broušení.
• Rozpouštědlo může způsobit smrštění pryskyřice. Zředěná pryskyřice obsažená ve velkém uzavřeném objemu (při zpevňování dutiny ve shnilém dřevě) s největší pravděpodobností zabrání odpaření veškerého rozpouštědla. Při aplikaci v silné vrstvě pryskyřice rychle polymeruje a ne všechno rozpouštědlo má čas ji opustit před vytvrzením. V průběhu času se rozpouštědlo stále dostane ven, ale pryskyřice se smrští a v mnoha případech se pokryje prasklinami. Jak se pryskyřice smršťuje, na dokončených površích se začíná objevovat textura látky. Aby k tomuto jevu došlo, stačí povrch ošetřit broušením. Často se při smršťování na povrchu objeví textura základny. Tento jev bude pokračovat, dokud veškeré rozpouštědlo neopustí pryskyřici.
• Rozpouštědla (zejména aceton) ovlivňují barvu vytvrzené pryskyřice. Tento efekt se neprojeví okamžitě, ale po zavedení acetonu se barva pryskyřice změní ze světlé na tmavě jantarovou.
• Rozpouštědlo krátkodobě snižuje viskozitu. Při nanášení štětcem nebo válečkem se pryskyřice promíchá a rozpouštědlo se rychle odpaří a viskozita pryskyřice se neustále zvyšuje.
• Přítomnost rozpouštědla v pryskyřici může poškodit povrch. Mnoho materiálů (například pěnový polystyren) dobře snáší epoxidovou pryskyřici, ale netoleruje přítomnost rozpouštědel v ní. Před přidáním rozpouštědla do pryskyřice se proto předem ujistěte, že je pro základ neškodné.
• Přítomnost těkavých rozpouštědel v pryskyřici má nepříznivé zdravotní a bezpečnostní důsledky. Pryskyřičné složky samy o sobě nejsou nebezpečné pro požár, ale tato vlastnost se zvyšuje úměrně s přidaným rozpouštědlem. Také výpary mnoha rozpouštědel jsou zdraví škodlivé a je nutné dobré větrání, aby se zabránilo nebezpečným dávkám.
• Použití rozpouštědel v epoxidových nátěrech může způsobit problémy kontrolním orgánům. Pokud se bavíme o výrobě a tam jsou odběry vzduchu, tak můžete mít potíže.
• Přítomnost rozpouštědla v pryskyřici za účelem zlepšení impregnace tkaniny ze skleněných vláken způsobuje zvýšenou tekutost na svislých površích. Tkanina rychle absorbuje pryskyřici, ale pak pryskyřice stéká dolů a tkanina zůstává vyčerpaná.
Je tedy vůbec nutné snižovat viskozitu pryskyřice? V některých situacích je to vhodné a v jiných ne. Domníváme se, že ve většině situací bude tepelná metoda snížení viskozity výhodnější než použití rozpouštědel. Dokud se pryskyřice nepřehřívá, zachová si po vytvrzení všechny své vlastnosti. Zavedení rozpouštědel je nejjednodušší způsob, ale to značně snižuje pevnost a odolnost proti vodě.