Производство, свойства и порядок работы с полиэфирными смолами

Сферы применения полиэфирок, их основные особенности, важные нюансы работы с полиэфиными составами, обзор нескольких популярных марок и нюансы их использования

Производство, свойства и порядок работы с полиэфирными смолами

Основные принципы работы с полиэфирной смолой, ее особенности

Если сравнивать такие синтетические материалы и продукты нефтеперегонки, как эпоксидные и полиэфирные смолы, то между ними можно найти много общего. Но не в смысле химического строения, там отличий больше, чем внешнего сходства.

Главное отличие поступающих для реализации полиэфирных смол от эпоксидных то, что процессы полимеризации в них начинаются сразу со дня выпуска этого вещества заводом-изготовителем, и они неостановимы, можно только замедлить их, поместив полиэфирную смолу в холод, тогда процессы замедляются.

Это связано с тем, что уже на стадии выпуска полиэфирки с завода на конечном этапе синтеза в нее вводится вещество на основе солей кобальта, называемой акселератором. Которое запускает медленный процесс полимеризации. Количество этих солей на единицу объема и массы полиэфирной смолы таково, что относительную свежесть и годность к применению составляет примерно полгода. Далее процесс загустения или желатинизации при комнатной температуре делает материал непригодным к использованию.

Но если продать полиэфирную смолу только с акселератором, купивший такой товар потребитель будет ждать ее застывания долгие месяцы, что абсолютно неприемлемо. Такие смолы называют предускоренными, и нафтенат кобальта в ее составе запускает первичный и пока медленный процесс застывания смолы. Чтобы процесс многократно ускорить, емкость с полиэфирной смолой комплектуется флаконом с еще одним жидким составляющим – катализатором-отвердителем.

Но работает полиэфирная смола совсем не так, как эпоксидная, при смешивании предускореной полиэфирки время желатинизации, а потом окончательного застывания у этого вещества короче, чем у эпоксидных компаундов, от 3 до 20 раз, что делает ее применение гораздо удобнее во многих сферах профессиональной деятельности.

Сферы применения

Давайте рассмотрим основные сферы применения подобных смол:

  • Сантехника и комплектующие для ванных и кухонь. Полностью из полиэфирных отвержденных смол отливаются корпуса душевых кабин, кухонные фартуки, отдельные бюджетные виды ванн и раковин для кухонь, декоративная облицовка для кухонной мебели.
  • Судостроение. Обработка корпусов с целью усиления внутреннего каркаса и бортов, придания герметичности, соединения деталей наборного шпангоута у судов класса яхт и спасательных катеров, в уплотнении элементов борта в области иллюминаторов.

  • Авионика. В авиационной промышленности используются те же приемы, что в судостроении. Изготовление деталей, где не требуется повышенная силовая нагрузка, в этом отношении полиэфирная смола пока уступает композитным материалам из эпоксидки и углепластика.
  • Автопром. Литье кузовов, ремонтные работы по замене нестандартных деталей или поврежденных частей редких автомашин. Если в мастерской есть оборудование для изготовления форм, то изготовить внешний обвес по самодельным лекалам, при наличии чертежей даже для пострадавшему в аварии Майбаху не составит большого труда.
  • Строительство и ремонт. Лаки, краски, шпатлевки на основе полиэфирных смол – быстро твердеющие, удобные в работе, позволяющие использовать любые традиционные и нетрадиционные наполнители, пластификаторы, колеры. С колерами полиэфирка смешивается в гораздо большем диапазоне, чем эпоксидные смолы.

  • Химическая промышленность. Сама смола, это плод работы химиков, но из нее на выходе, после всевозможных необратимых химических превращений получается прекрасный материал для изготовления труб, по которым перекачивают жидкие продукты нефтехимии.

Особенности разных марок

Нафтенат кобальта, акселератор-предускоритель, введенный в основной состав полиэфирной смолы на заводе, при замешивании со смолой в основной емкости вещества, ускоряющего застывание, вызовет в смоле экзотермическую реакцию, то есть активное выделение тепла. Это тепло является одним из условий ее протекания и своеобразным индикатором начавшегося процесса желатинезации, когда смола перестает течь и встает в виде студня, густеющего и твердеющего на глазах.

Может возникнуть резонный вопрос: если катализатор-отвердитель так реагирует на разведенный в смоле акселератор, то сколько же тепла выделится при замешивании только двух этих веществ без смолы? Много, настолько много, в первые годы выпуска в продажу лет 40 назад, когда два этих активных компонента давали в придачу к смоле отдельно, были случаи возгораний и даже взрывов, настолько бурная эта реакция. Да, полиэфирки без предускорителей тогда могли храниться гораздо дольше, но соображения безопасности перевесили длинные сроки сохранности и реализации.

Приведем примеры и рассмотрим несколько известных составов.

  • Компания Ремполимер выпускает предускоренную тиксотропную смолу Neon S-1 с пониженной вязкостью и средним уровнем химической активности. Предварительно разведена стиролом, что делает ее пары весьма токсичными, требуется или вытяжная вентиляция, или работа на свежем воздухе. Тиксотропность выражается в том, что в состоянии покоя эта полиэфирка напоминает застывший желатин, но становится текучей, если ее активно размешать. Применяют Neon S-1 для формовки деталей и тюнинговых работ при обслуживании лодок, катеров, яхт, то есть в малом судостроении и ремонте. Смола с минимумом усадки и временем первичной желатинизации до 15 минут. Время полной полимеризации составляет 45 минут, так что с Neon’ом S-1 работать нужно быстро и/или разводить его небольшими порциями.
  • Reoflex Repair Resin или полиэфирный состав Рефлекс на ортофлалевой основе. Применяют как средство для ламинирования. Обладает превосходной адгезией к металлам, древесине, лакокрасочным покрытиям, грунтам, шпатлевкам, ламинату. С пониженным содержанием стирола, имеет слабый уровень химическое активности. Получаемый заливной слой имеет высокую стойкость к механическим повреждениям, вибрациям, перепадам температур и влиянию ГСМ.

  • NorsodyneO-12335 AL — предускоренная полиэфирная композиция для литья, имеющая повышенную стойкость к УФ-излучению, прозрачная на просвет. Время желатинизации от 15 до 22 минут. В качестве катализатора-отвердителя для NorsodyneO-12335 AL применяют Бутанокс, с добавкой 0,03% к общему объему смолы. Этой смолой обрабатывают пористые материалы для предохранения их от воды, для склеивания резиновых лодок и ремонта камер автомобилей. Нижний температурный предел работы от 15°C градусов.
  • Novol Plus 720 (Новол Плюс 720). Средство для ремонта тюнинга автоприцепов, яхт, скутеров. Это популярное средство используют для заделки отверстий, пробоин, усиления пластиковых конструкций, для склеивания изделий из вулканизированной резины и каучука, натурального и искусственного. В качестве отвердителя используют Бутанокс или 50% паста перекиси бензоила. Новол Плюс 720 обладает высокой прочностью, шлифуется до глянца после полной полимеризации, сверху может надежно покрываться шпатлевкам из полиэфирок. Можно применять со стекломатом.

О стекломатах можно сказать отдельно: по существу, это отходы производства стеклотканей, имеющие небольшие размеры. Их укладывают более или менее ровным слое в 1, 2, 3 и более слоев и заливают разными видами полиэфирых смол. Да, можно брать для этого цельную ткань, но она выйдет на порядок дороже. Стекломат же дешев, а его прочность только ненамного уступает готовой полиэфирной заливке, имеющей в своей основе целый кусок стеклоткани. Есть стекломаты тонкие, то их называют стекловуалью, есть толстые, которые классифицируют как одеяло.

  • Eskim ES-1060. Эским менее вязок, чем большинство полиэфирных смол, поэтому его охотно покупают те, для кого важная легкость нанесения при больших объемах работы. Эта смола низко чувствительна к растворителям и температурам, при которых протекает отверждение. Хорошо окрашивается всевозможными пигментами. Толерантна к самым разным наполнителям, вплоть до цемента. Находит широкое применение для заливок больших площадей полов в производственных помещениях.
  • Polipol 3401-А, ортофталевый материал с крайне низкой усадкой, что делает его похожим по качеству отливок из него на эпоксидные материалы, после отверждения остаточные деформации не превышают 0,02%. Полипол используют для производства химически-стойкой тары и посуды, в изготовлении бассейнов и аттракционов (труба для спуска в аквапарках). Время первичного гелеобразования или желатинизации до 30 минут, дальше же оно зависит от температуры помещения, в котором идет процесс отверждения.

Ненасыщенные полиэфирные смолы — это практически все смолы, поступающие в продажу для бытового использования, так как они, в отличие от насыщенных, не требуют высоких температур для начала процессов полимеризации. Нормальный температурный режим для них во время этих процессов около 23°C градусов. Кроме того, важным фактором является минимальное выделение побочных химических компонентов при застывании.

Применяют подобные составы для изготовления литой изоляции, армированных пластиков, в производстве защитной амуниции мотоциклистов и велосипедистов, для ремонта корпусов в авторемонте и в малом судостроении, корпусов радио- и электроприборов.

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.

Читайте также  Как выбрать акриловую грунтовку для ремонтно-строительных работ?

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.

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.

Особенности

Рассмотрим особенности изделий из полиэфира и покрытий из него:

  • Высочайшая степень защиты от агрессивных сред.
  • Отличный теплоизолятор, особенно вспененный или армированный.
  • Длительность срока службы.
  • Водоустойчивость и термостойкость полностью полимеризированных смол.
  • Стойкость к механическим воздействиям, в том числе и длительным.
  • Универсальность в применении, надежность и долговечность.

Полиэфирные смолы чаще всего применяют там, где аналогичное применение эпоксидных неприемлемо из-за сложностей их быстрой полимеризации, связанной обычно с применением специальных помещений для выдерживания при высокой температуре, и длительности этих сроков. Кроме того, полиэфирные смолы обычно в 2-3 раза дешевле их эпоксидных аналогов.

Особенности технологии производства полиэфирных смол

Полиэфирные смолы получают поликонденсацией поликарбоновых кислот и полиспиртов. Для получения полиэфирных смол в качестве исходных мономеров может быть применено большое число многоосновных кислот и многоатомных спиртов.

Простейший насыщенный полиэфир представляет собой продукт конденсации гликоля и терефталевой кислоты и используется в производстве полиэфирных пластиков, таких как волокно терилен.

Каждый элементарный акт поликонденсации в процессе образования смол вызывается реакцией этерификации, на которой основано получение сложных эфиров.

Не следует забывать и о реакции полиэтерификации, так как сополиэфирные смолы являются производными более чем двух мономеров. Этерификацию и полиэтерификацию можно ускорить добавлением сиккативов на основе металлов.

Для промышленности представляют интерес три основных способа проведения поликонденсации: в расплаве, на поверхности раздела двух фаз и в растворе. Большинство полиэфирных смол получают поликонденсацией в расплаве. Линейные и разветвленные насыщенные полиэфирные смолы с низкой молекулярной массой получают в результате одностадийного процесса при повышенной температуре в атмосфере инертного газа для предотвращения побочных реакций деструкции, окисления. Для смещения равновесия в сторону образования поликонденсационной смолы (удаления побочного продукта), кроме нагревания, применяется пониженное давление.

Реакция этерификации происходит в атмосфере азота при температуре 180-260 ºС. Добавляются катализаторы (дибутил олово оксид, хлорид олова, бутил хлоротин дигидрооксид или тетрабутилоксититанат) и ингибиторы окисления (фосфористая кислота, тринонилфенилфосфит или трифенилфосфит). Вода, высвобождаемая во время реакции, удаляется с помощью дистилляции. Нужная степень этерификации достигается путем применения азеотропной или вакуумной дистилляции на последней стадии реакции.

Процесс контролируют по кислотному числу, которое показывает какое количество кислоты вступило в реакцию. В процессе реакции кислотное число уменьшается, вязкость увеличивается.

В результате реакции получается полиэфирная смола, которая растворяется в органических растворителях или в смеси органических растворителей. Полиэфирную смолу можно добавлять в растворитель сразу после синтеза, но часто растворитель добавляют уже во время производства лакокрасочного покрытия из экономических соображений.

Точные параметры процесса подбираются исходя из реагирующих веществ на основе которых получается та или иная смола.

Синтез большей части сложных полиэфиров происходит на универсальной линии (за исключением ПЭТФ и ряда других обособленных продуктов). В зависимости от состава сырья, используемого для производства той или иной смолы, настраиваются технологические режимы, подбираются химические добавки (реагенты) и дозаторы.

Технологический процесс производства полиэфирных смол состоит из следующих стадий:
• подготовка и загрузка в реактор исходного сырья;
• поликонденсация под атмосферным давлением;
• поликонденсация под вакуумом;
• растворение полиэфира в реакторе — растворителе;
• охлаждение и слив готового продукта.

Реактор для производства полиэфиров представляет собой изготовленный из нержавеющей стали или биметалла вертикальный цилиндрический аппарат с эллиптическим днищем и крышкой, снабженный мешалкой обычного рамно-якорного типа и рубашкой. В реактор через крышку введена барботажная труба, по которой подают азот для вытеснения воздуха.

Пары гликоля конденсируются в обратном холодильнике и конденсат стекает в реактор, а пары воды и азот отводятся через прямой холодильник. Водный конденсат собирается в сборнике. Контролируют процесс по кислотному числу. Готовый полиэфир сливают в смеситель, где растворяют в растворителе. Полученный раствор после охлаждения фильтруют и сливают в тару.

Время производственного цикла на современных заводах составляет 14-16 часов в случае насыщенных полиэфиров на основе фталевого ангидрида и 18-25 часов в случае полиэфиров на основе изофталевой кислоты. В зависимости от рецептур и условий проведения процесса время производственного цикла на производствах различается.

В отличие от производства обычных алкидов, процесс производства полиэфиров не усложняется наличием жирных кислот или масел. Одной из основных трудностей процесса синтеза является унос гликолей с водой. Для предотвращения потери гликолей используется специальная вертикальная система холодильников (конденсаторов). В то же время сам реактор аналогичен тому, который используется в производстве алкидов. Этим объясняется тот факт, что заводы по производству полиэфирных смол зачастую совмещают с производством алкидных смол.

Данные особенности процесса и наличие значительного количества компонентов реакции, обуславливают требования к оформлению и контролю процесса. На современных производствах регулировка процессов обеспечивается системой автоматизации, которая включает в себя:
• автоматическое дозирование компонентов в широком диапазоне масс компонентов (от нескольких килограммов до нескольких тонн в один аппарат);
• поддержание температуры с точностью ±1°С от заданной;
• поддержание заданной скорости химической реакции;
• автоматический расчет момента перехода на вакуумную стадию процесса;
• хранение программ синтеза для различных марок смол.

Можно выделить еще ряд особенностей, отличающих современные производства от производств более раннего периода. Во-первых, необходимым фактором оптимизации процесса является использование энергосберегающих технологий. Во-вторых, время производственного цикла на современных заводах на 20-50% меньше, чем на заводах конца 20 века. Это означает более высокую производительность на том же оборудовании.

Более высокой производительности можно достичь, внеся некоторые изменения в производственный цикл. В частности, время загрузки сырья/выгрузки продукта можно сократить, увеличив размеры соответствующего оборудования и степень автоматизации.

Более сложной задачей модернизации является увеличение скорости переноса тепла и охлаждения, так как эти параметры зависят от конструкции реактора. Увеличить скорость переноса тепла в реакторе можно в частности улучшением конструкции мешалки, с достижением лучшего горизонтального и вертикального перемешивания.

Еще одним параметром, определяющим эффективность производства, является контроль за такими параметрами процесса, как вязкость продукта, кислотное и гидроксильное число. Большая часть заводов используют устаревший метод, заключающийся в отборе образца из реактора и тестировании его в лаборатории. Этот процесс занимает 15-30 минут, в течении которых химическая реакция продолжается и показатели продукта изменяются. Вмонтированные в реактор вискозиметры не решают этой проблемы. На современных реакторах для этих целей устанавливаются специальные измерительные системы, определяющие все эти параметры процесса в режиме настоящего времени.

Объявления о покупке и продаже оборудования можно посмотреть на

Руководство по работе с полиэфирной смолой

Приступая к работе с полиэфирной смолой, практически любой человек, мало знакомый с химией даже в теории, которому до сих пор не приходилось сталкиваться ни с чем подобным, будет испытывать психологический дискомфорт и неуверенность. Но это только поначалу. Главное, взяв впервые в руки непривычные инструменты и пытаясь нанести ими на рабочую поверхность достаточно капризный материал, нужно быть готовым к тому, что вы получите непроклеи, потеки и всякий брак. Это совершенно не страшно и закономерно для новичка. В этот момент просто вспомните два мудрых народных изречения про то, что первый блин комом и не боги горшки обжигают, после чего вы поймете, что все в ваших силах. Чтобы добиться успеха, достаточно вести процесс поэтапно, спокойно и следовать всем советам из данного краткого руководства по работе со смолой, в котором мы учли богатый практический опыт, успехи и ошибки очень многих людей и, разумеется, свои собственные.

Первое, что вам нужно усвоить задолго перед тем, как вы приступите к работе, — это то, что все действия с полиэфирной смолой необходимо проводить предельно аккуратно, работать энергично, но не торопясь. Возможно, вы в курсе, что при высокой температуре окружающей среды консистенция смолы будет изменяться — постепенно повысится ее вязкость, что, конечно, будет создавать проблемы при нанесении. Так почему же мы просим вас не спешить? Все очень просто. Отсутствие спешки позволит вам «семь раз отмерить и один раз отрезать», т. е. сделать смесь полиэфирной смолы с катализатором и акселератором в правильных и точно выверенных пропорциях. Таким образом, подготовив качественный состав, вы сделаете первый уверенный шаг к качественному покрытию. На этом этапе воспользуйтесь и первым советом — замешивайте такой объем смеси, чтобы ее можно было выработать за один рабочий «сеанс». Этим вы «убьете двух зайцев». Во-первых, небольшой объем смолы можно намного тщательнее перемешать с другими компонентами, добившись качественной смеси. Во-вторых, небольшое количество смолы не успеет загустеть за «сеанс» работы и будет иметь комфортную текучесть. Мы рекомендуют новичкам на первых порах замешивать не более 300 гр.смолы. Если с течением времени вы почувствуете, что готовы справиться с большим объемом, то можете увеличивать его по своему усмотрению, но все-таки поначалу будьте умеренны.

Читайте также  Как правильно использовать зеленые оттенки в интерьере

Второй, не менее важный аспект, который нужно принять к сведению перед освоением работ с полиэфирной смолой, касается техники безопасности. Из подготовленных нами ранее статей вы уже знаете, что для приведения смолы в рабочее состояние используются химические вещества — катализатор и акселератор, как правило, это отвердитель МЭК-пероксид и ускоритель нафтенат кобальта соответственно. Это крайне вредные и опасные вещества, но если применять их с достаточной степенью осторожности, как мы писали выше, аккуратно, не торопясь и следуя нашим советам, то ничего особенного с вами не произойдет. В первую очередь перед введением и перемешиванием компонентов позаботьтесь о средствах физической защиты частей тела и глаз. Используйте резиновые перчатки, респиратор и желательно защитные очки. Весь это набор стоит сущие копейки, купить его можно в любом строительном магазине, но при этом он убережет от попадания катализатора в органы дыхания, в глаза и на кожу. Если же это все-таки произошло, немедленно промойте место попадания химиката водой с мылом, а при попадании в глаза незамедлительно нужно обратиться к врачу. Если же вы используете средства защиты, то вы в полной безопасности.

Есть еще одна важная принципиальная особенность МЭК-пероксида и нафтената кобальта, которую следует обязательно иметь в виду. Речь идет о том, что при одновременном смешивании этих компонентов происходит бурное выделение кислорода, что влечет за собой высокий риск спонтанного взрыва. Об этом нужно знать. Другой вопрос, что, скорее всего, вам не придется заниматься столь опасным делом, поскольку если раньше полиэфирная смола продавалась в чистом виде, то сегодня она продается, уже имея в своем составе акселератор, такие составы называют «предускоренными». Находясь в смоле, акселератор никак не проявляет себя, а вот катализатор уже способствует химической реакции, поэтому он не может быть частью конечного продукта. В связи с этим вам понадобится лишь модифицировать «магазинный» состав путем введения в него катализатора, а именно МЭК-пероксида. Это относительно безопасно, тем более что вы будете следовать нашим советам.

Итак, подготовившись теоретически, определив рабочее место, которого не достигают прямые солнечные лучи, выбрав оптимальную температуру воздуха в этом месте (желательно +20-30 градусов) и погоду (без ветра и дождя), можно непосредственно приступать к практическим действиям. Подготовив «предускоренную» полиэфирную смолу и МЭК-пероксид, надев средства защиты, приготовив палочку для перемешивания, выбрав емкость около одного литра, выльем в нее смолу и начнем добавлять необходимый для отверждения компонент — катализатор. Время отверждения смолы зависит от того, в какой пропорции катализатор будет присутствовать в конечной смеси, который может колебаться в диапазоне 0,5-5 % от объема базового материала. Обычно производители смолы указывают на заводской упаковке, сколько катализатора необходимо добавить для достижения той или иной скорости отверждения с учетом температуры окружающей среды. Влейте в смолу столько катализатора, сколько указано в инструкции. Катализатор не изменяет химические свойства смолы, а только повышает ее температуру, способствуя отверждению. Объем рабочей смеси мы выбрали небольшой, поэтому в любом случае вы успеете выработать его, даже если будете работать со средней скоростью.

Размешивать катализатор в смоле нужно круговыми движениями в течение пары минут, без резких движений. Равномерное помешивание позволяет получить однородный состав, а слишком интенсивное взбалтывание смолы может привести к образованию пузырьков воздуха, удалить которые с поверхности изделия будет очень затруднительно, если вообще возможно. На этом этапе следует четко понимать, что химическая реакция и отверждение смеси начинаются сразу после введения катализатора в смолу, а это значит, что уже перед началом перемешивания вы должны быть готовы приступить к работе. Выбирайте темп выработки замешанной «порции» исходя из того, что жизнеспособность смолы, т. е. время до достижения гелеобразного состояния, в среднем составляет 30-45 минут. По идее, можно сделать состав со временем гелеобразования и в 15, и в 60 минут, но экспериментировать, делая первые шаги «в профессии», не стоит. Нанося готовый состав на изделие, помните, что, растекаясь тонким слоем по обрабатываемой поверхности, смола охлаждается, процесс гелеобразования замедляется. Поэтому чем быстрее вы нанесете смолу на поверхность, тем больше времени у вас останется подправить какие-то огрехи, непрокрасы, убрать потеки, что при отсутствии опыта — обычное дело. Если вы видите, что смола начала превращаться в гель, сразу остановитесь, больше трогать ее не нужно, чтобы не испортить все, что вы сотворили.

Если вам крайне необходимо сделать перерыв в работе, отлучиться куда-то на короткое время, рабочую смесь нужно охладить, чтобы остановить реакцию отверждения. Для этого емкость можно поставить в холодную воду, а желательно на лед или в холодильник. Холодильник, разумеется, не должен содержать продуктов, иначе они станут малосъедобными из-за приобретенного специфического запаха химии. Если в конце работы или при длительном перерыве смола в емкости сильно загустела, стала непригодна для дальнейшей работы, не спешите вываливать ее в мусорное ведро, не оставляйте в закрытом пространстве, да еще по соседству с горючими быстровоспламеняющимися материалами. Поскольку реакция внутри смеси продолжается достаточно долго, нагревая смолу, может получиться так, что выделяемое тепло станет причиной пожара.

После того как работа по формированию слоя закончена, нанесение следующего слоя возможно только через несколько часов. Необходимо, чтобы прошло хотя бы три часа, в течение которых смола достаточно отвердеет — полимеризуется, и тогда можно будет проводить дальнейшие работы. При благоприятных внешних условиях или в помещении окончательной прочности слой достигнет спустя 24-72 часа при 20 градусах Цельсия, но лучше всего оставить изделие «сохнуть» на неделю. Оценить степень отверждения каждого последующего слоя смолы можно с достаточно высокой степенью точности, если использовать для этого технические средства измерения, например любой прибор для измерения твердости, так называемый твердомер. Стандартная твердость должна равняться 40 единицам по шкале прибора. Однако твердомеры стоят недешево, и, как правило, ими пользуются профессионалы, а покупать такое устройство для разовых работ с полиэфирной смолой нецелесообразно. Проще выполнить тест «на ацетон». Для этого на предположительно полностью отвердевшую поверхность нужно капнуть несколько капель ацетона и растереть их. Если в месте воздействия смола окажется после этого размягченной, то максимальной твердости слой еще не достиг.

Заметим в заключение, что незапланированные погодные катаклизмы не будут влиять на время отверждения смолы, на качество и свойства полученного из нее стеклопластика, если вы работаете в сухом вентилируемом помещении.

При перепечатке, копировании и любом использовании материала, ссылка на сайт автора обязательна. Любое коммерческое использование содержимого данной статьи возможно только с письменного согласия автора.

Изготовление полиэфирной смолы

Полиэфирные смолы изготавливаются путем поликонденсации поликарбоновых кислот и полиспиртов. Любой насыщенный полиэфир является результатом конденсации гликоля и терефталевой кислоты. Как и в случае со всеми сложными эфирами, процесс поликонденсации вызывается реакцией этерификации. Ее можно ускорить, добавив сиккативы на основе металлов.

Общая информация

Существует три главных метода проведения поликонденсации: в расплаве, на поверхности раздела двух фаз и в растворе. В современной промышленности наиболее распространен первый способ. Для него характерна атмосфера инертного газа (азота), повышенная температура (180-260º C) и пониженное давление. В расплав добавляются различные катализаторы и ингибиторы окисления. Образующаяся в процессе поликонденсации вода удаляется. Степень этерификации регулируется с помощью азеотропной или вакуумной дистилляции, применяемой на завершающей стадии реакции.

Готовность расплава определяется по кислотному числу: чем оно меньше, тем ближе реакция к завершению. Результатом всего этого процесса становится полиэфирная смола, которую можно смешивать с органическим растворителем сразу же по завершению синтеза. Либо же отложить смешивание до момента непосредственного производства лакокрасочных материалов.

Производственный процесс

Полиэфирные смолы производятся на универсальной линии — как и прочие сложные полиэфиры, за исключением ПЭТФ. Конкретный технологический режим, выставленный на оборудовании, зависит от состава сырья. Процесс синтеза полиэфирных смол можно разделить на несколько этапов:

  1. Загрузка сырья в реактор.
  2. Поликонденсация под атмосферным давлением.
  3. Поликонденсация в условиях вакуума.
  4. Растворение полиэфира.
  5. Охлаждение готового продукта и слив.

Сам реактор выглядит как вертикальный цилиндрический бак с крышкой и рамно-якорной мешалкой. Через крышку в реактор вводится азот, необходимый для вытеснения воздуха. Весь производственный цикл занимает в среднем 14-16 часов для полиэфиров на основе фталевого ангидрида и 18-25 часов для полиэфиров на основе изофталевой кислоты. В зависимости от конкретной рецептуры эти цифры могут незначительно изменяться.

Читайте также  Назначение эмали ЭП-572 и особенности ее нанесения

Особенности производства

Реактор, в котором проходит синтез полиэфирных смол, аналогичен тому, что используется для производства обычных алкидов. Поэтому многие заводы параллельно выпускают и сложные полиэфиры, и алкиды.

Процесс синтеза полиэфиров нуждается в постоянном контроле. В последнее время для этого все чаще используются автоматические системы, способные:

  • самостоятельно определять нужную дозировку компонентов;
  • стабильно поддерживать заданную температуру и скорость реакции;
  • идеально выбирать момент для перехода на поликонденсацию под вакуумом;
  • хранить программы синтеза для смол разных марок.

Производители постоянно стремятся добиться более высокого КПД в процессе синтеза полиэфирных смол. Один из способов — сокращение времени загрузки сырья и выгрузки готового продукта за счет увеличения объема оборудования. Другой вариант — ускорение нагрева и охлаждения, которого можно добиться с помощью оптимизации конструкции мешалки.

Для того, чтобы получать информацию о вязкости смеси и ее кислотном числе в режиме реального времени, на современном оборудовании устанавливаются специальные измерительные системы. Это значительный шаг вперед по сравнению с традиционным методом, который заключается в исследовании проб из реактора. На тестирование в лаборатории обычно уходит 15-30 — а химическая реакция в это время продолжается. Соответственно, взятые пробы уже не отражают актуальные показатели.

Что такое полиэфирная смола и чем она отличается от эпоксидной

Полиэфирная смола применяется для различных целей и в разных областях. Можно ею работать и в бытовых условиях, но, чтобы получить качественный результат и не получить вреда для здоровья, требуется знать определенные правила работы. Подробнее о том, что собой представляет полиэфирная смола, ее свойствах и где ее применять будет, рассказано далее.

Состав

Состав полиэфирной смолы сложен, каждый элемент, входящий в него служит для определенной цели. Их можно объединить в несколько групп:

  • Полиэфир, в составе он содержится на 65-70%, это база смолы;
  • Растворитель, примерное содержание 30%, могут способствовать снижению вязкости изделия;
  • Инициатор, 1.8%, запускает процесс полимеризации;
  • Ускоритель, способствует увеличению скорости затвердевания состава, 1.5%;
  • Ингибитор сдерживает процесс полимеризации во время хранения.

Характеристики материала

Чтобы лучше понять, как работать с данным материалом следует разобраться в его характеристиках. К ним относятся:

  • Низкие показатели теплопроводности;
  • Высокие показатели устойчивости влаге;
  • Долгий срок службы, выполненных изделий;
  • Высокая устойчивость к сменам температур, ультрафиолету и механическому воздействию;
  • Выдерживает влияние химических средств;
  • Разнообразная область применения;
  • Хорошие показатели сцепляемости с разными материалами;
  • Свойство электроизоляции.

Сфера применения

Полиэфирной смолы применение может быть разным. Если использовать ее со стеклотканью, то можно получить стеклопластик необходимой прозрачности. Широко применяется полиэфирка для производства сантехники. Также она нашла свое применение в производстве лакокрасочной продукции, клеев, добавляется в полимеры необходимые для создания деталей для радиооборудования и электрооборудования.

Так смола может использоваться для мастик, замазок, для заливки пола. Из стеклопластика путем лепки получают разные статуэтке, это отличный архитектурный помощник. Полиэфирной смолой можно обеспечить герметизации материалов. Широко применяется она в кораблестроение, для создания соединения различных деталей.

С помощью нее можно отремонтировать бампер авто. Из пластика, полученного с нею в составе, производят автомобильные детали. Литьевая методика позволяет создавать искусственные камни.

Изготовление

Полиэфирку получают путем переработки нефти, в ходе данного процесса происходит выделение бензола, этилена, пропилена. После подвергания материала различным химическим реакциям получают гликолей, многослойные кислоты, антигидриды. Все элементы объединяются и увариваются, в итоге образуется базовая смола.

Для изготовления готового продукта в данный состав добавляется стирол, отличающийся токсичностью. Подобное изделие может поступать в продажу, однако обычно в него добавляют и ряд других элементов, для придания дополнительных свойств: пластификаторы, пигменты, связующие добавки и т.д.

После изготовления продукта запускается естественных этап полимеризации, поэтому смесь нужно использовать в ближайшие сроки, чем дольше стоит материала, тем сложнее с ним работать.

Для замедления процесса полиэфирку хранят в холодильниках. Перед началом работы производят добавление в состав отвердителя, инициатора, катализатора. Их нужно приобрести вместе с полиэфирной смолой.

Свойства и характеристики

Полиэфирка имеет желтый оттенок разной степени насыщенности, консистенция схожа с жидким медом. После добавления отвердителя степень прозрачности понижается, и повышается густота, в середине процесса полимеризации смола приобретает схожесть с резиной, отвердев окончательно, смола может быть окрашена. Отличаются изделия из смолы износостойкостью, низкой теплопроводностью, высокой устойчивостью к влаге, долговечностью, устойчивостью к химическим веществам, отличной сцепляемостью и диэлектрическим свойством.

Сравнение с эпоксидной смолой

Полиэфирная и эпоксидная смола в чем разница, что лучше выбирать. Выбор должен делаться в зависимости от материала изделия, на которое хотят нанести смолу, условий применения.

Эпоксидка дороже, полиэфрки, но и качество прочности ее выше. Эпоксидная смола характеризуется хорошим клеевым свойством, дает меньшую усадку, лучше выдерживает механическое воздействие и более износостойкая.

В отличие от работы с полиэфирной смолой, с эпоксидной работать сложнее. Из-за вредных элементов, содержащихся в ее составе и составе отвердителей для нее.

Часто эпоксидки используют для создания столешниц, которые переносят механическое воздействие легко.

Применение

Кроме перечисленных выше сфер применения полиэфирной смолы можно выделить ее использование в быту, как пропитка для пористых веществ, либо в качестве герметика или грунта. Она используется в кузовном ремонте, и грунтовочные и шпаклевочные растворы для автомобилей содержат данный материал.

Применяется литье из нее подоконников, карнизов, кровель, может также производится плафоны для предметов освещения. Как видно применение состава весьма разнообразно, и может полиэфирка использоваться и в промышленности и в быту.

Особенности ненасыщенных полиэфирных смол

Ненасыщенные смолы используется чаще, ведь для процесса быстрого процесса отверждения не нужно прибегать к высоким температурам, процесс происходит при температурных показателях +23 градуса. Также преимуществ данного вида отмечается меньшая опасность для здоровья, работающего с ней человека. Сфера применения ненасыщенных смол также широка.

Растворители, ускорители и ингибиторы

Обязательным является добавление в состав растворителя, он служит для уменьшения густоты продукции, а также для замедления процесса полимеризации, чтобы полиэфирное вещество слишком быстро не затвердело. Чтобы осуществить переход в твердое состояние используются катализаторы, разделителем может служить гидроперекись. Ускоритель может добавляться сразу, либо для стабилизации во время эксплуатации, в качестве него стандартно применяется соль кобальта. Если не добавить данные элементы, то процесс отверждения будет проходить в медленном темпе, или наоборот слишком быстро.

Работа с полиэфирной смолой

Работа начинается с изучения инструкции на упаковке продукта, добавление компонентов происходит строго по указанному соотношению и количеству. Для новичков лучшим способом будет приготовление раствора маленькими порциями. Вливать ускоритель нужно постепенно, при этом мешать нужно аккуратно, чтобы не образовывались в смеси пузырьки. Во время процесса начнет повышаться температура смеси, это запущен процесс полимеризации, окрашивание смолы в синий цвет означает сильное е нагревание.

Если есть необходимость замедлить процесс, то можно тару с жидкостью опустить в холодную воду.

Когда жидкость перейдет к этапу желатинизации (20-60 минут), ее нельзя будет менять, придание формы и корректировка после уже нежелательна, иначе будут потеряны свойства. Затвердение происходит через 2-24 часа, полное затвердевание наступает через 7-14 дней.

Полиэфирные смолы и стекломаты

Стекломаты представляют собой стекловолоконные единицы, которые делаются размером до пяти сантиметров. Производят их соединения вместе, получая материал похожий на стеклотканный. Показатели плотности у них ниже, но работать с ними проще. Добавляя в стекломаты полиэфирную смолу, получают податливый материал, которому можно придавать нужную форма и сгибать.

Марки и производители

Производят полиэфирную смолу много компаний, есть продукция отечественных брендов и зарубежных. Обычно объем тары составляет от 1 килограмма и более.

    Neon S-1, компании Ремполимер, популярно для обработки корабельных предметов, отличается минимальной усадкой, пониженной вязкостью, в составе используется стирол;

Влияние на здоровье человека

Содержание токсичных элементов в составе продукции требует соблюдения мер безопасности при работе. Мастер должен надевать защитные очки и респиратор. В помещении должна быть обеспечено хорошая вентиляция, рядом не должно находиться источников открытого огня, если произошло возгорания, то тушение водой недопустимо, используется песок, либо огнетушитель. Если попадание на кожу не удалось избежать, то место промывается мыльным раствором, рекомендуется иметь в наличии специальное средство для очищения полиэфиров.

Полиэфирная смола обладает целым рядом положительных свойств, с которой можно провести множество работ. Главное уделять внимание правилам безопасности и выполнять смешивание строго по инструкции, описанной производителем.

Видео: Что такое полиэфирная смола и где используется стекломат

Анатолий Башкирцев/ автор статьи

Приветствую! Я являюсь руководителем данного проекта и занимаюсь его наполнением. Здесь я стараюсь собирать и публиковать максимально полный и интересный контент на темы о различных материалах для строительства и отделочных работ. Уверен вы найдете для себя немало полезной информации. С уважением, Анатолий Башкирцев.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
ROSHAL-LKZ.RU
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: