Источник : журнал Epoxyworks N14 , 1999 (
www.westsystem.com)
Журнал выпускается фирмой Gougeon Brothers, Inc. / WEST SYSTEM®
Автор : Брайэн Найт
Перевод С.Б.
В нашу службу технической поддержки регулярно поступают вопросы типа " а можно ли разбавить эпоксидную смолу для снижения консистенции и улучшения впитывания ? " . Ответ на этот вопрос звучит так : " Можно , но не без последствий" . Многие из плюсов разбавленной смолы на деле оказываются минусами , влияющими на ее свойства .
Разбавление смолы растворителем означает снижение ее вязкости . Смола с низкой вязкостью более текуча , ее проще наносить кистью или валиком , она быстро пропитывает стеклоткань и глубже проникает в пористые поверхности вроде поврежденной гнилью древесины . Существует два способа временного понижения вязкости смолы : один представляет собой нагревание смеси , а второй – добавление к ней растворителя . В обоих случаях смола становится более текучей . В данной статье речь пойдет о том , что происходит со смолой при том и другом способе .
Данные , полученные нами в ходе сложных тестов и тридцатилетний практический опыт показывают , что поиск оптимальной композиции требует уравновешенности компонент . И если какая-либо одна характеристика меняется ( к примеру , изменение свойств путем добавления летучего растворителя) , то это влечет за собой и изменение других характеристик - водостойкости и прочности . Нашими химиками разработана универсальная смола с хорошо сбалансированными свойствами , которая обладает отличными механическими свойствами и водостойкостью , и если вы решаете что-либо в ней изменить , то тем самым тоже выступаете в роли химика-технолога и должны осознавать последствия своих действий . Прочитав до конца статью , вы должны решить , стоит ли разбавлять смолу ценой потерь в ее свойствах .
А нужно ли вообще разбавлять ?
Существует убеждение , что для повышения своей эффективности эпоксидная смола должна глубоко проникать в древесину . Иногда это верно , но в большинстве случаев это не так . Некоторые из ошибочных представлений таковы :
• если смола проникнет глубоко внутрь , то это вернет древесине былую прочность .
• это повышает адгезию
• это делает древесину более водостойкой
Давайте обсудим это по пунктам .
1) Сгнившая древесина , будучи пропитанной эпоксидной смолой , не приобретает вновь потерянные качества . Если смола проникнет глубоко внутрь , древесина от этого станет твердой , но прочнее она не будет . Это имеет смысл , если сгнивший элемент не испытывает нагрузок . От сгнившего дверного порога не требуется особой прочности , ему достаточно быть всего лишь твердым . Если же древесные волокна разрушены , древесина теряет свойство выдерживать нагрузки и без замены волокон не может вернуть всю свою прочность . Сгнившему палубному бимсу или мачте недостаточно пропитки смолой для восстановления первоначальной нагрузочной способности .
2) Адгезия (за исключением самых твердых пород ) от глубокого впитывания смолы в древесину лучше не становится . Исследования , проведенные Лабораторией древесных материалов , показывают , что при использовании жидкой смолы адгезия к березе улучшилась незначительно . В случае с породами меньшей плотности типа пихты или ели слабым звеном оказывается низкая прочность древесины поперек волокон и совершенно не имеет значения , проникла смола вглубь на 5 мм или на 0.1 мм . Прочность клеевого соединения определяется типом древесины , площадью соприкасаемых поверхностей и адгезивными качествами клея . Большинство клеев для склеивания древесины не проникают глубоко внутрь , но при правильном использовании их прочность превышает прочность древесных волокон и эпоксидные тут не являются исключением .
3) Водостойкость деревянной детали от глубокой пропитки не улучшается . Простая упаковка ее в пластик обеспечивает достаточно хорошую водостойкость без какой-либо пропитки вообще . Аналогично этому , тонкий слой чистой эпоксидной смолы на поверхности является более водостойким , чем слой разбавленной , проникшей глубоко в древесину . Причина этого кроется в том , что эпоксидная смола , разбавленная растворителями , является пористой .
Лаборатория древесных материалов разработала специальный тест , оценивающий сопротивление материалов впитыванию влаги . Он измеряет количество влаги , поглощенной древесиной при непрерывном поддержании 100% влажности . Приводимые ими цифры показывают , что по своим водостойким качествам разбавленная эпоксидная смола даже рядом не стоит с чистой . Конечно , если вам требуется получить покрытую эпоксидной смолой поверхность , не критичную к фильтрации водных паров , тогда добавление растворителя в смолу является самым верным решением .
Снижении вязкости смолы путем нагрева.
Нагревание компонент эпоксидной смолы по отдельности с последующим смешиванием дает нам жидкую композицию , обладающую после полимеризации всеми свойствами смолы , отвержденной при нормальной температуре . Вязкость эпоксидной смолы очень сильно зависит от температуры и нагрев ее компонент (смолы и отвердителя) и/или поверхности значительно ее понижает.
При работе с древесиной лучшим способом теплового метода снижения вязкости является нагрев самой поверхности без нагрева смолы . Надо смешать компоненты и нанести смолу на теплую древесину . Источник тепла следует убрать перед самым нанесением . Когда смола оказывается на теплой древесине , она нагревается и теряет вязкость. При понижении температуры деревянной поверхности смола успевает проникнуть достаточно глубоко до начала полимеризации . При таком способе (нагрев древесины вместо смолы) вы получаете два преимущества : на рабочей поверхности смола имеет низкую вязкость , а смесь смолы с отвердителем в емкости обладает дольшей жизнеспособностью.
Возможные проблемы.
Снижение вязкости смолы тепловым методом имеет и свои минусы . Теплая эпоксидная смола полимеризуется гораздо быстрее , чем вы привыкли . Перед тем как замешать смесь , подготовьте все необходимое и работайте быстро . Для увеличения жизнеспособности смолы можно воспользоваться медленно действующими отвердителями .
Насколько сильно надо греть ? При нормальном нагреве рука должна спокойно выдерживать температуру поверхности или емкости со смолой , а это градусов 50 максимум . Лишнее тепло вызовет ускоренное отверждение смолы , особенно при ее толстом слое . Очень быстрое отверждение вызывает перегрев смолы и если при отверждении от нее виден дымок , такая смола испорчена и ее придется удалять .
Снижение вязкости смолы при помощи растворителей
Введение растворителей является простым и быстрым способом понижения вязкости смолы, но в отличие от теплового способа , по прочности и водостойкости отвержденной смолы в этом случае наносится сильный удар . Вот некоторые примеры последствий этого . Для разбавления эпоксидной смолы годится большое число растворителей , но для обсуждения их свойств мы выбрали ацетон , растворитель для лаков и денатурированный спирт по причине их доступности всем и хороших качеств . К тому же они быстро испаряются и вряд ли будут удержаны в смоле , что немаловажно . По ряду причин летучий растворитель для лаков оказывается более подходящим для разбавления смолы , нежели ацетон или спирт .
• Добавление в смолу небольшого количества одного из этих растворителей оказывает значительное воздействие на вязкость смолы . Для примера : при добавлении в смолу 5% расворителя для лаков вязкость падает на 60%.
• При добавлении в смолу 5% растворителя для лаков ее прочность падает на 35% - серьезный удар по механическим свойствам . При превышении 5% растворителя при отверждении получается крайне гибкий материал . При разбавлении смолы она теряет в прочности столько , что мы (и большинство известных производителей) не рекомендуем применять ее в качестве конструкционного клея .
• Быстролетучий растворитель увеличивает жизнеспособность смолы и время ее отверждения , подвергая риску надежность и предсказуемость отверждения . К тому же при длительном отверждении смолы дольше придется ждать ее готовности под шлифовку .
• Растворитель может вызвать усадку смолы . Разбавленная смола , заключенная в большом замкнутом объеме (при укреплении полости в гнилой древесине) , скорее всего не даст испариться всему растворителю . При нанесении толстым слоем смола полимеризуется быстро и не весь растворитель успевает ее покинуть до отверждения . С течением времени растворитель все же пробьет себе дорогу наружу , смола же при этом получает усадку и во многих случаях покрывается трещинами . При усадке смолы на отделанных поверхностях начинает проступать текстура ткани . Для того , чтобы вызвать это явление , достаточно обработать поверхность шлифованием . Часто при усадке на поверхности проявляется и текстура основы . Это явление будет напоминать о себе до тех пор , пока весь растворитель не покинет смолу
• Растворители (особенно ацетон) влияют на цвет отвержденной смолы . Этот эффект проявляет себя не сразу , но при введении ацетона цвет смолы меняется со светлого на темно-янтарный .
• Растворитель понижает вязкость на небольшое время . При нанесении кистью или валиком смола перемешивается и растворитель быстро улетучивается , а вязкость смолы непрерывно растет .
• Присутствие растворителя в смоле может повредить поверхность . Многие материалы ( например , пенополистирол) хорошо переносят эпоксидную смолу , но не переносят присутствия в ней растворителей . Поэтому прежде чем добавить в смолу растворитель , заранее убедитесь в его безвредности для основы .
• Присутствие летучих растворителей в смоле неблагоприятно сказывается на здоровье и безопасности. Сами компоненты смолы не являются пожароопасными , но это свойство растет пропорционально добавленному растворителю .Также пары многих растворителей вредны для здоровья и для исключения опасных доз требуется хорошая вентиляция .
• Применение растворителей в эпоксидных покрытиях может вызвать проблемы с инспектирующими органами . Если речь идет о производстве и там бывают заборы проб воздуха , то у вас могут возникнуть неприятности .
• Наличие растворителя в смоле с целью улучшения пропитки стеклоткани вызывает повышенную текучесть на вертикальных поверхностях . Ткань быстро впитывает смолу , но затем смола стекает вниз и ткань остается обедненной .
Так надо ли вообще понижать вязкость смолы ? В некоторых ситуациях это подходит , а в некоторых – нет . Мы считаем , что в большинстве ситуаций предпочтительным будет тепловой способ снижения вязкости , а не при помощи растворителей . До тех пор , пока смола не получила перегрева , она сохранит после отверждения все свои характеристики . Введение растворителей является самым простым способом , но при этом сильно страдают прочность и водостойкость
