Meranie a miešanie epoxidových živíc

Krok 1: Zhromaždite svoje vybavenie

• Ochrana očí
• Jednorazové latexové alebo opakovane použiteľné gumené rukavice
• Čisté nádoby na miešanie
• Vyčistite miešacie tyčinky
• Malá digitálna váha v kuchynskom štýle (0,01 ml) alebo jednorazové odmerné valce (odmerka)

Uistite sa, že vždy začínate s čistými pohármi a kefami, aby ste zabránili tomu, aby do zmesi živice spadli akékoľvek nečistoty alebo úlomky. Potom nadávkujte živicu a tvrdidlo do čistej plastovej, kovovej alebo papierovej nádoby bez vosku. Nepoužívajte sklenené alebo penové nádoby kvôli nebezpečenstvu exotermického nahromadenia tepla. Neupravujte čas vytvrdzovania epoxidu zmenou zmiešavacieho pomeru. Presný pomer je nevyhnutný na to, aby epoxid úplne vytvrdol a rozvinul svoje fyzikálne vlastnosti.

Krok 2: Vyberte si živicu

Na túto demonštráciu používame  systém epoxidových živíc Letoxit - dvojzložkové epoxidové systémy zložené zo živice (časť A) a tvrdidla (časť B) - hmotnostnom pomere 100:38±1
                                                   - v objemovom pomere 100:45±1
                                                   

Krok 3.1: Meranie podľa hmotnosti (pomocou digitálnej váhy)

Živica a tužidlo dávkované v nesprávnom pomere sú zdrojom väčšiny problémov súvisiacich s vytvrdzovaním a následnou kvalitou, životnosťou materiálu.

• Začnite používať jednotky váhy s výberom merania. Väčšina váh sa meria v gramoch. Zabezpečte, že ste si vybrali mernú jednotku, ktorá vám môže pomôcť určiť 1 gram.
• Položte mixovaciu nádobu na váhu a vynulujte váhu pomocou tlačidla Tare alebo Zero Scale.
• Najprv nalejte epoxid a poznačte si množstvo (Príklad: 10g).
• Vypočítajte potrebné množstvo tužidla na základe množstva epoxidovej živice, ktorú ste naliali. (Príklad: 10g  epoxidu vyžaduje 3,8g. tvrdidla). To nám poskytne celkovú kombinovanú hmotnosť 13,8g. zmiešaných materiálov.
• Nalejte svoje tužidlo do zmesi. Ak sa vaša váha resetuje v dôsledku účinku skôr, ako budete mať možnosť dostať zmes, budete musieť odmerať len tužidlo. Epoxid a tužidlo majú rôznu hustotu, čo znamená, že epoxid váži viac ako tvrdidlo. Odporúčame ponechať si tabuľku pre predbežnú orientáciu, aby ste si zabezpečili, že urobíte presne.

Krok 3.2: Meranie podľa objem (pomocou miešacích nádob)

Živica a tužidlo dávkované v nesprávnom pomere sú zdrojom väčšiny problémov súvisiacich s vytvrdzovaním a následnou kvalitou, životnosťou materiálu.

• Určite množstvo namiešaného materiálu (Príklad: 10g epoxidu vyžaduje 4,5g. tvrdidla). To nám poskytne celkovú kombinovanú hmotnosť 14,5g. zmiešaných materiálov.
• Začnite naliatím množstva živice, ktoré vaša zmes vyžaduje, do odmerky. Pri nalievaní sa uistite, že spodná časť zakriveného povrchu kvapaliny, nazývaná meniskus, sa stretáva s čiarou, do ktorej nalievate. Všimnite si, že teplejší epoxid bude ležať naplocho, takže pred výpočtom množstva potrebného tužidla mu dajte chvíľu na usadenie.

  Na tomto obrázku môžete vidieť, že meniskus je spodná časť zakrivenej čiary kvapaliny vytvorenej povrchom kvapaliny.

• Potom nalejte požadované tužidlo na dokončenie zmesi 100:45±1. Vždy overte podľa pokynov výrobcu vytlačených na fľaši.

Krok 4: Zmiešajte živicu

Teraz ste pripravení miešať. Pri meraní podľa hmotnosti alebo objemu budete musieť merať Entropy živice a tvrdidlá podľa hmotnosti alebo objemu, aby ste dosiahli správny pomer 2-zložkovej živice.

OBJEM
Aby ste dosiahli správny pomer miešania podľa objemu, jednoducho odmerajte správny pomer živice a tužidla pred zmiešaním komponentov.

HMOTNOSŤ
Presné meranie hmotnosti pre tieto pomery sa mierne líši od objemového pomeru v dôsledku hustoty živice a tvrdidla. Hmotnostný pomer kombinácie živice a tvrdidla, s ktorou pracujete, nájdete na štítku tvrdidla alebo v technickom liste a pomocou váhy odmerajte požadovanú hmotnosť. Technické listy nájdete pri produktoch na stránke popisu každého produktu na tejto webovej lokalite.

Po naliatí oboch častí v správnom pomere ich spolu dôkladne premiešajte celé 2 - 3 minúty pomocou miešacej tyčinky. Pre väčšie množstvá miešajte dlhšie. Počas miešania nezabudnite niekoľkokrát zoškrabať boky, rohy a dno nádoby. To zabezpečí, že všetko tvrdidlo sa dôkladne premieša s epoxidom a malo by to zabrániť nesprávnemu vytvrdnutiu živice. Nezabudnite tiež zoškrabať obe strany nádoby na miešanie. Ak zmes nemá jednotnú konzistenciu (ostávajú pruhy), pokračujte v miešaní, kým sa úplne nezmieša.

Krok 5: Dávkovanie živice

Vyhnite sa nanášaniu epoxidových živíc na laminovanie a natieranie za tepla vonku pri nízkych teplotách, na povrchy s kondenzáciou alebo počas dní s vysokou vlhkosťou.
Zvážte najskôr rozotrenie veľmi tenkej vrstvy zmiešaného epoxidu pomocou stierky a následné vyhladenie povrchu štetcom. Živica sa tak ľahšie rozotrie na väčšie plochy.
Okamžite začnite nalievať alebo nanášať epoxid.

Krok 6: Pripravte povrchy na priľnutie

Pre dobrú sekundárnu (mechanickú) priľnavosť by mali byť lepené povrchy čisté, suché a obrúsené.

PRIMÁRNE (CHEMICKÉ) VÄZBY
Primárne alebo chemické väzby vznikajú, keď nanesiete čerstvý epoxid na čiastočne vytvrdnutý epoxid. Primárna väzba spočíva v chemickom spájaní epoxidových vrstiev, kde molekuly živice a tvrdidla z predchádzajúcej vrstvy stále reagujú, a preto môžu chemicky reagovať s ďalšou epoxidovou vrstvou. To umožňuje, aby všetky epoxidové vrstvy spolu vytvrdli a spojili sa do jednej vrstvy. Pri nanášaní čerstvého epoxidu na čiastočne vytvrdnutý epoxid nie je potrebná žiadna príprava povrchu. Ale po vytvrdnutí epoxidovej aplikácie sa okno pre chemické spojenie zatvorí. V tomto bode budete musieť pripraviť povrch na následné epoxidové nátery.

SEKUNDÁRNE (MECHANICKÉ) VÄZBY
Sekundárne alebo mechanické spoje sa vyskytujú, keď prvýkrát aplikujete epoxid na substrát alebo nanášate ďalšie vrstvy na epoxidový náter, ktorý je úplne vytvrdnutý. Sekundárne spoje sa spoliehajú na schopnosť epoxidu „vniknúť" do pórov alebo škrabancov na povrchu, takže tieto spoje sú svojou povahou mechanické. Keď správne pripravíte povrch na sekundárne (mechanické) spojenie, musí byť čistý a štruktúrovaný. To umožňuje dobrú priľnavosť.

PREDCHÁDZANIE PRILEPENIU
Niekedy nechcete, aby sa epoxid prilepil na určitý povrch, napríklad na povrch formy. Materiály/substráty, ku ktorým epoxid nepriľne, sú: priehľadná celofánová páska, tenká plastová fólia 3 až 5 mil, polyetylénový plast a polypropylénový plast. Na zabránenie lepeniu môžete použiť aj prostriedky na uvoľňovanie foriem, ako je pastový vosk, chemické uvoľňovanie a PVA separátor (polyvinylalkohol). Aby ste si overili, či sa epoxid z povrchu uvoľní, odporúčame ho vyskúšať na testovacej ploche.

ODSTRÁNENIE AMINE BLUSH
Amínová lícenka je vedľajším produktom procesu vytvrdzovania epoxidu. Tento voskovitý film sa môže začať vytvárať počas nelepivého štádia počiatočnej fázy vytvrdzovania. Lícenka je rozpustná vo vode a ľahko sa odstraňuje, ale ak sa neodstráni, môže upchať brúsny papier a zabrániť následnému lepeniu.

Jednoducho povrch umyte čistou vodou a brúsnym kotúčom. Odporúčame univerzálne chrániče rúk. Povrch osušte obyčajnými bielymi papierovými utierkami, aby ste odstránili rozpustený rumenec skôr, ako na povrchu zaschne. Po umytí brúsnym kotúčom by mal povrch pôsobiť matne. Všetky zvyšné lesklé plochy obrúste brúsnym papierom zrnitosti 80. Brúsenie za mokra odstráni aj amínový rumenec.

Krok 7: Vytvrdzovanie a čistenie epoxidom

 Miešanie živice a tvrdidla začína chemickú reakciu, ktorá premieňa spojenú kvapalinu na pevnú látku. Toto obdobie transformácie sa nazýva doba liečenia. Pri vytvrdzovaní prechádza epoxid z tekutého stavu cez gélový stav predtým, ako dosiahne pevný stav. 

Pri vytvrdzovaní prechádza zmiešaný epoxid z tekutého stavu cez gélový do tuhého stavu. Čas vytvrdzovania je kratší, keď je epoxid teplejší a dlhší, keď je epoxid chladnejší.

Tu je niekoľko výrazov, ktoré môžete vidieť v návode na vytvrdzovanie alebo na obale:

ČAS OTVORENIA TEKUTINY
Táto fáza sa tiež nazýva pracovný čas alebo čas mokrého ležania. Je to časť doby vytvrdzovania, po zmiešaní, kedy epoxidová zmes zostane tekutá a je spracovateľná. Celú montáž a upínanie vykonajte počas otvoreného času, aby ste zaistili spoľahlivé spojenie.

GÉL – POČIATOČNÁ FÁZA VYTVRDZOVANIA
Epoxid prechádza do fázy počiatočného vytvrdzovania, keď začne gélovať alebo „odbieha". Epoxid je už nespracovateľný a prejde od lepkavej gélovej konzistencie k pevnosti tvrdej gumy, ktorú budete môcť rozdrviť nechtom. Zmes sa stane nelepivou približne v polovici počiatočnej fázy vytvrdzovania. Aj keď je epoxid stále lepkavý, čo sa týka lepivosti maskovacej pásky, stále môžete lepiť alebo pretierať povrch bez prípravy povrchu, pretože dve vrstvy vytvoria primárnu (chemickú) väzbu. Uistite sa však, že má správnu lepivosť, pretože potenciál chemickej väzby klesá, keď sa zmes blíži ku konečnej fáze vytvrdzovania.

TUHÁ FÁZA – KONEČNÁ FÁZA VYTVRDZOVANIA
Zmes epoxidovej živice a tvrdidla vytvrdla do pevného stavu a môžete ju brúsiť nasucho. Už ju nebudete môcť pretlačiť miniatúrou. V tomto bode epoxid dosiahol väčšinu svojej konečnej pevnosti, takže je v poriadku odstrániť všetky svorky. Nová aplikácia epoxidu už naň nebude schopná vytvoriť chemickú (alebo primárnu) väzbu. Pred nanesením väčšieho množstva epoxidu musíte povrch očistiť, vysušiť a prebrúsiť, aby sa uľahčilo dobré sekundárne (mechanické) spojenie. Zmes bude pokračovať vo vytvrdzovaní počas niekoľkých nasledujúcich dní až dvoch týždňov pri izbovej teplote (22 °C), pričom sa stane inertnou plastovou pevnou látkou.

Tu je to, čo potrebujete vedieť o vytvrdzovaní a čistení epoxidových projektov:

Vždy zostaňte s projektom, kým nezačne lepiť a vytvrdzovať.
Nechajte epoxid vytvrdnúť pri izbovej teplote. Ak je potrebné orezanie, zamerajte sa na odstrihnutie alebo potiahnutie pásky približne 1-2 hodiny po tom, čo živica začala tuhnúť. Orezávanie epoxidu a sklolaminátu po vytvrdnutí na 75 % je oveľa jednoduchšie ako po úplnom vytvrdnutí. Po úplnom vytvrdnutí je potrebné brúsenie a mechanické odstránenie. Keď prestane kvapkať a stekať, lemovaciu pásku možno odstrániť.
Na čistenie použite denaturovaný alkohol, nie acetón. Stierky sa najľahšie čistia po úplnom vytvrdnutí epoxidu (cez noc). Štetce sú na jedno použitie, pokiaľ nemáte prístup k mrazničke, v takom prípade si môžete štetec ponechať na úpravu. Pozor, akonáhle sa zohreje na izbovú teplotu, bude kopať. Ak sa vám nejaký dostane na pokožku, okamžite ho odstráňte roztokom teplého mydla a vody.

Teplota ovplyvní dobu vytvrdzovania. Čím je teplota vytvrdzovania epoxidu nižšia, tým pomalšie vytvrdzuje. K teplote epoxidu prispievajú tri veci:

• Všeobecná okolitá teplota vašej pracovnej oblasti (alebo okolitá teplota).
• Teplota povrchu, na ktorý ste naniesli epoxid, ktorá je tiež súčasťou teploty okolia.
• Teplo, ktoré epoxid vytvára pri vytvrdzovaní (exotermické teplo)

Aby ste sa prispôsobili vyšším teplotám, použite pomalšie tužidlo, aby ste zvýšili alebo udržali otvorený čas. Môžete tiež miešať menšie dávky a rýchlo ich spotrebovať. Alebo nalejte epoxidovú zmes do nádoby s väčšou plochou povrchu (ako je valček), aby sa exotermické teplo rozptýlilo, čím sa predĺži doba otvorenia. Čím skôr sa zmes prenesie alebo nanesie (po dôkladnom premiešaní), tým dlhšie je zmes k dispozícii na natieranie, pokladanie alebo montáž.

Ak sa chcete prispôsobiť nižším teplotám, použite rýchlejšie tvrdidlo alebo použite dodatočné teplo na zvýšenie teploty epoxidu nad minimálnu odporúčanú aplikačnú teplotu tvrdidla. Na zahriatie živice použite teplovzdušnú pištoľ, tepelnú lampu alebo iný zdroj tepla – pred zmiešaním alebo po nanesení epoxidu. Pred zmiešaním so živicami tvrdidlá nezahrievajte. Čas vytvrdzovania epoxidu môžete urýchliť aplikáciou dodatočného tepla na vytvrdzovaný epoxid.

Krok 8: Vrchné nátery a konečná úprava

Najdôležitejšou vecou, ktorú treba zvážiť pri výbere povrchovej úpravy, je ochrana epoxidu pred slnečným žiarením. Dlhodobá UV ochrana závisí od toho, ako dobre si konečný náter udrží svoje UV filtre alebo pigmenty na epoxidovom nátere. Povrchová úprava s vysokým leskom odráža väčší podiel svetla dopadajúceho na povrch ako matný povrch. Ak sú všetky ostatné veci rovnaké, biely (najmä lesklý biely) náter vydrží najdlhšie.

Kompatibilita náterov:
Väčšina typov náterov je kompatibilná s epoxidom. Dôkladne vytvrdený epoxid je takmer úplne inertný, tvrdý plast. Väčšina rozpúšťadiel farieb nezmäkne, nenapučí ani s ním nereaguje. Epoxidové amíny môžu ovplyvniť jednozložkové polyuretány a polyesterové gélové laky. Ak ich používate, aplikujte ich po dôkladnom vytvrdnutí epoxidu, zvyčajne po dvoch týždňoch pri izbovej teplote a po odstránení amínovej červene.

Zvýšená teplota po vytvrdnutí dosiahne dôkladné vytvrdnutie oveľa rýchlejšie. Dodatočné vytvrdzovanie môže tiež zlepšiť tepelné vlastnosti epoxidu a odporúča sa, ak plánujete naniesť na epoxid tmavú farbu.

DOKONČOVACIE TYPY POVLAKOV
Dvojzložkové lineárne polyuretánové (LP) farby ponúkajú najodolnejšiu dostupnú ochranu. LP sú dostupné ako pigmentované alebo číre nátery a ponúkajú vynikajúcu UV ochranu, zachovanie lesku, odolnosť proti oderu a navyše kompatibilitu s epoxidom. V porovnaní s inými typmi náterov sú však drahé, vyžadujú väčšiu zručnosť pri aplikácii a predstavujú väčšie zdravotné riziko, najmä pri striekaní.
Epoxidové farby sú dostupné v jednozložkovej a dvojzložkovej verzii. Dvojzložkové epoxidy ponúkajú mnoho vlastností podobných vysokovýkonným polyuretánom. Sú trvanlivé a odolné voči chemikáliám, ale v porovnaní s lineárnymi polyuretánmi ponúkajú obmedzenú UV ochranu.
Jednozložkové polyuretány ponúkajú jednoduchú aplikáciu, čistenie a lepšiu UV odolnosť ako alkydy. Uistite sa, že epoxid dôkladne vytvrdol. Na zabezpečenie kompatibility vytvorte testovací panel.
Alkydové povrchové úpravy – email, alkydový email, morský email, akrylový email, alkydovo modifikovaný epoxid, tradičný lak a stierkový lak – ponúkajú jednoduchú aplikáciu, nízku cenu, nízku toxicitu a ľahkú dostupnosť. Majú však aj nízku odolnosť voči UV žiareniu a oderu. Na zabezpečenie kompatibility vytvorte testovací panel.
Latexové farby sú do značnej miery kompatibilné s epoxidom a vykonávajú primeranú prácu pri ochrane epoxidového náteru pred degradáciou UV žiarením.

Teraz ste pripravení použiť svoju živicu. Pred zmiešaním si nezabudnite skontrolovať pokyny na bezpečné použitie, informácie o bezpečnej manipulácii a technické listy, ktoré sú súčasťou vášho epoxidového systému.

Zdroj: SWELL, COMPOSITES, 2021. "Step-by Step Guide: Measuring and Mixing Epoxy Resins" 2021. link: https://swellcomposites.com/blogs/news/step-by-step-guide-measuring-and-mixing-epoxy-resins.