Производство полиэфирных смол

Странно было бы не упомянуть о таком довольно популярном материале, чьи свойства широко используются в промышленности.

В зависимости от назначения, из такой смолы делают стеклопластик или пуговицы, бамперы или покрытие для теплиц, получают строительные материалы, позволяющие выдерживать сильные механические нагрузки или предметы мебели.

Зная и соблюдая технологию, можно добиться качественного результата, даже не имея особых условий. Чтобы понять, как осуществлять работу с этим средством правильно, давайте разберемся, с чем имеем дело.

Производство

Создание вещества тесно связано с процессом нефтепереработки. Сначала получается пропилен, этилен и бензол, потом на эти компоненты воздействуют реактивами для производства ангидридов, многоосновных кислот, гликолей.
В итоге соединения и последующей специальной обработки получается субстанция под названием базовая смола.

Если ее развести токсичным стиролом в качестве растворителя, процесс завершится созданием нового продукта – полиэфира, который уже можно отправлять на продажу. Однако, не стоит торопиться.

При добавлении тех или иных компонентов, вещество способно менять свои свойства по заданному алгоритму.

Например, при добавлении различных растительных масел, таких как подсолнечное, соевое или рапсовое, можно получить состав, похожий на неорганическую смолу, но более долговечный и надежный, а если интересует вспененный полиуретан, нужно сырье в виде многоатомного спирта, содержащего более одной гидроксильной группы (полиола).

Жизненный цикл готовых смесей ограничен – смола достаточно быстро затвердевает. Приостановить процесс полимеризации можно за счет охлаждения продукта. Для этой цели можно использовать холодную воду или холодильную установку.

Свои уникальные свойства полиэфирная смола приобретает за счет воздействия тепловой энергии.

Источником ее является катализатор, выступающий в роли активатора необходимых химических процессов, или внешний источник. Последний способ менее популярен из-за его дороговизны.

Резюмируя написанное выше, акцентируем внимание на том, что в продаже присутствуют как однокомпонентные, так и двухкомпонентные виды полиэфирных смол. В первом случае, придется докупать отвердитель, в последнем уже есть все что нужно.

Свойства и характеристики

Полиэфирная смола в готовом к применению виде по своей консистенции похожа на жидкий мед. Она может принимать разные оттенки, от желтого до темно-коричневого. Несмотря на наличие окраса, смола прозрачная. После того, как в основной состав добавляется отвердитель, прозрачность снижается, а сам материал густеет. В промежуточном состоянии он похож на резину, а по завершении отверждения становится твердым. На затвердевшую полиэфирную смолу хорошо наносится лак и различные краски.

Для полиэфирных смол можно сформулировать целый ряд уникальных свойств. Именно они играют определяющую роль в определении сферы применимости материала. Опишем кратко свойства и применение полиэфирной смолы.

• Низкая теплопроводность. Теплоизоляционные свойства смолы востребованы в промышленности и строительстве. Даже относительно небольшой слой способен служить неплохим изолятором.
• Влагостойкость. В затвердевшем виде полиэфирная смола не пропускает влагу. Она может использоваться даже в условиях повышенной влажности в качестве гидроизоляции.
• Повышенное время эксплуатации. Изделия из полиэфиров устойчивы к внешним воздействиям климатического и техногенного характера. Это позволяет эксплуатировать их в течение длительного времени, причем за весь период материал практически не теряет своих основных характеристик.
• Широкий температурный диапазон. Применение смолы в быту практически не ограничено температурными критериями. Материал абсолютно инертен и к ультрафиолетовому излучению, то есть, внешний вид изделий со временем не изменяется, равно как и оптические характеристики.
• Устойчивость к химии. Устойчивость к воздействию химически активных веществ позволяет применять различные средства по уходу за изделиями из полиэфирных смол.
• Универсальность. Сфера применимости материала охватывает многие отрасли промышленности, от производства машин до электроники. Востребована смола и в домашних условиях, несмотря на вредность некоторых ее компонентов.
• Хорошая адгезия. Высокий показатель адгезии только подчеркивает универсальность материала. Смола отлично сочетается с древесиной стеклом, пластиком и металлом.
• Диэлектрик. Диэлектрические свойства полиэфира позволяют одновременно использовать его, как строительный материал и как изолятор.

Полезно узнать > Двухкомпонентный эпоксидный клей Poxipol и его применение

Есть у полиэфирных смол и характерные минусы. Материал считается опасным для здоровья человека. В основном, источником этой опасности является стирол, которым можно надышаться в процессе приготовления состава.

В застывшем виде полиэфирная смола не причиняет вреда, тем не менее, изделия не рекомендуется использовать в пищевой промышленности.

Также смола подвержена усадке. По сравнению с эпоксидными смолами, полиэфирные в данном отношении существенно проигрывают.

Современные технологии позволили существенно снизить класс опасности материала. Сейчас в продаже можно встретить полиэфиры без содержания стирола. Его заменили растительные масла (касторовое, рапсовое, соевое). Масла используются не в чистом виде. Из них получают полиолы, которые являются базовыми компонентами для смол. Такой материал, безопасный для человека, имеет более расширенную область применения.

Характеристики

Однородная, без включений жидкость, консистенцией и цветом напоминающая цветочный или гречишный мед – вот, что представляет собой насыщенная полиэфирная смола, когда процесс полимеризации еще не запущен.

После добавления отвердителя, жидкость начинает густеть и становится похожа сначала на желе, затем на резину. Когда состав затвердеет окончательно, его без проблем можно красить, лакировать.

Плюсы полиэфирной смолы: устойчивость к механическим нагрузкам, УФ-излучениям, высокая влагостойкость, стойкость к колебаниям температур, универсальность, низкая теплопроводность, отличные показатели надежности, противодействие химическим веществам, электроизоляционные свойства, высокая “прилипчивость” к металлу, стекловолокну, бумаге, стеклоткани, широкая сфера применения.

Среди минусов, пожалуй, стоит отметить высокую токсичность материала и усадку, уступающую эпоксидке. Но наука не стоит на месте. Современные технологии позволяют обходиться без стирола.

Живица, масла неживотного происхождения — такие составы экологически безопасны, так как при производстве используются натуральные компоненты.

В итоге удается не только уменьшить затраты, но и защитить планету, собственное здоровье от негативного воздействия токсичных веществ.

Сфера применения

Полиэфирные смолы востребованы в строительстве, химической промышленности, машиностроении, судостроении. Всем знакомы изделия из прозрачного стеклопластика.

Например, душевые кабины или оригинальные ванны с вставками-окошками. А ведь это тоже изделия на основе полиэфирного материала.

Такой результат получается вследствие ее синтеза со стеклотканью. Смолы входят в состав смесей для наливного пола, изготовления подиумов, мастик, клея, лакокрасочных материалов, полимеров для электротехнического оборудования, радиодеталей.

Полиэфирную смолу используют в качестве пропитки для герметизации материалов, ее добавляют при изготовлении ДВП, пластмасс, асбоцементных плит, галантереи.

Крашеный стеклопластик становится осветительным прибором, карнизом, подоконником, статуэткой или искусственным камнем.

В автомобилестроении на основе полиэфирной оной сделаны грунтовки и шпаклевки, из пластика создают детали машин. Лодки, катера, корпуса кораблей, иллюминаторы – герметичны и надежны, благодаря такому соединению как полиэфирная смола.

Ею обрабатывают древесину и другие пористые поверхности, чтобы они не пропускали воду.

Из ненасыщенного полиэфира делают армированный пластик, другие предметы с применением технологии литья. Этот состав также часто используется при производстве спортивных товаров, искусстве.

ПОЛИЭФИРНЫЕ СМОЛЫ

ПОЛИЭФИРНЫЕ СМОЛЫ, полиэфиры сложные, способные в результате отверждения превращаться в неплавкие и нерастворимые полимеры; иногда под полиэфирными смолами понимают сами продукты отверждения.

Наиб. распространены полиэфирные смолы на основе полиалкиленгли-колъмалеинатов и полиалкиленгликолъфумаратов и ненасыщ. мономеров-гл. обр. стирола, метилметакрилата, аллиль-ных соед. или олигоэфиракрилатов. Отверждают обычно 50-70%-ные р-ры полиэфиров в присут. 0,5-3% инициаторов радикальной полимеризации при 80-160 °С; при использовании пероксидных инициаторов в сочетании с 0,05-8% ускорителей (диметил- или диэтиланилин, тиомочевина, аскорбиновая к-та, соед. Sn, Mn, Со или V) р-ция протекает при комнатной т-ре. Отверждение проводят также фотохимически в присут. 0,1-3% фотоинициаторов или под действием излучения (рентгеновское и g-излучение, быстрые электроны).

Отвержденные полиэфирные смолы-прочные, водо-, атмосфере- и химически стойкие (к действию к-т, бензинов, масел, окислителей) материалы; не устойчивы к щелочам. Обладают хорошей адгезией к разл. пов-стям и высокими диэлектрич. показателями. В зависимости от структуры и хим. строения полиэфирные смолы окрашены в цвета от светло-желтого до темно-коричневого; плотн. 1,1-1,5 г/см3;1,52-1,57; e2,8-5,0 (при 1 МГц); r1012-1016 Ом (поверхностное) и 1012-1016 Ом·см (объемное); электрич. прочность 13-25 кВ/мм; температурный коэф. линейного расширения 10-6 °С-1 (70-200 °С); теплопроводность 0,15-0,22 Вт/(м·К); уд. теплоемкость 1,05-2,3 кДж/(кг·К); для жестких полиэфирных смол sраст и относит. удлинение 20-100 МПа и 0,5-8%, для эластичных-6-30 МПа и 20-350%; sизг30-130 МПа, sсж80-200 МПа; модуль упругости при растяжении 1,5-4,5 ГПа. Адгезионная прочность к стали и дуралюмину при испытании на сдвиг соотв. 10-19 и ~9 МПа, на отрыв 25-45 и 160 МПа, к вискозному, капроновому, лавсановому, полистирольно-му, полипропиленовому и стеклянному волокнам соотв. 7,4, 7,3, 4,5, 3,4, 2,5 и 15 МПа. Теплостойкость по Вика 55-250 °С (полиэфирные смолы на основе, аллильных мономеров); по Мартенсу 40-115 °С. Термин, и термоокислит. деструкция отверждсн-ных стиролсодержащих полиэфирных смол происходит при т-рах выше 200 °С; температурный, диапазон эксплуатации до 100°С.

Б.ч. отвержденных полиэфирных смол -горючие материалы. Полиэфирные смолы, модифицированные галоген-, фосфор-, серо- и азотсодержащими соед. или имеющие в своем составе антипирены, характеризуются пониж. горючестью.

Переработка отвержденных полиэфирных смол без наполнителей или с порошкообразными наполнителями осуществляется методами полимерных материалов переработки, а также методами переработки клеев и мастик.

Полиэфирные смолы-связующее в произ-ве слоистых пластиков (гл. обр. стеклопластиков). Полиэфирные смолы без армирующих наполнителей используют в электро- и радиотехнике (для заливки деталей), легкой пром-сти, полиграфии, хим. пром-сти, для приготовления лакокрасочных материалов (см. Полиэфирные лаки)и композиций для наливных полов, замазок и клеев (см. Клеи синтетические).

Мировое потребление полиэфирных смол 1,65 млн. т (1988). Объем произ-ва в США, Японии и Франции соотв. 623, 238 и ок. 77 тыс. т (1988).

Лит. Седов Л. Н., Михайлова 3. В., Ненасыщенные полиэфиры, М., 1977; Klosowska-Wolkowicz L ., Krolikowski W., Penczek P., Zywice i laminaty poliestrowe, Warsz., 1986. З.В. Михайлова

Наиболее известные производители полиэфирных смол

Вариантов продукта много как выпущенных в Отечестве, так и за его пределами. Минимальный вес упаковки в большинстве своем составляет один килограмм.

Neon S-1

Неорганическая полиэфирная смола от Ремполимера с наполнителями высокого качества зарекомендовала себя как одно из лучших средств, используемых для апгрейда машин и ремонта лодок. Токсична, содержит стирол.

Обладает низкой вязкостью и минимальной усадкой. Химическая активность средняя.

Время нанесения – 15 минут, окончательная полимеризация происходит в течение 45 минут.

Repair Resin Рефлекс Reoflex

Repair Resin, она же полиэфирная смола Рефлекс, имеет другую ортофталевую основу. Применяется в ламинировании. Менее ядовита из-за пониженного содержания стирола. Специальные компоненты способны пластифицировать материал.

При их добавлении можно получить состав, который удобно использовать при ремонте бамперов, ликвидации щелей в металлических поверхностях. Характеризуется значительной адгезией к древесине, грунтам, металлу, ламинату, лакокрасочным покрытиям.

Покрытие получается стойким к перепадам температур, механическим повреждениям, вибрации, химическому воздействию (к действию масел, бензина, смазочных материалов).

O-12335 AL NorsodyneO-12335 AL

Данная марка смолы имеет высокую стойкость к УФ-излучению и низкую вязкость. Предускоренная, консистенция прозрачная.
Изначально имеет сиреневый цвет, который обычно исчезает после полимеризации и изделие становится совершенно чистым, лишенным пигмента, прозрачным как слеза.

Однако при толщине заливки более 30 миллиметров может проявиться как оттенок. Период желатинизации довольно длительный, составляет 16-22 минуты.

Катализатором выступает Бутанокс или Курокс в пропорции от 0,3 % до 1% (зависит от исходной массы вещества). Допустимо применение при плюс 15.

Используется для литья арт-объектов, украшений, гибридной мебели, прозрачной фурнитуры, в качестве смолы-заливки и т.д.

В случае необходимости можно подкрашивать специальными пигментами в виде паст, порошков. Не требует дегазации и защиты от коррозии.

Novol Plus 720

Еще одно чрезвычайно популярное средство. Новол Плюс 720 (Novol Plus 720) идеально для ремонта проржавевших деталей, дыр, отверстий, значительных по величине, яхт, прицепов, кузовов машин, усиления пластиковых конструкций.

Отвердителем выступает паста перекиси бензоила. Соединение получается прочное, легко поддается шлифовке. Минимальная температура работы +10. При ручном ламинировании нужно смешать полиэфирную смолу и стекломат или стеклоткань в пропорции 2 к 1.

В дальнейшем на обработанную таким образом поверхность можно наносить полиэфирную отделочную шпатлевку, почти все известные грунты, лаки, краски.

Другие марки

Состав Eskim ES-1060 также позволяет склеивать материалы и ламинировать поверхности. Отличается от аналогов низким порогом чувствительности к температуре, при которой происходит отверждение, а также к количеству растворителя.
Средство более легкое в нанесении ввиду менее вязкой консистенции. Просто колеровать, не привередливо к большинству пигментов. Можно смешивать с тальком, цементом, гипсом, подходит для изготовления наливного пола.

Polipol 3401-А представляет собой полиэфирную смолу, отличающуюся низкой усадкой, практически не поддающуюся деформации после застывания. Широко применяется при производстве емкостей, устойчивых к химическим воздействиям, деталей аттракционов, бассейнов, катеров.

Серия смол Polipol востребована в автомобильной промышленности, строительстве, кораблестроении. Время перехода до состояния геля 30 минут. Не так токсична, хотя и содержит стирол. Сохраняет вязкость в состоянии покоя, тиксотропна.

Популярные марки

На рынке стройматериалов можно встретить полиэфирные смолы от отечественных и импортных поставщиков. В связи с большим расходом, фасовка материала производится в различные тары, вместимостью от 1 литра и выше.

• Neon S-1. Смола Neon S-1 представлена компанией Ремполимер. Она позиционируется, как предускоренная тиксотропная полиэфирка, которая известна потребителям, благодаря низкой вязкости. Основной компонент получен на основе стирола, но используются наполнители высокого качества. Негласно считается, что данная марка смолы отлично подходит для автотюнинга, а также для ремонта катеров и лодок. Время пригодности состав для работы после приготовления составляет 15 минут. Полное отверждение происходит за 45 минут.
• Reoflex Repair Resin или Рефлекс известна, как универсальное средства для поверхностного ламинирования. Смола относится к классу ортофталевых полимеров и отличается пониженным содержанием стирола. Может использоваться для всех типов первичного покрытия, так как обладает высокой адгезией к металлам, стеклу, древесине и лакокрасочным материалам. Слой полиэфирной смолы Рефлекс выдерживает значительные нагрузки, перепады температур, а также устойчив к воздействию нефтесодержащих продуктов. Добавление пластификатора превращает смолу в материал, пригодный для герметизации металлов. Марка востребована автослесарями, так как используется при ремонте пластиковых элементов.
• Norsodyne O-12335 AL. Смола для литья Norsodyne O-12335 AL не теряет своих оптических свойств под действием света. Ее устойчивость к ультрафиолетовому излучению широко применяется в отделочных работах. Предускоренная смола принимает желатинообразную консистенцию в течение 20 минут. Для нее выпускается специальный отвердитель – Бутанокс. Доля отвердителя составляет 0,3-2% от объема основного состава. Смола Norsodyne проявляет клеевые свойства даже при температуре 15°C градусов, в то время, как нижний предел для прочих моделей составляет 20-22°C градуса.
• Novol Plus 720. Качественный материал с усредненными показателями – смола Новол плюс 720. Она используется, как клей при работе с резиновыми изделиями, в качестве связующего компонента для пластика, а также в роли герметика, причем заделывать дыры можно в металле, стекле, пластике и древесине. Прочность полиэфирки способствует тому, что ею укрепляют корпуса лодок, а в виде добавки смола используется даже при ремонте кузова автомобиля.

Полезно узнать > Известный эпоксидный клей марки Момент и его разновидности

Отвердитель Бутанокс добавляется в компонент «А» (основной состав). Точное его количество определено производителем. Среднее значение доли отвердителя составляет 2,5%. Отвержденный полиэфир поддается обработке. Его можно шлифовать и покрывать лаком или красками.

Основные отличия ненасыщенных полиэфирных смол от насыщенных

Состав – вот, что наделяет такие смолы особыми свойствами и позволяет использовать их по назначению. Насыщение полиэфирки происходит за счет избыточности гликоля (полиола).
Полимер получается стойким к грязи, очень твердым и прочным, универсальным, не чувствительным к воздействию климатических факторов, не содержащим двойные, тройные связи в основной цепи.

Такие характеристики позволяют применять его как сырье для рулонных покрытий, в том числе термических, грунтовок, подложек, печатных красок. Ненасыщенная полиэфирная смола наиболее популярна.

Двойные связи в молекулярной структуре, получаемые за счет конденсации ненасыщенных дикарбоновых кислот, наделяют полимер такими свойствами, как: термостойкость, плохая проводимость электрического тока, хорошая текучесть при нагревании, стойкость к химической коррозии, высокая прочность на изгиб, растяжение, сжатие.

В основном его применяют в производстве радио- и электроприборов, тонеров, принтеров, литой изоляции, листовой, объемной формовочной массы, стеклопластикового покрытия.

Полимеризация не требует высоких температур, достаточно 23 градусов выше нуля. Безусловным плюсом ненасыщенных смол является отсутствие выделений вредных побочных продуктов.

Три важных компонента

Растворитель-мономер нужен для снижения густоты полиэфира. Перевести материал из жидкого состояния в твердое помогают такие катализаторы, как гидроперекись. Ускоритель, соответственно, добавляют, чтобы сократить время окончательного отверждения.
В качестве такого вещества выступают, например, соли кобальта. Только правильно распределенные роли среди участников сополимеризации позволят проконтролировать процесс застывания и получить предсказуемый результат в его итоге.

Как правильно работать с полиэфирной смолой

Всегда полезно для начала изучить инструкцию, прилагаемую к покупке. Там указаны необходимые пропорции, температурный режим и правила безопасности. Для первой партии смешайте с ускорителем 0,5 -1 литр смолы.

Добавку нужно вводить не спеша. Главное, не допустить попадание воздуха в массу.

Перемешиваем компоненты тщательно, но не быстро. Если жидкость поменяет цвет на синий, сильно нагреется – не пугайтесь.

Это всего лишь запустился процесс полимеризации. Хотите замедлить процесс, используйте в качестве ингибитора холодную воду или воздух.

Через 20-60 минут жидкость начнет напоминать желе. Все, что вы запланировали сделать с составом, нужно успеть произвести до этого момента. В частности, склеить изделия желатинообразным средством уже не удастся.

Перемещать материал с этого этапа до полной полимеризации тоже не рекомендуется.

Окончательное схватывание занимает от нескольких часов до двух суток и зависит от исходного сырья. Все заявленные свойства проявятся в полной мере через 1-2 недели.

Постполимеризация эпоксидных и полиэфирных смол

Постполимеризация полиэфирной смолы.

При изготовлении гибридной мебели, необходимо учитывать, что в отвердевшей полиэфирной смоле продолжает происходить процесс полимеризации. В зависимости от назначения и марки полиэфирной смолы, процесс может продолжаться до нескольких месяцев. Во избежание деформаций и искажений готового изделия, необходимо проводить процедуру постотверждения (постполимеризации).

Изделие из отвержденной полиэфирной смолы (столешница, ступень, подоконник), необходимо прогреть в сушильной камере при температуре 60 градусов по Цельсию в течении трех часов.

При отсутствии сушильной камеры, можно собрать из листового материала (строительный пеноплекс, ДСП, МДФ) короб и накрыв им изделие направить внутрь короба поток горячего воздуха с помощью строительного фена или тепловентилятора. Поток горячего воздуха должен проходить над изделием. Нельзя направлять горячий поток на отвержденный полиэфир! Точечный перегрев обязательно вызовет искажение или трещину.

Постотверждение полиэфирной смолы может проходить в разных режимах:

1. Три часа при температуре 60 градусов по Цельсию.

2. Шесть часов при температуре 50 градусов по Цельсию.

3. Восемь часов при температуре 40 градусов по Цельсию.

При равномерном прогреве отвержденной полиэфирной смолы в течении необходимого времени, внутри смоляной структуры завершаются движения молекул в решетке. Под действуем принудительного тепла, заканчивается построение молекулярных пар и завершается полимеризация смолы.

Постотвержденная полиэфирная смола приобретает лучшие механические и прочностные характеристики. Изделие приобретает большую прочность и твердость, лучше шлифуется и полируется.

Постотверждение литьевых эпоксидных смол.

Эпоксидные составы, в отличие от полиэфирных, имеют более длительный период полимеризации и более длительный период набора прочности. Постотверждение или постполимеризация эпоксидов позволяет значительно сократить временные затраты по полной полимеризации материала.

Постотверждение эпоксидных составов является необходимым этапом технического процесса. Эта процедура позволяет закончить построение цепей полимера и придать отвержденной пластмассе максимальные показатели прочности. Постотвержденный эпоксидный состав легче обрабатывается и полируется. Без проведения процедуры постполимеризации эпоксидные составы могут завершать свое отверждение от полугода до полутора лет.

Постполимеризация проводится методом принудительного прогрева при температурах от 40 до 80 градусов по Цельсию. Оптимально проводить прогрев готового изделия в следующем режиме:

При 40 градусах – 8 часов.

При 60 градусах – 4 часа.

При 80 градусах – 2 часа.

Во время процесса постполимеризации готовый полимер набирает максимальные механические качества и приобретает стабильное состояние.

Поделиться

‹ К списку статей

Искусственный камень

Очень популярный отделочный материал, чьё производство также тесно связано с полиэфирными смолами. Для этого в них добавляют красители, стекло, минеральную крошку и другие компоненты. Для карнизов и столешниц применяют такой процесс как литье.

Из искусственного мрамора делают сувенирную продукцию и предметы интерьера. В процессе нет ничего сложного, если найти нужную форму. Сушка готовых изделий происходит под воздействием горячего воздуха. Удобнее всего это делать в сушильном шкафу.

Другие добавки

Компоненты, которые описаны выше, — основные, именно благодаря им возможна работа с полиэфирной смолой как со связующим. Однако, как показывает практика, в процессе формования изделий достаточно большое количество добавок вводят в полиэфиры, которые, в свою очередь, несут самые разные функции, модифицируют свойства исходного вещества. Среди таких компонентов можно отметить порошковые наполнители — их вводят специально, чтобы снизить усадку, удешевить материал, увеличить огнестойкость. Следует также отметить стеклоткани (армирующие наполнители), применение которых обусловлено повышением механических свойств. Существуют и другие добавки: стабилизаторы, пластификаторы, красители и проч.

Стекломаты

Стекломат это вид стекловолокна, нарубленного пяти сантиметровыми кусочками, соединенных друг с другом по типу стеклоткани, но уступающий ей в прочности. Виной всему более короткие, чем у стеклоткани, волокона.

Однако работать с ним значительно проще.

Производство такого типа стекловолокна невозможно без полиэфирного клеящего материала. Стекломат хорошо сгибается, трансформируется под необходимую форму. Может быть совсем тонким как вуаль или толстым как ватное одеяло.

Источник: furnilux.ru