Какая смола под какую технологию формования: вязкость, гель-тайм и ограничения

Смолу под метод формования выбирают по двум числам: вязкость при рабочей температуре и время гелеобразования. Инфузия держится на пороге 500 мПа·с, RTM – на окне 50–120 минут, ручная укладка терпит 400–600 мПа·с. Наполнение и температура отверждения идут вторым кругом.

Как вязкость отсекает неподходящие технологии

Вязкость решает, дойдёт ли смола до конца пакета или встанет на полпути. У инфузии потолок 500 мПа·с, у RTM нужна низкая динамическая вязкость, а под ручную укладку годится 400–600 мПа·с: кисть и валик продавливают смолу сами, без насоса и перепада давления.

Цифру берут из паспорта, но паспорт меряет при 23 °C на Brookfield, а цех зимой живёт при 15 °C. Рост температуры на 10 °C снижает вязкость примерно на треть, на 20 °C – более чем вдвое. В холодном помещении та же марка идёт в несколько раз гуще, чем в техническом описании, и порог 500 мПа·с перестаёт что-то значить.

Сравните две смолы одного завода. У RADOPOL A380PMC в паспорте 250–350 мПа·с, у RADOPOL A181PNCTE для пропитки стекломата – 400–600 мПа·с. Обе записи называют смолу средневязкой, но вторая цифра уже выше инфузионного потолка. Для вакуумного мешка такую марку не берут, хотя текучей она выглядит вполне.

Разница в двести миллипаскаль-секунд решает, какая технология вам вообще доступна.

Есть и вторая тонкость. В паспорте указывают шпиндель и обороты, и цифры разных производителей без этой оговорки сравнивать нельзя. Наш опыт: клиент мерил вязкость своим вискозиметром, получал на 150 мПа·с больше паспортной и делал вывод, что партия бракованная. Причина была в шпинделе.

Что показывает гель-тайм и почему его меряют при 18–30 °C

Гель-тайм – время от введения отвердителя до точки геля, где вязкость достигает 50 Па·с. Метод описан в ISO 2535, измерения ведут при 18–30 °C, поэтому паспортная цифра годится только для этого коридора температур, и планировать по ней зимнюю смену нельзя.

Диапазоны по процессам расходятся сильно. Ручное формование – 20–40 минут, RTM – 50–120 минут, инфузия требует запаса ещё больше, потому что фронт идёт по всему пакету. Литьё с наполнителем наоборот любит короткое окно: смесь должна схватиться, пока наполнитель не осел.

Отвердитель добавляют по паспорту, типовая норма МЭКП – 1–2 % от массы смолы. Выше 29 °C реакция заметно ускоряется: время работы падает, а разогрев массы при отверждении растёт. В толстой детали это даёт трещины задолго до того, как смола наберёт прочность.

Отдельно про честность паспортов. У RADOPOL A380PMC гель-тайм 6–10 минут указан при 3 % МЕКП, у A181PNCTE 15–25 минут – при 2 %. Сравнивать эти минуты напрямую нельзя: процент отвердителя разный, и половина разницы объясняется именно им.

Какая смола нужна для вакуумной инфузии

Инфузионная смола держит вязкость не выше 500 мПа·с и длинную жизнеспособность: пока фронт идёт по пакету, смесь остаётся жидкой. Оба требования смотрят вместе, по отдельности они обманывают: густая смесь встанет на входе, слишком быстрая – на середине пути.

Герметизация по периметру – первое, что проверяют на форме. Ширина фланца мешка обычно 75–150 мм. Допустимые утечки небольших и критичных изделий – около 3 мбар за 10 минут, для крупных допуск слабее примерно на 10 %.

Герметичность проверяют до пуска смолы, а не после.

Инфузия прощает ошибку в гель-тайме хуже, чем в вязкости. Густая смола просто не пойдёт по пакету, и это видно сразу. Слишком быстрая встанет в трубке на середине, когда половина стекла ещё сухая, и переделка займёт ещё один день. Смолы под этот процесс собраны в разделе смолы для вакуумной инфузии.

Чем смола для RTM отличается от инфузионной

Для RTM нужна низкая динамическая вязкость и гель-тайм 50–120 минут. Смола проходит короткий путь под давлением, поэтому инфузионный запас времени ей не нужен. Зато нужна стойкость к сдвигу в насосе и смесителе, а после инжекции – быстрый набор вязкости, иначе смола вытекает из формы.

Разница процессов проста. В инфузии вакуум тянет смолу через сухой пакет, и путь получается длинным. В RTM насос толкает смолу в закрытую полость, где заранее уложена сухая арматура, и путь короткий. Пуансон делают из тонкостенного стеклопластика толщиной 2–3 мм с вакуумными замками.

Отсюда разные риски. Инфузия боится подсоса воздуха через фланец, RTM – неравномерной пропитки у дальних кромок и воздушных пробок в углах. Смола с гель-таймом 40 минут в RTM успевает, а в инфузии того же изделия уже нет.

Низкая вязкость нужна обоим процессам, а взаимозаменяемости между ними нет.

Почему намотка и пултрузия требуют разного гель-тайма

Намотка живёт на длинном гель-тайме: пока оправка делает витки, смола в ванне и на жгуте остаётся жидкой. Пултрузия наоборот требует быстрого набора прочности: профиль выходит из фильеры и сразу уходит в тянущее устройство, и смола обязана схватиться в фильере, а не в ванне.

При намотке отверждение ведут в термокамере 1–2 часа при 395 или 450 K, оправку желательно продолжать вращать. Готовые изделия работают от −40 до +50 °C. Под этот процесс подбирают смолы для намотки с длинной жизнеспособностью.

Пултрузия – непрерывная протяжка пропитанных волокон через нагретую фильеру. Смолы в пропитанном жгуте около 30 %. Профили бывают круглые, квадратные, треугольные, а также Е-, Т- и I-образные: высотой до 300 мм, шириной до 150 мм, со стенкой больше 10 мм. Стекломат здесь не применяют, работает только ровинг. Марки под непрерывный процесс – в разделе смолы для пултрузии.

Два процесса легко перепутать: оба непрерывные, оба про жгут. Требования к гель-тайму у них противоположные, и смола, хорошо показавшая себя на оправке, в фильере встанет раньше времени.

Общего у намотки с пултрузией – только непрерывность подачи.

Что меняется в смоле для ручного формования и напыления

Ручное формование терпит среднюю вязкость и требует гель-тайма 20–40 минут: за это время успевают уложить слой и прикатать его валиком. Напыление ставит другое условие – тиксотропность, иначе смола стекает с вертикали вместе со штапельками.

Содержание волокна зависит от армирования. Только мат даёт 25–35 %, мат вместе с тканым ровингом – 35–45 %, только ткань – около 50 %. Отверждение при комнатной температуре занимает от 10–20 минут до 14 суток, при 65 °C – 5–30 минут, при 82 °C – 1,5–5 минут.

При напылении ровинг рубится на штапельки 12–50 мм и летит в форму вместе со смолой. Реальная минимальная толщина изделия – 1,5 мм, максимальная с учётом отверждения – около 6 мм. Формально толщина не ограничена, но на 8 мм экзотерма в толще даёт трещины, и «без ограничений» из инструкции на практике не работает.

Какая смола идёт под литьё, SMC и искусственный камень

Литьё, SMC и искусственный камень объединяет высокая доля наполнителя: смола должна его смочить, а усадка – не увести геометрию. У литьевых марок низкая вязкость сочетается с высокой наполняемостью, иначе смесь густеет раньше, чем заполнит форму.

RADOPOL A380PMC для литья даёт 250–350 мПа·с и усадку 1,4–2,0 % – как раз то, что нужно столешнице или мойке. Гель-тайм 6–10 минут при 3 % МЕКП рассчитан на быстрый цикл, а не на долгую укладку.

SMC и BMC – препреги, пропитанные предкатализированной смолой. Прессование идёт при 130–170 °C. Состав SMC: стекловолокно 30 %, микротальк 40 %, смола 25 %, добавки 5 %. У BMC стекла меньше – 20 %, а микроталька и смолы больше, 45 % и 30 % соответственно.

Полимербетон живёт на высокой степени наполнения 70–80 %. Щебень берут до 50 мм, песок до 5 мм, мелкодисперсную муку меньше 0,15 мм. Искусственный мрамор и оникс льют с гелькоутом: для мрамора в рецептурах завода стоит смола S 280 E, для оникса – S 194HE, плотность смесей 1,7–2,1 г/см³. В solid surface наполнитель занимает 65–80 % массы, а смесь перемешивают под вакуумом 2–3 раза по 10–15 минут.

Как свести требования в таблицу подбора

Таблица собрана из технологических карт завода. Слева процесс, дальше требования к смоле, параметры и место, где процесс упирается в предел. Строки идут от самых текучих составов к самым наполненным: так видно, где заканчивается один тип смолы и начинается другой.

Общий фон для всех процессов одинаков: помещение 18–25 °C, влажность 50–70 %, отвердитель 1–2 % по паспорту. Смолы под разные методы собраны в каталоге полиэфирных смол.

Что спрашивают перед подбором смолы

Можно ли пустить литьевую смолу на инфузию, если она жидкая? Вязкость 250–350 мПа·с у A380PMC действительно ниже инфузионного потолка, и соблазн есть. Но гель-тайм 6–10 минут при 3 % МЕКП не даст смоле дойти до дальнего конца пакета: смесь встанет в трубке. Литьевые марки рассчитаны на короткий цикл в форме, а не на долгую пропитку под вакуумом. Проверять это на большой оснастке не стоит.

Смола загустела в холодном цехе, разбавлять стиролом? Сначала подогрев: состав не меняется, свойства изделия тоже. Греют до введения отвердителя, без открытого огня рядом с тарой. Стирол допустим как штатный разбавитель, но обычно не более 5 % от массы смолы, в отдельных рекомендациях до 7 %. Ацетон разжижает быстрее, только он не встраивается в полимер и остаётся в толще.

Сколько отвердителя лить, если процессы разные? Ориентир 1–2 % МЭКП от массы смолы, но решает паспорт конкретной марки. В паспорте A380PMC гель-тайм снят при 3 % МЕКП, в паспорте A181PNCTE – при 2 %. Если считать по общей норме, а паспорт писался под другой процент, цикл уедет, а виноватой окажется смола. Температура добавляет своё: при 18 °C и при 25 °C одна дозировка даёт разное время работы.

Одна марка закроет два процесса? Редко. Пример перед глазами: A181PNCTE с вязкостью 400–600 мПа·с хороша под ручную укладку и не проходит порог инфузии 500 мПа·с. Универсальная смола существует только в рекламных текстах, в цеху под каждый процесс держат свою бочку. Второй пример – SMC: смола в препреге полутвёрдая, в ванну её не залить.

КМП – официальный дилер завода «Радуга Синтез» с 2003 года. Отгружаем по Москве и России, фасовка от 1 кг. Телефон +7 987 816-31-08, почта info@km-pov.ru