Fallstudie: Araldite RenGel SW 404 / Ren HY 404 gefülltes Epoxid-Gelcoat für abriebfeste Werkzeugoberflächen

Fallstudie: RenGel SW 404 / Ren HY 404 gefülltes Epoxid-Gelcoat für abriebfeste Werkzeugoberflächen

Projektübersicht

Eine Werkstatt für Verbundwerkstoffe und Modellbau benötigte eine Oberflächenschicht für GFK-Formteile (glasfaserverstärkter Kunststoff), Gießereimodelle und Kleinserien-Duplikatmodelle. Nach wiederholtem Entformen, Schleifen und Handhaben zeigten die ursprünglichen Urmodelle Oberflächenabrieb, Kantenabplatzer und inkonsistente Maßhaltigkeit. Der Kunde benötigte ein Oberflächenmaterial mit harter Oberfläche, guter Abriebfestigkeit und chemischer Beständigkeit, das mit dem Pinsel auf relativ kleine Urmodelle aufgetragen werden konnte.

Huntsman positioniert die SW 404-Serie als gefüllte Epoxid-Gelcoat-Systeme für Gießereimodelle, Kopierfräsmodelle, Formen für Schaum- und Betonguss, Werkzeuge und Werkzeughilfsmittel. Diese Fallstudie folgt diesem Anwendungsbereich.

Materiallösung

Das ausgewählte System war RenGel SW 404 (blaues thixotropes Pastenharz) mit Ren HY 404 (blassgelber flüssiger Härter). Es handelt sich um ein gefülltes Zweikomponenten-Epoxid-Gelcoat, das zu einer harten Oberfläche aushärtet und sich als Kontaktlage für Urmodelle, Werkzeuge oder Formen eignet.

Schlüsseldaten aus dem TDS:

• Mischungsverhältnis nach Gewicht: SW 404 : HY 404 = 100 : 9
• Topfzeit bei 25°C: 20–30 Min.
• Anfangshärtung bei 25°C: 6–8 Std.
• Vollständige Aushärtung bei 25°C: 3–5 Tage; Nachhärtung bei 50°C: 20–24 Std.
• Ausgehärtete Dichte: 1,80–1,90 g/cm³; Shore D 85–90
• Zugfestigkeit: 5,00–6,00 kg/mm²; Druckfestigkeit: 13,00–15,00 kg/mm²; Biegefestigkeit: 12,00–14,00 kg/mm²
• Schlagzähigkeit (ISO 179): 7,50–9,50 kJ/m²
• Lineare Schwindung (Teststab 28*1*3 cm): 0,06–0,08 %
• Lineares Wärmeausdehnungs-Koeffizient: 35–40*10⁻⁶/°C; Martens-Dimensionsstabilität: 45–65°C

Alle Werte basieren auf Tests bei 25°C; tatsächliche Ergebnisse variieren je nach Umgebungstemperatur, Wägegenauigkeit, Schichtdicke und Aushärtungspraxis.

Anwendungsverfahren

1. Umgebung und Untergrund:Der Arbeitsbereich wurde belüftet, sauber und trocken gehalten. Der Urmodell-Untergrund war frei von Öl, Trennmitteln und stehendem Wasser. Das TDS weist darauf hin, dass Temperaturen unter 18°C die Reaktion beeinträchtigen können, daher wurde ein Arbeitsbereich von 18–25°C eingehalten.
2. Vormischen:SW 404 ist eine thixotrope Paste und wurde vor Gebrauch gründlich gerührt; HY 404 wurde vorsichtig gerührt. Beide Komponenten wurden im Verhältnis 100:9 nach Gewicht mit einer Präzisionswaage abgewogen, wobei der Fehler wie im TDS gefordert auf ca. ±5% begrenzt wurde.
3. Mischen:Der Härter wurde zum Harz gegeben und mindestens 5 Minuten lang manuell oder bei niedriger Geschwindigkeit gerührt. Die Behälterwände, der Boden und der Spachtel wurden wiederholt abgeschabt, um eine streifenfreie, homogene Mischung zu gewährleisten. Hochgeschwindigkeitsmischen, das Luft einziehen könnte, wurde vermieden.
4. Erste dünne Schicht:Mit einem sauberen, trockenen Pinsel mit kurzen Borsten wurde das Gelcoat gleichmäßig auf die Oberfläche des Urmodells aufgetragen. Die Schicht wurde so dünn und kontinuierlich wie möglich gehalten, um eingeschlossene Mikroblasen zu minimieren. Kanten und Vertiefungen wurden leicht bestrichen, ohne Material anzusammeln.
5. Zweite Schicht:Als die erste Schicht einen Gelzustand erreicht hatte, aber noch die Haftfähigkeit zwischen den Schichten aufwies, wurde die zweite Schicht auf die gleiche Weise aufgetragen. Für andere SW 404-Versionen empfehlen die Lieferanten, fortzufahren, solange das Gelcoat geliert, aber noch leicht klebrig ist; für die HY 404-Version wurde das Urteil auf Basis des Gelzustands vor Ort und des Topfzeitfensters des TDS getroffen. Beide Schichten wurden dünn gehalten, ohne Materialansammlungen in Ecken.
6. Aushärtung und Nachbearbeitung:Bei 25°C erfolgte die Anfangshärtung innerhalb von 6–8 Stunden, wobei sich stabilere Eigenschaften über 3–5 Tage entwickelten. Wenn eine höhere Dimensions- oder thermische Stabilität erforderlich war, wurde eine Nachhärtung bei 50°C für 20–24 Stunden durchgeführt. Die Oberfläche konnte dann geschliffen, repariert und mit geeigneten Trennmitteln verwendet werden.

Ergebnisse

In diesem Demonstrationsprojekt lieferte SW 404 / HY 404 als Oberflächengelcoat folgende Ergebnisse:

• Hohe Oberflächenhärte:Shore D 85–90; die mit dem Pinsel aufgetragene Oberfläche widerstand dem Erweichen unter wiederholtem Entformen und leichtem Schleifen.
• Gute Abriebfestigkeit:Die gefüllte harte Oberfläche widerstand besser der Handhabung, dem Abwischen mit Werkzeugen und der Reibung durch Nasslaminierungs-GFK-Prozesse.
• Stabile Dimensionswiedergabe:Eine lineare Schwindung von nur 0,06–0,08 % bei Teststäben unterstützte Anwendungen, die eine hohe Modellgenauigkeit erfordern, wie z. B. Prüflehren und Urmodelle.
• Chemische Beständigkeit:Gute Beständigkeit gegen gängige Werkstattreiniger, Styrol-/Harzreste und milde Chemikalien. Eine detaillierte Liste der chemischen Beständigkeit sollte anhand des Sicherheitsdatenblatts und spezialisierter Daten zur chemischen Beständigkeit überprüft werden.
• Kontrollierbare Anwendung:Die thixotrope Paste, die mit einem Pinsel mit kurzen Borsten verwendet wurde, eignete sich sowohl für kleine Reparaturen als auch für die vollständige Dünnschichtbeschichtung ohne Sprühgeräte.

Empfohlene Anwendungen

• Gießereimodelle, Urmodelle, Kopierfräs- und Duplikatmodelle
• Oberflächengelcoat für GFK-Formen und Nasslaminierungs-Werkzeuge
• Abriebfeste harte Oberfläche für Formen für Schaumstoff- und Betonguss
• Lehren, Werkzeughilfsmittel und Kleinserien-Urmodelle

Huntsman listet die SW 404-Serie für diese Werkzeug- und Modellbau-Szenarien auf. Bei der Auswahl der HY 404-Version sollten Versuche gemäß diesem TDS durchgeführt werden – Mischungsverhältnis 100:9, Topfzeit 20–30 Minuten und Aushärtungsplan bei Umgebungstemperatur.

Sicherheit und Lagerung

• Haut-, Augen- und Kleidungskontakt mit ungehärteten Materialien vermeiden. Für ausreichende Belüftung sorgen und Gummi-/Kunststoffhandschuhe und Augenschutz tragen.
• SW 404 kann Haut/Augen reizen und allergische Reaktionen hervorrufen. HY 404 ist ätzend und gesundheitsschädlich beim Einatmen. Lesen Sie das relevante Sicherheitsdatenblatt vor der Handhabung.
• In original verschlossenen Verpackungen an einem kühlen, belüfteten Ort lagern. Werkzeuge trocken halten, da Feuchtigkeit die Aushärtung beeinträchtigen kann.
• Zweikomponenten-Epoxidsysteme sind exotherm. Mischen Sie nicht mehr Material als innerhalb des Topfzeitfensters verbraucht werden kann; bei großen Mengen in Chargen mischen.