Studium przypadku: Araldite RenGel SW 404 / Ren HY 404 Wypełniony żelkot epoksydowy do odpornych na ścieranie powierzchni narzędziowych

Studium przypadku: RenGel SW 404 / Ren HY 404 Wypełniony żelkot epoksydowy do powierzchni narzędziowych odpornych na ścieranie

Tło projektu

Warsztat produkcji kompozytów i wzorów wymagał warstwy powierzchniowej do formowania FRP (tworzywa sztuczne wzmocnione włóknem), wzorów odlewniczych i małoseryjnych modeli replik. Po wielokrotnym rozformowaniu, szlifowaniu i obsłudze, oryginalne wzory wzorcowe wykazywały zarysowania powierzchni, odpryski krawędzi i niespójną powtarzalność wymiarową. Klient potrzebował materiału powierzchniowego o twardej powierzchni, dobrej odporności na ścieranie i tolerancji chemicznej, który można nakładać pędzlem na stosunkowo małe modele wzorcowe.

Huntsman pozycjonuje serię SW 404 jako wypełnione systemy żelkotów epoksydowych do wzorów odlewniczych, modeli do frezowania kopiującego, form do odlewania pianki i betonu, narzędzi i pomocy narzędziowych. Niniejsze studium przypadku obejmuje ten zakres zastosowań.

Rozwiązanie materiałowe

Wybranym systemem był RenGel SW 404 (niebieska pasta tiksotropowa) z utwardzaczem Ren HY 404 (jasnożółty płynny utwardzacz). Jest to wypełniony dwuskładnikowy żelkot epoksydowy, który utwardza się do twardej powierzchni, nadającej się jako warstwa kontaktowa dla wzorów, narzędzi lub form.

Kluczowe dane z TDS:

• Stosunek mieszania wagowo: SW 404 : HY 404 = 100 : 9
• Czas życia mieszaniny w temperaturze 25°C: 20–30 min
• Wstępne utwardzenie w temperaturze 25°C: 6–8 h
• Pełne utwardzenie w temperaturze 25°C: 3–5 dni; utwardzanie po obróbce cieplnej w temperaturze 50°C: 20–24 h
• Gęstość po utwardzeniu: 1,80–1,90 g/cm³; Shore D 85–90
• Wytrzymałość na rozciąganie: 5,00–6,00 kg/mm²; ściskanie: 13,00–15,00 kg/mm²; zginanie: 12,00–14,00 kg/mm²
• Wytrzymałość na uderzenia (ISO 179): 7,50–9,50 kJ/m²
• Skurcz liniowy (pręt testowy 28*1*3 cm): 0,06–0,08%
• Współczynnik liniowej rozszerzalności cieplnej: 35–40*10⁻⁶/°C; stabilność wymiarowa Martensa: 45–65°C

Wszystkie wartości opierają się na testach w temperaturze 25°C; rzeczywiste wyniki zależą od temperatury otoczenia, dokładności ważenia, grubości warstwy i praktyki utwardzania.

Proces aplikacji

1. Środowisko i podłoże:Obszar roboczy był wentylowany, czysty i suchy. Podłoże wzorcowe było wolne od oleju, środków rozdzielających i stojącej wody. TDS zaznacza, że temperatury poniżej 18°C mogą wpływać na reakcję, dlatego utrzymywano zakres roboczy 18–25°C.
2. Wstępne mieszanie:SW 404 jest pastą tiksotropową i przed użyciem był dokładnie mieszany; HY 404 był delikatnie mieszany. Oba składniki były ważone w stosunku 100:9 wagowo przy użyciu precyzyjnej wagi, z błędem kontrolowanym w przybliżeniu ±5% zgodnie z wymaganiami TDS.
3. Mieszanie:Utwardzacz dodano do żywicy i mieszano ręcznie lub na niskich obrotach przez co najmniej 5 minut. Ściany pojemnika, dno i szpatułkę wielokrotnie zeskrobano, aby zapewnić jednorodną mieszaninę bez smug. Unikano mieszania na wysokich obrotach, które mogłoby wprowadzić powietrze.
4. Pierwsza cienka warstwa:Czystym, suchym pędzlem z krótkim włosiem nałożono żelkot równomiernie na powierzchnię wzorca. Warstwę utrzymywano tak cienką i ciągłą, jak to możliwe, aby zminimalizować uwięzione mikropęcherzyki. Krawędzie i wgłębienia delikatnie szczotkowano bez gromadzenia materiału.
5. Druga warstwa:Gdy pierwsza warstwa osiągnęła stan żelu, ale nadal zachowała zdolność wiązania międzywarstwowego, drugą warstwę nałożono w ten sam sposób. W przypadku innych wersji SW 404 dostawcy zalecają kontynuowanie pracy, gdy żelkot jest w stanie żelu, ale nadal lekko lepki; w przypadku wersji HY 404 ocenę oparto na stanie żelu na miejscu i oknie czasu życia mieszaniny podanym w TDS. Obie warstwy utrzymywano cienkie, bez gromadzenia materiału w narożnikach.
6. Utwardzanie i wykończenie:W temperaturze 25°C wstępne utwardzenie nastąpiło w ciągu 6–8 godzin, a bardziej stabilne właściwości rozwijały się przez 3–5 dni. Jeśli wymagana była wyższa stabilność wymiarowa lub termiczna, zastosowano utwardzanie po obróbce cieplnej w temperaturze 50°C przez 20–24 godziny. Powierzchnię można było następnie szlifować, naprawiać i używać z odpowiednimi środkami rozdzielającymi.

Wyniki

W tym projekcie demonstracyjnym SW 404 / HY 404 jako żelkot powierzchniowy przyniósł następujące rezultaty:

• Wysoka twardość powierzchni:Shore D 85–90; szczotkowana powierzchnia wykazywała odporność na zmiękczanie pod wpływem wielokrotnego rozformowania i lekkiego szlifowania.
• Dobra odporność na ścieranie:Wypełniona twarda powierzchnia lepiej znosiła obsługę, wycieranie narzędziami i tarcie podczas procesów FRP metodą mokrą.
• Stabilna powtarzalność wymiarowa:Skurcz liniowy wynoszący zaledwie 0,06–0,08% na prętach testowych wspierał zastosowania wymagające wysokiej dokładności wzorów, takie jak przyrządy kontrolne i modele wzorcowe.
• Tolerancja chemiczna:Dobra odporność na powszechnie stosowane środki czyszczące w warsztatach, pozostałości styrenu/żywicy i łagodne chemikalia. Szczegółową listę odporności chemicznej należy zweryfikować w oparciu o kartę charakterystyki (MSDS) i specjalistyczne dane dotyczące odporności chemicznej.
• Kontrolowana aplikacja:Pasta tiksotropowa, używana z pędzlem z krótkim włosiem, nadawała się zarówno do małych napraw, jak i do pełnego pokrycia cienką warstwą, bez potrzeby stosowania sprzętu natryskowego.

Sugerowane zastosowania

• Wzory odlewnicze, wzory wzorcowe, modele do frezowania kopiującego i repliki
• Żelkot powierzchniowy do form FRP i narzędzi wykonywanych metodą mokrą
• Odporna na ścieranie twarda powierzchnia do form do formowania pianki i odlewania betonu
• Przyrządy, pomoce narzędziowe i małoseryjne formy wzorcowe

Huntsman wymienia serię SW 404 dla tych scenariuszy narzędziowych i wzorcowych. Przy wyborze wersji HY 404 należy przeprowadzić próby zgodnie z niniejszym TDS – stosunek mieszania 100:9, czas życia mieszaniny 20–30 minut i harmonogram utwardzania w temperaturze otoczenia.

Bezpieczeństwo i przechowywanie

• Unikać kontaktu nieutwardzonych materiałów ze skórą, oczami i odzieżą. Zapewnić odpowiednią wentylację i stosować rękawice gumowe/plastikowe oraz ochronę oczu.
• SW 404 może podrażniać skórę/oczy i powodować reakcje alergiczne. HY 404 jest żrący i szkodliwy po wdychaniu. Przed użyciem zapoznać się z odpowiednią kartą charakterystyki (MSDS).
• Przechowywać w oryginalnych, szczelnie zamkniętych opakowaniach w chłodnym, wentylowanym miejscu. Narzędzia przechowywać w stanie suchym, ponieważ wilgoć może wpływać na utwardzanie.
• Dwuskładnikowe systemy epoksydowe są egzotermiczne. Nie mieszać więcej materiału, niż można zużyć w czasie życia mieszaniny; w przypadku dużych objętości mieszać w partiach.