Przetwarzanie żelkotów firmy BÜFA

Informacje ogólne

 Żelkoty są najczęściej zabarwionymi warstwami czystej żywicy, które tworzą powierzchnię laminatów poliestrowo – szklanych. Wymagania stawiane żelkotom to ochrona laminatu właściwego przed działaniem środowiska oraz chemikaliów, nadanie elementowi poliestrowemu koloru, nadanie powierzchni form oraz ich ochrony przed chemikaliami, odporność na zarysowania i zużycie oraz jako grunt pod późniejsze lakierowanie powierzchni .

 Żelkot jest decydującym elementem, który wpływa na właściwości użytkowe wykonanych elementów z laminatu poliestrowo – szklanego. Właściwości powierzchni żelkotu zależą w gruncie rzeczy od dwóch paramterów: po pierwsze od użytych do wytworzenia żelkotu surowców a po drugie od  sposobu przetworzenia żelkotu oraz jego zdolności do dobrego przetwarzania w praktyce. W niniejszej Informacji Technicznej chcielibyśmy przekazać Państwu ważne wskazówki dotyczące prawidłowego przetwarzania żelkotów firmy BÜFA.

Zewnętrze parametry wpływające na przetwarzanie żelkotu

 Przed rozpoczęciem przetwarzania żelkotu należy przeanalizować paramety zewnętrze. Czy zrobiono wszystko, żeby żelkot został przetworzony w optymalych warunkach? Nowoczesne żelkoty są tak zbudowane, żeby odpowiadały różnorakim wymaganiom wielu przetwórców. Z tego faktu wynikają pewne ustawienia oraz ograniczenia procesu przetwórstwa materiału. Tym samym należy przyjąć jako „złotą regułę”: temperatura żywicy, nadtlenku, formy oraz wszystkich narzędzi powinna wynosić 20°C.

 Wpływ temperatury

 Jednym z głównych parametrów zewnętrznych wpływających na zachowanie się żelkotu podczas przetwarzania jest temperatura. Jak wynika z poniżej zamieszczonego wykresu, zarówno lepkość jak i czas żelkowania jest silnie zależna od temperatury. Optymalne warunki uzyskuje się w temperaturze 20°C; jako rozsądny przedział zastosowania gotowych do zastosowania żelkotów należy przyjąć przedział temperaturowy 18°C - 25°C. Niższe temperatury tak znacznie podwyższają lepkość, iż aplikacja dająca dobry produkt końcowy jest niemożliwa. Szczególnie odpowietrzanie systemu jest znacząco utrudnione.

 W nieoptymalnych warunkach przetwarzania standardowo przyśpieszonego żelkotu utwardzanego standardowym nadtlenkiem niemożliwe jest uzyskanie odpowiedniego stopnia usieciowania systemu. Zbyt wysoka temperatura powoduje obniżenie lepokości, co z kolei może prowadzić do problemów z tiksotropią systemu. W tym samym czasie znacząco zwiększa się emisja styrenu do atmosfery. Czasy żelowania systemu zostają znacząco skrócone, co ma z kolei wpływ na częste problemy z niewystarczającym usieciowaniem materiału w okresie letnim z powodu obniżania ilości dozowanego nadtlenku. Przy użyciu standardowego nadtlenku w zalecanej ilości przy podwyższonych temperaturach istnieje niebezpieczeństwo większego skurczu i tym samych przedwczesnego, samoistnego odformowania warstwy żelkotu.W takich przypadkach pomocne okazują się nadtlenki z dłuższymi czasami żelowania. Poniższy wykres przedstawia wpływ temperatury na czasy żelowania oraz lepkość żelkotu.

Wilgotność powietrza

Wilgotność powietrza ma pewny wpływ na warunki przetwarzania żelkotu i tak na przykład niewystarczająco wysuszone powietrze do rozpylania żelkotu może działać zagęszczająco na żelkot i tym samym prowadzić do tworzenia się porów albo też poprzez wpływ na przyśpieszacze kobaltowe może spowalniać reakcje sieciowania. Idealnymi warunkami jest wilgotność względna powietrza pomiędzy 50 a 75%.

Wilgoć może przedostawać się także do wartwy powierzchniowej żelkotu poprzez formy oraz narzędza używane do przetwórstwa. Częstym przapadkiem jest pędzel czyszczony acetonem, który w celu szybkiego wysuszenia przedmuchiwany jest sprężonym powietrzem. W takim procesie dochodzi do efektu chłodzenia poprzez wyparowanie acetonu. W tym procesie wilgoć może kondensować się na włosiu pędzla.

 Ruchy powietrza

 Silny przeciąg może wpływać na „wywiewanie” i wyższą emisję styrenu nad warstwą świeżo naniesionego żelkotu. Przez to dochodzi do tzw. efektu chłodzenia żelkotu, który może z kolei prowadzić do niedotwardzenia żelkotu. Przeciwnym przypadkiem jest często obserwowane zjawisko występujące w głębokich formach, gdzie nie panuje żaden ruch powietrza i tym samym nad powierzchnią żelkotu zbierają się produkty gazowe utwardzania. I tutaj resultatem może być niedotwadzenie.

 Nadtlenek i proces utwardzania

 Tutaj obowiązują następujące reguły:

 Do utwardzania należy używać polecany przez firmę BÜFA nadtlenek w zalecanej ilości. Aby otrzymać optymalne utwardzenie, żelkoty są generalnie tak ustwione, iż należy liczyć się z czasami żelowania na powierzchni formy około 40 minut (przy stosowaniu się do naszych zaleceń). Dozowanie mniejszej ilości lub czasami większej ilości utwardzacza może prowadzić do niedotwardzenia, które niekorzystnie wpływa na końcowe właściwości wyprodukowanych elementów laminatu. Nadltenek należy po dodaniu wymieszać dokładnie z żywicą, przy czym przy mieszaniu nie należy wprowadzać zbyt dużo powietrza do żelkotu, które poźniej musiałoby się ulotnić. Przy przetwarzaniu z kubka należy przelać jego zawartość po dodaniu utwardzacza oraz po wymieszaniu do czystego pojemnika i ponownie wymieszać, ponieważ żelkot na brzegach kubka często zawiera znacznie mniej utwardzacza (trudności w homogenicznym wymieszaniu pojemnika). Zbyt wysokie prędkości mieszania mogą prowadzić do zniszczenia tiksotropii, np. w przypadku mieszania wiertarką. Prosimy o zwrócenie uwagi na czystość oraz regularną kalibrację maszyn i urządzeń do dozowania nadtlenku oraz żywicy (ustawnienia maszyny, kontrola wag oraz dozowników). Gdyby musieli Państwo przetwarzać nasze produkty w wyższych temperaturach, prosimy o używanie niskoreaktywnych nadtlenków przy zachowaniu tego samego dozowania.

 Aplikacja

 Idealną grubością przy nanoszeniu żelkotu jest warstwa 400 – 600 µm, mierzone na mokro. Odpowiada to ilości 500 – 700 g/m². Cieńsze warstwy mogą prowadzić do niedotwardzenia żelkotu. W takim przypadku żelkot wysycha fizycznie zamiast sieciować w reakcji chemicznej, co w dalszym procesie laminowania może prowadzić do tworzenia się pofalowanej powierzchni żelkotu tzw. „skóry słonia”. Zbyt grube warstwy żelkotu czyli czystej warstwy żywicy mogą z kolei prowadzić do naprężeń w warstwie powierzchniowej, co objawia się w postaci rys lub przedwczesnego, samoistnego odformowania żelkotu. Przez zbyt grube warstwy utrudnione jest również odpowietrzanie żelkotu.

 Naniesienie zbyt grubej warstwy żelkotu w jednym przebiegu może prowadzić do spływania żelkotu. Często jako efekt takiego procesu dochodzi do zamykania się porów czy do separacji pigmentów. Prosimy o zapewnienie wystarczającej wentylacji w głebokich formach. Pary styrenu oraz gazowe produkty sieciowania mogą mieć bowiem negatywny wpływ na utwardzanie żelkotu. Z tego powodu konieczne jest zapewnienie odpowiedniego ruchu powietrza w celu usunięcia lotnych substacji skumulowanych nad powierzchnią żelkotu. Tutaj można sobie pomóc poprzez przechylenie form, gdyż cięższe od powietrza pary styrenu „wypłyną” z formy w kierunku podłogi.

 Tlen z powietrza może hamować reakcje utwardzania żelkotu, co objawia się w lekkiej kleistości powierzchni materiału. Przed rozpoczęciem procesu laminowania należy upewnić się, że żelkot jest odpowiednio usieciowany. Łatwo przekonać się o tym poprzez kontrolę powierzchni palcami – gdy po przeciągnięciu palcami po powierzchni żelkot „piszczy”, jest on gotowy do laminowania. Zbyt wczesne rozpoczęcie procesu laminowania może prowadzić do rozpuszczania żelkotu przez styren w żywicy.

 Możliwości przetwarzania

 Żelkoty mogą być przetwarzane w różny sposób. Najważniejszymi procesami przetwarzania jest aplikacja w procesie natrysku, nanoszenie ręczne lub aplikacja rolką.

 Nanoszenie ręczne

 Nanoszenie ręczne za pomocą pędzla jest najprostszą metodą przetwarzania żelkotu. Zaletami tej metody jest niska emisja styrenu oraz bardzo dobre odpowietrzanie żelkotu. Żelkot do przetwarzania ręcznego powinien być pigmentowany i tiksotropowany w taki sposób, aby ślady po pędzlu nie były widoczne na powierzchni. Poleca się nanoszenie żelkotu ręcznego w dwóch warstwach po 300µm.  Druga warstwa żelkotu powinna zostać naniesiona dopiero wtedy, gdy pierwsza warstwa jest już utwardzona aby zapobiec odrywaniu pierwszej warstwy żelkotu. W tym procesie nie jest jednakże łatwe naniesienie równomiernej warstwy żelkotu na całym budowanym elemencie.

 Specjalnym procesem przetwarzania ręcznego jest nanoszenie za pomocą rolką. Nanoszenie rolką stosowane jest najczęściej w przypadku dużych, płaskich elementów aby skrócić proces nanoszenia żelkotu. Nie każdy żelkot ręczny nadaje się do przetwarzania rolką. Często stosuje się do tego celu specjalne modyfikowane żelkoty.

 Nanoszenie natryskiem

 Nanoszenie w procesie natrysku jest możliwe do zrealizowania na wiele sposobów. Ich cechą wspólną jest szybszy czas nanoszenia w porównaniu z nanoszeniem ręcznym. Do tej aplikacji stosuje się modyfikowane żelkoty charakteryzujące się dobrym odpowietrzaniem oraz niższą lepkością, która pozwala na jego dobre przetwarzanie. Poprzez natrysk do systemu wprowadzane jest dużo więcej powietrza. Proces ten charakteryzuje się także wyższa emisją.

 Poleca się nanosznie żelkotu w dwóch warstwach , przy czym pierwsza warstwa powinna wynosić około 200 µm. W tej sposób gwarantowane jest dobre odpowietrzanie żelkotu. Druga warstwa powinna zosta naniesiona po około 2 minutach na jeszcze nie wyżelowaną warstwę. Całkowita grubość żelkotu powinna wynosić około 600µm.

 Pistolet natryskowy powinien być skierowany prostopadle w odleglości okolo 50 cm od powierzchni formy, w zależności od dyszy i rodzaju żelkotu. Natrysk powinien być prowadzony „na krzyż”. Aby zapewnić możliwie najmniejszą emisję styrenu oraz najlepsze odpowietrzenie kropelki żelkotu powinny być możliwie duże; ciśnienie natrysku powinno być możliwie niskie. Efekt taki uzyskuje się przy pomocy nowoczesnych instalacji średniociśnieniowych lub tzw. instalacji HVLP (High Volume, Low Pressure) lub w przypadku natrysku kubkiem za pomocą większych dysz.

 Najprostszą metodą natrysku żelkotu jest zastosowanie pistoletu kubkowego (np. Polycon). Tutaj stosuje się kubek, w którym znajduje się 1 kg względnie 2,5 kg żelkotu wymieszanego uprzednio z nadtlenkiem. Zastosowaniem pistoletu kubkowego jest natrysk małych elementów z częstą zmianą koloru żelkotu. Możliwe jest także natryśnięcie żelkotu wymieszanego z granulatem lub płatkami (efekty specjalne na żelkocie).

 Do standardowego natrysku żelkotu potrzebne jest użycie specjalnych maszyn. Rozróżniamy tutaj dwa sposoby: natrysk tzw. metodą Airless z zewnętrznym mieszaniem (wadą jest możliwy tzw. „rozdmuch nadtlenku” przy złym ustawieniu instalacji) oraz natrysk z mieszaniem wewnętrznym nadtlenku (wadą jest wysoki nakład pracy na czyszczenie instalacji). Obydwa sposoby nadają się do ciągłego wytwarzania w seryjnej produkcji oraz do dużych elementów. Dozowanie utwardzacza następuje w sposób automatyczny. W ten sposób zapewnione jest ciągłe dozowanie świeżego utwardzacza, co uniezależnia przebieg procesu nakładania żelkotu od czasu żelkowania systemu. Dalej, unika się niebezpieczeństwa przegrzewania pozostawionych do utwardzania resztek żelkotu jak w przypadku pistoletu kubkowego.

 Środki rozdzielające

 Zastosowane środki rozdzielające należą do zewnętrznych czynników wpływających na przetwarzanie żelkotów. W większości przypadków przetwórca samodzielnie nakłada środki rozdzielające. Należy zwrócić uwagę na fakt, iż kombinacja żelkot – powierzchnia formy – rodzaj aplikacji – środek rozdzielczy muszą zostać do siebie odpowiednio dobrane. W kartach technicznych większości produktów firmy BÜFA znajdują się wskazówki dotyczące stosowania odpowiednich rozdzielaczy. Zły dobór lub niewłaściwe zastosowanie środków rozdzielających mogą mieć katastrofalny wpływ na jakość powierzchni budowanego elementu. Przykładem jest zwiększone występowanie mikroporów ze względu na niedokładnie wypolerowaną warstwę rozdzielacza czy ze względu na zastosowanie środka rozdzielającego utrudniającego dobre pokrycie powierzchni formy. (zauważalne tworzenie się kropelek na świeżo naniesionej warstwie żelkotu, tzw.”efekt rtęci” lub „oczkowanie”).

 Pozostałe ważne informacje

 Żelkoty firmy BÜFA są intensywnie sprawdzane za pomocą urządzeń mierzących barwę. W ten sposób odchylenia koloru kolejnych szarż produkukcyjych znajdują się w bardzo wąskim przedziale. Pomimo tego polecamy wytwarzanie jednego elementu poliestrowo – szklanego z jednej szarży produkcyjnej żelkotu.

  Wiele sukcesu życzy Państwu team BÜFA & Baltazar

Opracował: Krzysztof Bargiel, sierpień 2008.

Uwaga:

Podane powyżej informacje bazują na naszym aktualnym stanie wiedzy oraz doświadczenia. Z powodu różnorodnych parametrów mogących mieć wpływ na przetwarzanie i zastosownnie naszych produktów powyższe informacje nie zwalniają przetwórcy z własnych prób i doświadczeń na naszych produktach. Powższe dane nie mogą być prawną gwarancją otrzymania pewnych właściwości lub przydatności do konkretnego zastosowania. Klient lub przetwórca jest zobowiązany do stosowania się do istniejącego ustawodawastwa oraz prawa chroniącego nazwę BÜFA. Należy przestrzegać informacji zwartych w odpowiedniej aktualnej karcie bezpieczeństwa produktu wg EU.