Harze:Die wichtigsten Bedingungen für eine erfolgreiche Verarbeitung von Epoxidharzen
Optimale Lagerung der Original-Behälter
Lagerung / Haltbarkeit: In ungeöffneten Originalbehältern, dunkel und über 15 °C / mindestens 2-3 Jahre.
Insbesondere unmittelbar vor der Verarbeitung, sollten Harz/Härter wenigstens 12 Stunden bei Raumtemperatur (20 - 25 Grad) gelagert werden.
Harz/Härter nur verarbeiten, solange das Mindesthaltbarkeitsdatum noch nicht überschritten ist (Harze sind hier in der Regel weniger kritisch als Härter).
Öffnen der Originalbehälter und Entnahme der Komponenten
Wenn Originalbehälter geöffnet werden, sollte die Luftfeuchtigkeit möglichst gering sein (< 50 % sind ideal). Insbesondere die Härter neigen zur Reaktion mit Luftfeuchtigkeit und verlieren dann an Qualität, je länger oder je öfter der Kontakt stattfindet. Je öfter ein Behälter geöffnet wird, desto öfter kommt er mit Luftsauerstoff und Feuchtigkeit und sonstigen Bestandteilen, die sich in der Umgebungsluft befinden, in Kontakt.
Bei der Entnahme der Komponenten muss auch darauf geachtet werden, Epoxid-Harz/Härter nicht mit verschmutztem Werkzeug zu kontaminieren (Pinsel, Rührstäbchen, Mixer)
Verarbeitung
Während der Verarbeitung sollte die Temperatur der Epoxidharzsysteme, Verstärkungsfasern, Füllstoffe sowie der Umgebung und Formoberflächen bei min. ca. 20 °C liegen.
Während der Verarbeitung sollte die Luftfeuchtigkeit möglichst gering sein ( < 5 %) und die Umgebungsluft darf nicht mit Fremdstoffen kontaminiert sein. Insbesondere Ölnebel aus Kompressoren oder auch Lösemitteldämpfe können die Aushärtung negativ beeinflussen und sich damit auf die Qualität der Bauteile auswirken.
Mit Fremdstoffen kontaminierte Luft kann auch Trennwirkung haben und die Verbindung zwischen zwei Schichten Epoxid bzw. Laminat beeinträchtigen.
Beispielsweise kann die Verbindung/Verklebung zwischen EP-Gelcoats und EP-Laminat dadurch verschlechtert werden.
Mischen von Harz und Härter
Harz und Härter müssen möglichst genau dosiert werden (+/-2 Teile) und zwar vorzugsweise nach Gewicht, nur im Ausnahmefall nach Volumen. Die Mengen sollten wegen der entsprechenden Toleranzen nicht zu klein sein (je kleiner die verwendete Menge Harz/Härter, desto kleiner die Toleranz). Ideal sind Mengen von > 50 g Harz + dazugehörige Menge Härter, abgewogen mit einer geeigneten Digitalwaage und vermischt in einem geeigneten Mischgefäß (zu finden im R&G-Shop)
Kleinstmengen
Bei sehr kleinen Ansätzen sind die Toleranzen so gering, daß selbst eine handelsübliche Digitalwaage mit 0,1 g Teilung nicht mehr genau genug ist. Wir raten vom Anmischen kleinster Mengen unter 10 g ab, da die Genauigkeit meistens nicht mehr gegeben ist.
Die Vermischung der Komponenten muss so gründlich wie möglich erfolgen. Auch hier ist es vorteilhaft, nicht zu kleine Ansätze zu verwenden, weil es sonst in der Praxis zu überschüssigem Harz oder Härter an den Wandungen der Mischgefäße kommt. Die Praxis zeigt, dass Fehlhärtungen zunehmen, je kleiner die angemischte Menge ist. Wichtig: Eine höhere Härterzugabe als vorgeschrieben ergibt keine schnellere Härtung, sondern nur schlechtere Eigenschaften. Ebenso lässt sich die Verarbeitungszeit durch eine geringere Härterzugabe nicht verlängern. Bei großen Abweichungen kann die Härtung ausbleiben! Weitere Informationen finden Sie an anderer Stelle in unserem WIKI und auch in den Verarbeitungsanleitungen, die den Arbeitspackungen der Epoxidharzsysteme beiliegen.
Verarbeitungszeit (Topfzeit)
Es gibt für die Ermittlung der Verarbeitungszeit verschiedene Methoden. Gebräuchlich ist die Verwendung eine Gel-Timers zur Bestimmung von Topf- und Gelierzeit.
Bei R&G messen wir die Zeit für einen Temperaturanstieg von 10 °C bei einer Harz/Härter-Mischung von 100 g, beginnend von 20 °C bis zum Erreichen von 30 °C. Verwendet wird ein Mischgefäß (Mischbecher) mit hoher Form.
Die Topfzeitangaben sind als Richtwerte zu betrachten, da verschiedene Einflüsse zu Abweichungen führen können.
Härtung - Einfluß der Luftfeuchtigkeit
Während der Härtung sollen die Umweltbedingungen so lange ideal sein, bis das Epoxidharzsystem vollständig ausgehärtet ist. Insbesondere wenn Epoxidharzsysteme verarbeitet werden die bei Raumtemperatur aushärten sollen, dürfen Temperatur, Luftfeuchtigkeit usw. über einen längeren Zeitraum nicht schwanken. Gleichbleibende Bedingungen bis zur vollständigen Aushärtung sind sehr wichtig um eine möglichst hohe Bauteilqualität zu erzielen.
Links im Bild: Aushärtung bei zu hoher Luftfeuchtigkeit, rechts im Bild: Aushärtung bei normaler Luftfeuchtigkeit, in diesem Beispiel, Formenharz P mit Härter EPH 161.
Die ideale Luftfeuchtigkeit liegt bei < 50 %, je weniger, desto besser.
Die Raumtemperatur lag in beiden Fällen bei ca. 22 °C.
Taupunkt
Taupunkt-Temperatur
Die Temperatur in °C, bei der die Luft mit Wasserdampf gesättigt ist. Je niedriger die Temperatur, umso weniger Wasserdampf kann die Luft aufnehmen. Sinkt die Temperatur z.B. bei der Harzverarbeitung auf die Taupunkt-Temperatur ab (z.B. an kühlen Boden oder Wandflächen), tritt eine Kondensation von Wasserdampf auf
Luftfeuchtigkeit
Dabei handelt es sich um den Wassergehalt in der Luft. Absolute Luftfeuchte = Gramm Wasser je m3 Luft.
Die max. Luftfeuchte ist die Höchstmenge an absoluter Feuchte ohne Ausfall von flüssigem Wasser.
Taupunkt-Tabelle
Gibt an, bei welchen Oberflächentemperaturen Wasser als Kondensat auftritt (in Abhängigkeit von Lufttemperatur und der relativen Luftfeuchtigkeit).
Beispiel: bei 20 °C Lufttemperatur und rel. Luftfeuchte von 50 % liegt der Taupunkt bei 9,3 °C. Bei einer Messung der Oberflächentemperatur darf ein Wert von
- 9,3 °C + 3 °C Sicherheitsfaktor = 12,3 °C
nicht unterschritten werden. Unter diesem Wert dürfen bei diesem Beispiel keine Laminier- und Beschichtungsarbeiten durchgeführt werden.
| Lufttemperatur °C |
Taupunkt-Temperaturen in °C bei einer relativen Luftfeuchte von: | |||||||||||||
|
|
30 % |
35 % |
40 % |
45 % |
50 % |
55 % |
60 % |
65 % |
70 % |
75 % |
80 % |
85 % |
90 % |
95 % |
| 15 |
-2,2 |
-0,3 |
1,5 |
3,1 |
4,7 |
6,1 |
7,4 |
8,5 |
9,6 |
10,7 |
11,7 |
12,6 |
13,5 |
14,4 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 16 | -1,4 |
0,5 |
2,4 |
4,1 |
5,6 |
7,0 |
8,3 |
9,5 |
10,6 |
11,7 |
12,7 |
13,6 |
14,6 |
15,5 |
| 17 |
-0,6
|
1,4
|
3,3
|
5,0
|
6,5 | 7,9
|
9,2
|
10,4 | 11,5
|
12,5
|
13,6
|
14,5
|
15,4
|
16,2
|
| 18 |
0,2
|
2,3
|
4,2
|
5,9
|
7,4
|
8,8
|
10,1
|
11,3
|
12,4
|
13,5
|
14,6
|
15,4
|
16,3
|
17,3
|
| 19 |
1,1
|
3,2
|
5,1
|
6,8
|
8,3
|
9,8
|
11,1
|
12,3
|
13,4
|
14,5
|
15,5
|
16,4
|
17,4
|
18,2
|
| 20 |
1,9
|
4,1
|
6,0
|
7,7
|
9,3
|
10,7
|
12,0
|
13,2
|
14,4
|
15,5
|
16,5
|
17,4
|
18,4
|
19,2
|
| 21 |
2,8
|
5,0
|
6,9
|
8,6 | 10,2
|
11,6
|
12,9
|
14,2
|
15,4
|
16,4
|
17,4
|
18,4
|
19,3
|
20,2
|
| 22 |
3,7
|
5,9
|
7,8
|
9,5
|
11,2
|
12,5
|
13,9
|
15,2
|
16,3
|
17,4
|
18,4
|
19,4
|
20,3
|
21,2
|
| 23 |
4,5
|
6,7
|
8,7
|
10,4
|
12,0
|
13,5
|
14,8
|
16,0
|
17,3
|
18,4
|
19,4
|
20,4
|
21,3
|
22,2
|
| 24 |
5,4 |
7,6 |
9,6 |
11,3 |
12,9 |
14,4 |
15,7 |
17,0 |
18,2 |
19,2 |
20,3 |
21,4 |
22,3 |
23,2 |
| 25 |
6,2 |
8,5 |
10,5 |
12,2 |
13,8 |
15,4 |
16,7 |
18,0 |
19,1 |
20,2 |
21,4 |
22,3 |
23,3 |
24,2 |
Temperaturen über 20 °C und eine rel. Luftfeuchtigkeit unter 50 % ist für die Herstellung von Laminaten optimal.
Der Untergrund, auf den das Epoxidharzsystem aufgetragen wird
Der Untergrund, also beispielsweise eine Negativ-Form, egal aus welchem Material, sollte in der Regel wenigstens die gleiche Temperatur aufweisen wie die Raumtemperatur, also etwa 20-25 °C.
Soll eine Verklebung mit dem Untergrund stattfinden, muss dessen Oberfläche frei von jeder Verunreinigung, frei von allen Bestandteilen sein, die eine Trennwirkung entfalten könnten.
Soll keine Verbindung mit dem Untergrund hergestellt werden, also beispielsweise im Formenbau, dann muss auf die korrekte Verarbeitung des Trennmittels geachtet werden.
Wenn Trennmittel unsachgemäß verarbeitet werden, kann dies die Aushärtung des Epoxidharzsystems zur Folge haben (beispielsweise weil im Trennmittel enthaltenen Lösemittel nicht vollständig verdunstet sind). Materialien, wie beispielsweise Vaseline oder Fett, die durch ihre Konsistenz das Epoxidharzsystem kontaminieren, können ebenfalls zu fehlerhafter Aushärtung führen.
Weitergehende Verarbeitungshinweise
Aufrühren
Ein Erwärmen im Wasserbad/Mikrowelle vereinfacht die Homogenisierung.
Mischen
Wir empfehlen in jedem Fall das Umtopfen von Ansätzen. Der 1. Ansatz wird gut verrührt und in ein neues, sauberes Mischgefäß umgefüllt und erneut durchmischt. So stellt man sicher, daß an Wandung und Boden kein unvollständig gemischtes Harz vorhanden ist.
Verarbeitungsbedingungen
Feuchte Füllstoffe können die Aushärtung ebenfalls negativ beeinflussen (siehe auch vorstehende Angabe zum Taupunkt etc.)
Füllstoffe und Zusätze
Wir empfehlen die Verwendung fertiger Pigment-Farbpasten (Epoxidfarbpasten), die sich leicht und ohne zu verklumpen einmischen lassen.
Beim Mischen der Komponenten empfehlen wir eine bestimmte Reihenfolge:
Füllstoffe werden dem fertigen Harz-Härter-Gemisch zugesetzt, ebenso die R&G Universal-Farbpasten und R&G Transparentfarben. Das Mischungsverhältnis wird nicht verändert.
Vor allem Metallpulver dürfen nicht direkt in die Härterkomponente gegeben werden, da sie Verdickungen und harte Bodenabsetzungen bilden.
Die Zugabe reaktiver Zusätze sollte nicht in die fertige Harz/Härter-Mischung erfolgen, da sie das Mischungsverhältnis verändern:
Mischtabelle
Das Rühren
Größere Ansätze lassen sich nur noch mittels Mischpropeller (Rührer mit Kunststoffpropeller oder Rührer mit Metallpropeller) und Bohrmaschine vermischen. Trotz maschineller, intensiver Vermischung der Komponenten sollte der Boden und die Wandung des Mischgefäßes mit einer sauberen Holzlatte abgestreift und der Ansatz umgetopft werden.
Arbeitsgeräte und Mischgefäße
Die für Harz und Härter verwendeten Gefäße, Geräte und Werkzeuge müssen sauber sein. Es darf sich auch kein Öl-, Wachs- oder Fettfilm an den Teilen befinden. Arbeitsgeräte, mit denen Trennmittel gehandhabt werden, sind getrennt von den Arbeitsgeräten für Harz und Härter zu halten. Um die Verschmutzungsgefahr weiter ausschließen zu können, sollten Harz, Härter oder die Mischung abgedeckt werden.
Haftungsausschluß
Alle Informationen, Empfehlungen oder Ratschläge seitens der R&G Faserverbundwerkstoffe GmbH erfolgen nach bestem Wissen und Gewissen. Sie gelten als unverbindliche Hinweise und enthalten weder ausdrückliche noch stillschweigende Zusicherungen noch eine Garantie bestimmter Eigenschaften. Bei den angegebenen Eigenschaftskennwerten handelt es sich um typische Werte. Empfehlungen oder Ratschläge beschreiben unsere Produkte und mögliche Anwendungen in genereller oder beispielhafter, aber nicht auf den Einzelfall bezogener Weise.
