Die Übergangszeit einer Epoxidmischung vom flüssigen in den festen Zustand wird als Aushärtungszeit bezeichnet. Die richtige Aushärtungszeit ist entscheidend dafür, dass die Harz-/Härtermischung bei allen Anwendungen ihre Eigenschaften entfaltet.

Aushärtung

Der Aushärtungsprozess von PRO-SET® Epoxid lässt sich in drei Phasen unterteilen: Verarbeitungszeit, auch offene oder Nasslaminierzeit genannt (flüssiger Zustand), Anfangshärtung (gelförmiger Zustand) und Endhärtung (fester Zustand). Die Reaktionsgeschwindigrkeit, die Dauer dieser Phasen und die gesamte Aushärtungszeit variieren abhängig von der Umgebungstemperatur.

1. Verarbeitungszeit

Die Verarbeitungszeit ist die Zeit, in der das gemischte Epoxid aufgetragen wird. Es ist der Teil der Aushärtungszeit nach dem Mischen, in dem sich das Epoxid im flüssigen Zustand befindet und verarbeitbar ist. Am Ende der Verarbeitungszeit bietet sich die letzte Gelegenheit, einen Spanndruck auf die aufgetragene Masse auszuüben und ein zuverlässiges Bonding zu erreichen.

2. Anfangshärtungsphase

Die Verarbeitungszeit ist vorbei, wenn die Mischung in die Anfangshärtungsphase übergeht und einen gelartigen Zustand erreicht. Dann wird sie hart genug, um mit Feile oder Hobel bearbeitet zu werden, jedoch noch zu weich, um sie schleifen. Man kann mit dem Tempern beginnen, sobald eine Anfangshärtung der Mischung erreicht hat.

3. Endhärtungsphase

In der Endhärtungsphase befindet sich die Epoxidmischung im Festzustand. Wenn sie nicht nachgehärtet wird, setzt sich die Härtung in den nächsten Wochen bei Raumtemperatur fort.  Die Nachhärtung bei erhöhten Temperaturen verkürzt die Endhärtungsphase der PRO-SET Epoxide und ist für solche Komponenten erforderlich, die gute thermische Eigenschaften benötigen.

Kontrolle der Härtungszeit

Verschiedene Faktoren beeinflussen die Härtungszeit und lassen sich steuern, um die Dauer der Härtungszeit und der Verarbeitungszeit zu verlängern und Ihren Erfordernissen anzupassen.

1. Härtertyp

Jede Harz-/Härterkombination durchläuft die gleichen Härtungsphasen, jedoch mit unterschiedlicher Dauer. Wählen Sie den Härter, der für die zu erledigende Aufgabe die beste Verarbeitungszeit hat und der Temperatur und den Bedingungen entspricht, unter denen Sie arbeiten.  PRO-SET Härter können auch mit einander gemischt werden, so dass Sie eine eigene Mischung mit einer mittleren Aushärtungszeit erhalten.

2. Mischmenge

Beim Mischen von Harz und Härter entsteht eine exothermae Reaktion (Wärmebildung). Eine größere  Epoxymischung erzeugt mehr Wärme und hat deshalb eine kürzere Verarbeitungs- und Gesamtaushärtungszeit. Kleine Epoxid-Chargen erzeugen weniger Wärme als große Chargen und haben längere Aushärtungszeiten. Das bedeutet, dass eine dickere Fuge, ein dickeres Laminat oder Epoxidschicht schneller aushärtet als eine dünne Schicht.

3. Behälterform

Die von einer bestimmten Epoxidmenge erzeugte Wärme kann durch Umfüllen der Mischung in einen Behälter mit einer größeren Fläche (z. B. Walzenbehälter) abgeleitet werden und verlängert somit die Verarbeitungszeit. Weil die in einem Mischtopf enthaltene Epoxidmischung schneller aushärtet, sollte die Mischung so schnell wie möglich aufgetragen oder umgefüllt werden, um die Verarbeitungszeit zu verlängern.

4. Temperatur

Um die Verarbeitungs- und Aushärtungszeiten zu verkürzen oder zu verlängern, kann das Epoxy erwärmt oder gekühlt werden. Dies ist immer dann von Vorteil, wenn große oder komplizierte Komponenten bearbeitet werden müssen, für die eine lange Verarbeitungszeit und eine ganz kurze Aushärtungszeit erforderlich sind. Vergewissern Sie sich, dass Sie die Auswirkung der Erwärmung und Abkühlung in einer Form verstanden haben, bevor Sie diese Techniken anwenden.

Die Bedeutung der Temperatur beim Aushärten des Epoxids

Vor dem Mischen können das Harz und der Härter etwas erwärmt werden, um die Verarbeitungszeit des Epoxids zu verkürzen. Umgekehrt kann eine Kühlbox verwendet werden, um die Wärme aus einer Ausrollwanne abzuleiten und die Verarbeitungszeit zu verlängern. Für umfangreiche Arbeiten stehen Imprägniermaschinen mit wassergekühlten Walzen zur Verfügung, um die Verarbeitungszeit zu verlängern.

Nach dem Auftragen des Epoxids kann ein Ventilator aufgestellt werden, um die Wärme aus dem Laminataufbau oder der Anwendung abzuleiten und die Verarbeitungszeit des Epoxids zu verlängern. Das Werkzeug selbst lässt sich so gestalten, dass sowohl die Verarbeitungszeit verlängert als auch die Aushärtungszeit verkürzt wird. Es ist auch möglich, eine Form zu erstellen, die mit einer eingebauten Kühlung versehen ist.

Während des Laminierens entzieht das durch die Form gepumpte Kaltwasser dem Laminat Wärme und verlängert somit die Verarbeitungszeit.  Wenn das Lay-up beendet ist, werden Warmwasser oder Dampf durch die Form gepumpt und beschleunigen das Aushärten des Laminats.

Mäßige angewandte Wärme (Heißluftpistole oder Wärmelampe) auf den Arbeitsbereich verkürzt die Aushärtungszeit des Epoxids.  Sobald die Montagebeendet ist, kann Wärme angewendet werden. Die Wärme sollte jedoch meist erst dann angewendet werden, wenn das Epoxid seine Anfangshärtungsphase erreicht hat. Wird Epoxid, das seine Anfangshärtungsphase noch nicht erreicht hat, erwärmt, senkt dies die Viskosität und führt dazu, dass das Epoxid an vertikalen Flächen herunter läuft oder absackt.

Bei manchen Verfahren kann allzu frühes Erwärmen den Harzgehalt des Laminats auf unakzeptable Werte senken. Außerdem können erwärmte Teile, die poröse Materialien (Holz oder Kernmaterialien mit geringer Dichte) enthalten, dazu führen, dass das Substrat “ausgast”.

Wenn sich Luft im porösen Material ausdehnt und in das aushärtende Epoxid dringt, können Blasen oder Löcher im ausgehärteten Epoxid bleiben. Ungeachtet der Maßnahmen, die getroffen werden, um die Aushärtungszeit zu steuern, ist mit einer gründlichen Planung der Anwendung und Arbeitsfolge das Maximum an Verarbeitungszeit der Epoxidmischung erreichbar.

Nachhärtung: verbessert die Stabilität des ausgehärteten Epoxids

Bei Raumtemperatur kann bei den meisten Anwendungen ein ausgezeichneter Aushärtungsgrad der Harz-/Härterkombinationen erzielt werden. Harz-/Härterkombinationen mit  LAM-251-HT Härter erfordern eine Nachhärtung bei höherer Temperatur , um die optimalen physikalischen Eigenschaften zu erzielen.

Nachhärtung ist eine kontrollierte Erwärmung des Epoxidlaminats – nachdem dieses die Anfangshärtungsphase erreicht oder abgeschlossen hat – um die physikalische Festigkeit und thermischen Eigenschaften des ausgehärteten Epoxids zu verbessern. Jede PRO-SET Harz-/Härterkombination hat potentielle maximale Endeigenschaften, die nur durch die Nachhärtung des Laminats oberhalb der Mindestzieltemperatur erreicht werden.

Für jede Harz-/Härterkombination gibt es eine Bandbreite von Zieltemperaturen (oberhalb der Mindestzieltemperatur), die ermöglichen, dass das Laminat 100 % seiner potentiellen Endeigenschaften erreicht. Für jede in diesem Bereich liegende Zieltemperatur gibt es eine ensprechende Mindesthaltezeit. Höhere Zieltemperaturen erfordern kürzere Haltezeiten – niedrigere Zieltemperaturen erfordern längere Haltezeiten.

Die maximalen Eigenschaften werden nicht erreicht, wenn die tatsächliche Nachhärtungstemperatur unter der Mindesttemperatur des Bereichs liegt. Doch auch mit den Nachhärtungstemperaturen unterhalb der Mindestzieltemperatur erzielen die meisten Harz-/Härterkombinationen verbesserte Eigenschaften.

Bestimmen Sie die Nachhärtungstemperatur für eine Harz-/Härterkombination anhand der gewünschten physikalischen Eigenschaften der Komponente oder der Einschränkungen der Ausrüstung, die Zieltemperatur zu erreichen oder zu halten.  Ein Temperaturschock kann zu Rissen im Laminat führen. Um dies zu vermeiden, erhöhen Sie die Temperatur langsam, so dass die maximale Zieltemperatur nicht überschritten wird.