Гелькоут

Долговечность композитных изделий из стеклопластиков в значительной степени зависит от качества внешней поверхности, защиту которой обеспечивает гелькоут. Поскольку гелькоут является очень важной и наиболее уязвимой частью ламината, то особое внимание необходимо уделять его составу и технологии нанесения.

Чрезвычайно важно обеспечить тщательное перемешивание гелькоута, особенно при добавлении катализатора, т.к. недостаточное диспергирование катализатора приводит к неравномерному отверждению гелькоута, что может ослабить его физические свойства. Плохое перемешивание пигмента приводит к возникновению поверхностных дефектов, ухудшающих внешний вид формуемого изделия, поэтому рекомендуется по возможности использовать предварительно окрашенные гелькоуты. Использование низкоскоростных механических мешалок позволяет минимизировать любые возможные проблемы, связанные со смешением.

Гелькоут может наноситься кистью или распылением. Последние усовершенствования технологий изготовления гелькоута и оборудования для распыления привели к заметному росту использования распылительных методов нанесения. Независимо от способа нанесения рекомендуется использовать гелькоуты, обладающие специально предназначенными для конкретного метода реологическими свойствами.

Для достижения оптимального уровня качества необходимо контролировать толщину нанесения гелькоута в пределах 0.4 – 0.5 мм. Ориентировочно, расход 450 - 600 г смеси гелькоута на м² обеспечит получение требуемой толщины.

Нанесение гелькоута слишком тонким слоем может привести к неполному его отверждению и проступанию структуры армирующего волокна сквозь ламинатную основу. Нанесенный тонким слоем гелькоут также подвержен воздействию растворителя, выделяющегося из смолы, используемой в последующем слое ламината, что может привести к образованию складок на его поверхности.

Если гелькоут нанесен слишком толстым слоем, то он может расколоться или растрескаться и является более чувствительным к ударным повреждениям, особенно с обратной стороны ламината. Поверхность неравномерно нанесенного гелькоута отверждается с различной скоростью. Это является причиной возникновения напряжений в смоле, которые могут привести к растрескиванию или, в случаях с окрашенными гелькоутами, к неоднородности наружной поверхности и водным разводам.

Для достижения гелькоутом оптимальных рабочих характеристик крайне необходимо полное, равномерное его отверждение, в связи с этим особую важность представляет контролирование систем и условий отверждения гелькоута. Температура рабочего помещения и материала должна поддерживаться, как минимум, на уровне 18°С. В качестве катализатора всегда следует использовать перекись метилэтилкетона средней степени химической активности в количестве 2%.

В глубоких матрицах отверждению гелькоута могут препятствовать скопления испаряющихся паров стирола. Следовательно, для обеспечения равномерного загустевания гелькоута необходима вентиляция данной полости для экстракция данных паров.

Как только гелькоут в достаточной степени отвердился, следующим шагом процесса контактного формования является нанесение ламинатной основы на основе стеклоткани, пропитанной эпоксидной клеевой пастой.

Простым тестом на определение степени отверждения гелькоута является легкое прикосновение чистым пальцем к его поверхности. Если поверхность на ощупь немного липкая, но палец остается чистым, то это значит, что гелькоут готов к ламинированию, к которому необходимо приступить в течение последующих пяти часов.

В случае повреждения гелькоут-слоя изделия при его отделении от формы необходимо произвести ремонт в следующей последовательности:

- перед ремонтом поврежденный участок обрабатывается шлифовальной бумагой (зерно 400);

- обезжиривается ацетоном, просушивается. Затем на этот участок наносится тонкий слой гелькоута;

- после отверждения (не менее, чем через 6 часов) отремонтированный участок обрабатывается шлифовальной бумагой сначала зерно 400, затем шлифовальной бумагой зерно 800 и в завершение зерно 1000. Процесс шлифовки проводят мокрым способом с водой;

- места повторного нанесения гелькоута обработанные шлифовальной шкуркой полируются до блеска с помощью войлока или фетра. При механической полировке не допускать прижегов полируемых поверхностей.

При производстве стекломатриц и готовых изделий из углепластика и стеклопластика применяется гелькоут NORPOL GELCOAT GМ специально разработанный и применяемый в авиационной промышленности для производства матриц и готовых изделий из стеклопластиков, обладающий следующими характеристиками:

 

6.1.10.1. Характеристики применяемых гелькоутов.

ГЕЛЬКОАТ ДЛЯ МАТРИЦ NORPOL GM является гелевым покрытием состоящим из смолы на основе винилового эфира, которая обеспечивает максимальную стойкость к химическим воздействиям и растворителям.

ГЕЛЬКОАТ ДЛЯ МАТРИЦ NORPOL GM обеспечивает матрице глянцевую поверхность, которая выдерживает большее количество циклов формования при условии, что гелькоут матрицы был правильно отвержден.

Благодаря высоким показателям температуры тепловой деформации и эластичности, NORPOL GM применяется в авиационной промышленности как один из серийных гелькоутов, имеющих наилучшие механические характеристики и обладающие пониженной склонностью к образованию трещин и потертостей нанесенного слоя.

Матрицу с нанесенным гелькоутом следует выдержать перед началом эксплуатации до тех пор, пока нанесенный на нее гелькоут не достигнет показателя твердости как минимум 35 единиц по Барколю (934-1). Минимальная температура в процессе отверждения и окончательного отверждения должна быть 18^oС.

Механические характеристики и физические свойства наносимого слоя гелькоута при температуре 23 ⁰С приведены в таблицах 7, 8 и 9.

 

Таблица 7

Рекомендуемая доза пероксида	1.3-1.8%
Рекомендуемая толщина	0.55-0.85мм (мокрый слой)

 

Таблица 8

Свойства	Сорт " Для напыления"	Сорт " Для нанесения вручную"	Единица измерения.	Метод тестирования
Вязкость -по Brookfield RVF sp.4/4 rpm -по Cone & Plate	9000-15000 220-300	14000-20000 750-900	мПa, с(сП) мПa, с(сП)	ASTM D 2196-86 ISO 2884-1974
Плотность	1.1-1.2	1.1-1.2	г/ см3	ISO 2811-1974
Температура вспышки			oС	ASTM D 3278-95
Время желатинизации -1, 5%	10-15	10-25	минут	JPG020
Срок хранения			месяц	-

 

Основные физико-механические характеристики полиэфирной смолы, являющейся основой гелькоута, в отвержденном состоянии, которые необходимо учитывать при расчетах конструктивных элементов и при нанесении гелькоута

 

Таблица 9

Свойства	Показатель	Единицы измерения.	Метод тестирования
Предел прочности на разрыв	мин. 60	МПа	ISO 527-1/2-1993
Модуль растяжения	мин. 3500	МПа	ISO 527-1/2-1993
Относительное удлинение	мин. 2.0	%	ISO 527-1/2-1993
Температура тепловой деформации	мин.105	oС	ISO 75-1/2-1993
Твердость по Барколю (Barcol)	мин. 35	934-1	ASTM D 2583-87

 

Для получения требуемых результатов перед тем, как приступить к основной операции, необходимо предварительно провести испытание с небольшим количеством гелькоута для матриц.

Вследствие содержания Винилэфира в NORPOL GM используются специальные компоненты для достижения необходимой вязкости.

3. Проверку качества нанесенного слоя гелькоута необходимо проводятся за 3-5 дней до того, как вязкость нанесенного слоя окончательно стабилизируется.

4. При работе с гелькоутом необходимо учитывать, что при открытии емкости NORPOL GM будет казаться чрезвычайно густым, как желе. При тщательном перемешивании вязкость уменьшится и придет к значениям, соответствующим ТУ (Data Sheet).