Allgemeine Angaben über Polyesterharz

Artikelnummer: 1031

Kategorie: Datenblätter


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Beschreibung

U ngesättigte Polyesterharze

 

1.  Allgemeines

 

Polyesterharze stellen hinsichtlich ihres chemischen Aufbaus, eine Kombination von ungesättigten Polyestern und polymerisierbaren, monomeren Verbindungen dar (bei normalen Harztypen Styrol.) Es sind zähflüssige bis feste Harze, die zur Erzielung besonderer Eigenschaften und zwecks leichterer Verarbeitbarkeit in Styrol gelöst sind.   Polyesterharze lassen sich durch Einarbeiten von Farbpasten, sowie durch Zusatz von Füllstoffen und anderen Substanzen, in ihren Eigenschaften sehr vielfältig variieren.

 

2. Verarbeitungseigenschaften

 

Polyesterharze werden je nach Verwendungszweck in verschiedenen Viskositäten oder auch thixotrop geliefert. Die Aushärtung erfolgt entweder bei höheren Temperaturen (Warmhärtung) oder bei Raumtemperaturen (Kalthärtung) mittels Peroxid-Katalysatoren. Für die Kalthärtung der   Polyesterharze ist die zusätzliche Verwendung von Beschleunigern notwendig, um den zur Aushärtung führenden Polymerisationsvorgang einzuleiten. Polyesterharze können auch bei Temperaturen um 5 0C gehärtet werden. Die Aushärtung verläuft exotherm, d.h. durch die chemische Reaktion wird Wärme freigesetzt. Es kann drucklos oder bei der Herstellung bestimmter Formteile mit sehr niedrigen Pressdrücken oder mit Vacuum gearbeitet werden.

 

Die Aushärtungsgeschwindigkeit hängt von folgenden Faktoren ab:

 

1. Art und Zusammensetzung des Polyesterharzes

2. Art und Menge der Katalysatoren / Beschleuniger

3.       Verarbeitungs- und Aushärtungstemperatur

4.       Schichtstärke des herzustellenden Formteils und Wärmeleitfähigkeit der Form

 

3.    POLYESTERHARZE in glasfaserverstärkten Kunststoffen (GfK)

 

 

  Po/yesterharze eignen sich vorzüglich als Laminier- Spritz- und Pressharze hauptsächlich in Verbindung mit Glasfasern. Das flüssige Polyesterharz dient auf Grund seiner guten Durchdringungseigenschaft zur Benetzung und Verbindung der Glasfaserarmierung. Erst die

Glasfaserverstärkung verleiht dem Gegenstand die hervorragenden mechanischen Eigenschaften.

Hingegen hängen die elektrischen und chemischen Werte eines GfK-Teils hauptsächlich von der

Wahl des verwendeten Polyesterharzes ab.

            4.            Mischverhältnisse und Aushärtezeit

            Die Kalthärtung von   Polyesterharzen wird mit den üblichen Härter/

            Beschleuniger Kombinationen durchgeführt, wie z.B.:

 

                        Methylethylketonperoxid (Härter MEK 1<1) und

                        Cohaltnaphthenat (Besch/euniger C 4)

 

Das Härtersystem Härter MEK Kl / Beschleuniger C 4 ist nahezu universell anwendbar.

            Schwachpunkte sind lediglich die starke Verlängerung der Härtungszeiten bei niedrigen Temperaturen (unter 15 0C) und die sehr kurze Lagerfähigkeit der Harzansätze.

 

5. Styrolverträglichkeit

 

Obwohl unsere   Polyesterharze praktisch unbeschränkt styrolverträglich sind, empfehlen wir, nicht mehr als 10 % monomeres Styrol beizugeben. Sei höheren Zusätzen fallen die Wärmestandfestigkeit und die mechanischen Eigenschaften spürbar ab.

 

 

6. Fehler bei der Verarbeitung

 

Unterhärtung kann auftreten wenn zu geringe Mengen an Katalysator / Beschleuniger

verwendet werden oder bei zu tiefen Verarbeitungstemperaturen. Die Folgen einer

Unterhärtung äussern sich in einer Verminderung der Qualität des Fertig-

produktes hinsichtlich der Festigkeit sowie der Bestän­digkeit gegen Wetter? Wasser

und Chemikalien und in einer Beeinträchtigung der mechanischen Eigenschaften.

Eine Nebenerscheinung ist manchmal der mehr oder weniger starke Geruch nach Styrol.

 

 

Überhärtung kann auftreten wenn zu hohe Mengen Katalysator / Beschleuniger verwendet werden oder bei zu hohen Verarbeitungstemperaturen. Bei der Aushärtung wird durch die Polymerisations­reaktion Wärme frei, die je nach der Grösse des herzustellenden Teiles, Gestalt und Material der Form zu stärkeren Temperaturerhöhungen führen kann. Die Folgen der Überhärtung sind zu hohe Temperaturen: welche zu Verfärbungen. Verbrennungen oder zu Rissbildung führen können. Es ist darum zweckmässig, die günstigen Aushärtungsbe-

bedingungen von Fall zu Fall durch Vorversuche zu ermitteln.

 

 

Wie bei allen Polyesterharzen tritt auch bei   Polyesterharzen während der Aushärtung eine Volumenschrumpfung ein, die zu inneren Spannungen und damit unter ungünstigen Umständen zu einer Rissbildung im Werkstück führen kann.

 

Diese Spannungen können herabgesetzt werden:

        - indem man weniger Katalysator zufügt, was eine weniger hohe Temperaturspitze zur Folge hat

- durch Herabsetzen der Verarbeitungstemperatur, was dieselben Folgen hat

- durch Reduktion des Harzanteils im GfK-Laminat

 

In dünnen Schichten und hochgefüllten Systemen (z. B. Spachtel) ist praktisch keine Temperatur-

erhöhung zu beobachten, weshalb auch die Härtungsreaktion sehr langsam verläuft. Dazu kommt die

Inhibierung durch Sauerstoff an der Oberfläche. Klebrige, nach Styrol riechende Oberflächen der

Formstoffe sind die Folge. Man muss also dafür sorgen, dass der Luftsauerstoff nicht in die

Oberfläche der Harzmasse eindringen kann. Dafür gibt es verschiedene Methoden:

        - das Teil auf oder in der Form belassen, bis es genügend gehärtet ist

- das Teil mit einer Folienabdeckung schützen ( hier ist es besonders wichtig darauf zu

  achten, dass man die Luft tatsächlich aus- und nicht etwa am härtenden Formstoff einschliesst )

 

        - der Harzmasse einen Lufttrockner zusetzen ( hier ist zu beachten, dass die letzte Schicht nicht

          unter 18-20 0C und nicht über 35 0C verarbeitet wird )

 

Bis zum vollständigen Abschluss des Härtungsvorgangs ist noch darauf zu achten, dass die frisch hergestellten Teile gut belüftet sind. Besonders wichtig ist dies im Inneren von Behältern. Hochaktive Härtungssysteme können unter diesen Bedingungen eine schnelle und ausreichend vollständige Härtung gewährleisten.

Normalerweise haben Harztyp, Füllstoffe und sonstige Zusätze keinen Einfluss auf die Wirksamkeit des Härtungssystems. Es gibt aber mineralische Füllstoffe, welche Beschleuniger absorbieren und allmählich unwirksam machen. Auch gibt es gewisse Farbpigmente, welche auf Peroxide zersetzend wirken und dadurch den Harzansatz deaktivieren oder umgekehrt eine vorzeitige Gelierung bewir­ken können.

 

7.RAL FARBPASTEN für   Polyesterharze

Allg. Eigenschaften

 

Pigmentpasten zum Einfärben ungesättigter Polyesterharze, sowie Gelcoats und Topcoats.

Die sorgfältig ausgesuchten Pigmente sind in feinster Verteilung in ein styrolfreies Spezialharz einge­arbeitet. Im Gegensatz zu einem Weichmacher polymerisiert es bei der Härtung mit.

Das Sortiment umfasst ca. die ganze RAL-Farbtonpalette. Bei Bezug grösserer Mengen können auch andere Farbtöne angefertigt werden, doch man sollte sich möglichst an die Farbkarte halten.

 

Verarbeitung, Anwendung

 

Zugabemengen richten sich nach gewünschter Deckkraft. In der Regel setzt man dem UPE-Harz 10 % einer Farbpaste zu.

 

                                                                                                                                                                                                                                                                  - DAS UNGESÄTTIGTE POLYESTERHARZ

Normaltypen (Basis ortho-Phthalsäure)

 

Sie sind durch die Zahlen 100 bis 199 gekennzeichnet, entsprechen in bezug auf Verar­beitung und Eigenschaften im gehärteten Zustand normalen Anforderungen und sind da­her vielseitig verwendbar.

 

Normaltypen (Basis iso-Phthalsäure)

 

Sie sind durch die Zahlen 200 bis 299 gekennzeichnet, entsprechen in bezug auf Eigen­schaften in gehärtetem Zustand hohen Anforderungen. lsophtalsäureharze ergeben Form-stoffe mit hervorragenden chemischen und elektrischen Eigenschaften.

 

Flammwidrige Typen

 

Sie sind durch die Zahlen 300 bis 399 gekennzeichnet und besitzen eine sehr gute Chemi­kalienbeständigkeit. Im gehärteten Zustand aufgrund ihres chemischen Aufbaus oder durch geeignete Zusätze schwer entflammbar oder selbstverlöschend, d.h. sie bren­nen nur unter äusserer Flammeneinwirkung.

 

Flexible Typen

Sie sind durch die Zahlen 400 bis 499 gekennzeichnet und stellen Harze mit niedriger Reak­tivität dar, die sich im gehärteten Zustand durch Flexibilität und hohe Bruchdehnung aus­zeichnen. Sie können allein oder in Abmischung mit härteren Typen verwendet werden.

 

Spezialtypen

 

Sie sind durch die Zahlen 500 bis 699 gekennzeichnet. Hierzu zählen Gelcoatharze, Spachtelharze, füllstoffhaltige Harze sowie Harze für andere Spezialgebiete.

                       

 

 

Sondereinstellungen        

Die einzelne   Typen werden durch anhängen einer Zahlen- und einer Buch­stabenkombination nach dem Schema: .mn/.. gekennzeichnet und haben die folgende Be­deutung:   

                m (1 -9) für ansteigende Viskosität

n  (0 = klebrig aushärtend)

n  (1 = klebfrei aushärtend)

n  (2 = klebfrei, UV-stabilisiert)

n  (3-5 = Sondereinstellungen>

.14/U = ?Umwelt-Harz ohne Paraffin, ca. 7 Tage überlaminierbar

.15/U = ?Umwelt-Harz mit Paraffin, ca. 3 Tage überlaminierbar

 

B (für vorbeschleunigt)

T (für thixotrop)

U (mit verminderter Styrolverdunstung)

K (kreuzbeschieunigt)

C (für gefüllt)

E (für ein Entwicklungsprodukt)

Mit \/P-O1 usw. werden die jeweiligen Versucbsprodukte gekennzeichnet.

                                          

 

 

Chemische Beständigkeit

Nachhärtung und Lebensmittelbeständigkeit

 

Bei einwandfreier Aushärtung sind  harze gegenüber Wasser, wässerigen Salzlösungen und verdünnten, nicht oxidierenden Säuren gut beständig. Die Beständigkeitsprüfungen wurden an füllstoff- und farbstofffreien, unverstärkten Giesslingen ermittelt Die Probenkörper wurden bei Raumtemperatur gehärtet und anschliessend bei 80 ° C während 12 Stunden getempert. Der Beurteilung liegt eine einjährige Lagerung in einem entsprechenden Medium bei Raumtemperatur zugrunde.

 

Diese Tabelle kann nur einen allgemeinen Überblick über die Chemikalienbeständigkeit von ungesättigten Polyesterharzen geben. Es wird empfohlen, in kritischen Fällen beim Harzhersteller anzufragen.

 

In vielen Anwendungen bewirkt ein direkter Kontakt der Glasfaserverstärkung mit dem einwirkenden Medium eine Verminderung der Chemikalienbeständigkeit. Füllstoff- und pigmenthaltige Harze können ebenfalls einen ähnlichen Effekt hervorrufen. Es empfiehlt sich, spezielle Gelschichten und harzreiche Vliesschichten zu verwenden, über deren Eignung die Tabelle nichts aussagt. Die Tabelle gibt ebenfalls keine Information über die Beständigkeit der Harze bei höheren Temperaturen.

 

 

1. Nachhärtung

 

Zur Erzielung optimaler Eigenschaften müssen ungesättigte Polyesterharze einwandfrei ausgehärtet sein. Bei einer normalen Kalthärtung können diese Eigenschaften durch eine Nachhärtung erreicht werden. Eine optimale Aushärtung wird vor allem im Rohr- und Behälterbau gefordert sowie für Teile, die mit Lebensmitteln in Berührung kommen.

Wir empfehlen, die Teile bei etwa 80 0C während ca. 24 Stunden nachzuhärten, und zwar Im Trockenschrank oder durch Einblasen von heisser Luft.

 

 

2.       Lebensmittelbeständigkeit

 

Voraussetzung zur Herstellung von Lebensmittelbehältern ist die Auswahl der Rohstoffe. Es muss dafür Sorge getragen werden, dass von den Behältern weder schädliche Stoffe abgegeben werden noch eine Geruchs- oder Geschmacksbeeinflussung der Lebensmittel eintritt (Art. 450 der Verordnung über Lebensmittel und Gebrauchsgegenstände).

 

a) Wahl des Harzes:

Für Lebensmittelbehälter können folgende  Harztypen verwendet werden:

 

Serie 140.

Serie 181.

Serie 220. / 540.

Serie 222.

Gegen Verwendung dieser  harze bei der Herstellung von Bedarfsgegenständen im

Sinne von Lebensmittel- und Bedarfsgegenständegesetzes bestehen keine Bedenken, sofern die Bedarfsgegenstände sich für den vorgesehenen Zweck eignen. Seitens des Harzherstellers

wurden alle gesetzlich vorgeschriebenen Vorkehrungen bei der Wahl der Rohstoffe getroffen.

Literatur Kunststoffe im Lebensmittelverkehr (Bd. 1, Kap. XII. Ungesättigte Polyesterharze)

 

b)    Wahl des Härtungssystem:

Nachstehendes Härtungssystem kann unbedenklich eingesetzt werden:

 

Auf         100,0 GT          Polyesterharz

                        bis                        3,0 GT                        Härter MEK Kl

                        bis                        2,0 GT                        Beschleuniger 04 (falls erforderlich)

 

c)     Nachbehandlung:

Alle Teile müssen, wie unter 1. beschrieben, nachgehärtet werden. Um keine geruch- und geschmacklichen Beeinflussungen zu erhalten, empfiehlt es sich, die Teile während 2-4 Stunden mit Sattdampf (100 °C) auszudämpfen. Anschliessend ist ein Auswaschen mit Javellewasser erforderlich. Das ganze muss anschliessend gründlich mit Leitungswasser gespült werden.

 


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