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Epoxydharz

Aus RC-Network Wiki

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Epoxydharz oder Epoxidharz (beide Schreibweisen sind üblich, auch kurz Epoxy oder Epoxi) ist ein duroplastischer Kunststoff. Er wird aus zwei Komponenten, genannt Harz und Härter, angemischt. Diese zwei Komponenten reagieren miteinander; der Werkstoff härtet aus. Diese Aushärtung ist unumkehrbar; Epoxidharz ist nicht wieder zu verflüssigen oder aufzulösen.

Allerdings ist in geringem Umfang ein Richten von Bauteilen bei "Temper-Temperatur" möglich. Hier verliert die Matrix (bei etwa 70°C) bereits einen erheblichen Teil ihrer Festigkeit. (Dies ist z.B. der Grund, warum bei Leicht und Segelflugzeugen aus GFK keine schwarzen Beschriftungen zulässig sind.)

Es gibt verschiedene Harzsysteme für die unterschiedlichen Anwendungsfälle:

  • Laminierharze
Dienen zum Herstellen von faserverstärkten Kunststoffteilen.
Sie sind dünnflüssig, damit sie die zur Verstärkung eingelegten Textilien gut durchdringen. Durch Erwärmen kann man sie noch weiter verflüssigen. Das beschleunigt allerdings auch ihre Härtung und verkürzt damit die Topfzeit.
  • Gelcoats
Sorgen für eine hochglänzende Oberfläche an laminierten Teilen; sie werden vor der ersten Gewebelage auf die Form aufgetragen und angelieren gelassen; darauf werden dann die Faserlagen laminiert.
Sie sind zähflüssig, damit sie nicht von senkrechten Formflächen herunterlaufen. Mit Thixotropiermittel können sie noch zähflüssiger gemacht werden.
  • Formenharze
Werden für die abzuformende Deckschicht der Laminierform verwendet. Sie müssen vor allem hart, verschleissfest und polierbar sein.
  • Klebeharze
Dienen für hochfeste Verklebungen.
Sind relativ zähflüssig.

Die Systeme können (meist durch Verwendung unterschiedlicher Härter) unterschiedlich schnell reagierend ausgelegt werden. Es gibt Systeme mit Aushärtezeiten von 5-10 Minuten bis mehrere Tage. So kann man für den jeweiligen Anwendungsfall das ideale Epoxi wählen. Die angemischte Menge muss innerhalb der sogenannten Topfzeit (auch offene Zeit) verarbeitet werden; danach beginnt das Harz zu gelieren.

Bei der Verarbeitung ist genau auf das korrekte Mischungsverhältnis zu achten (abwägen) und gründlich zu mischen. Dies kann nicht genug betont werden; Mischungsfehler sind die häufigsten Fehler bei der Verarbeitung von Epoxi.

Epoxidharz haftet schlecht auf vielen thermoplastischen Kunststoffen. So sind z.B. Mischgefässe aus PP (Polypropylen) gut geeignet, weil das Epoxi nach dem Aushärten durch Biegen einfach zum Abplatzen gebracht werden kann.

Die Härtungsreaktion verläuft exotherm, d.h. Wärme wird frei. Da die Wärme wiederum die Reaktion beschleunigt, können größere Mengen schneller Harze im Mischbecher (großes Volumen aber klein Oberfläche -> Wärme kann nicht abfließen sehr heiß werden und weit unter der gelisteten Topfzeit zu gelieren beginnen. Umgekehrt kann es sein, dass langsame Harze in dünnen Schichten nicht richtig aushärten und Wärme von außen benötigen.

Tempern (nachhärten unter erhöhter Temperatur) hilft, die Bauteile temperaturbeständiger zu machen.

Manche, besonders langsame, Harzsysteme brauchen erhöhte Temperatur, um auszuhärten.

  • Härter mischen?

Bei den R&G Harzen können Härter S und Härter L auch gemischt verarbeitet werden, da beide mit identischen Mischungsverhältnissen operieren. Dabei dominiert der schnellere Härter S und eine 50/50-Mischung mit Härter L ist deshalb nur unwesentlich langsamer. Da beide Härter von ihren Reaktivitäten nur relativ gering auseinanderliegen, ist der Sinn einer solchen Unternehmung für mich aber eher fraglich.

Es ist aber durchaus möglich, Härter mit unterschiedlichen Mischungsverhältnissen (genauer mit anderen Aminäquivalenten) zusammen zu verarbeiten.

Bekannt sein müssen, der EP-Wert (in 100/Äquivalent) des verwendeten Epoxydharzes und die Aminäquvalenten (in g/Äquivalent) der zu mischenden Härter.

Epoxydharz L hat einen EP-Wert von (durchschnittlich) 0,56

Härter S hat ein Aminäquvalent von (durchschnittlich) 71

Härter EPH 161 hat ein Aminäquvalent von (durchschnittlich) 44,5

Eine Mischung aus 50 % Härter S und 50 % Härter EPH 161 wird folgendermaßen berechnet:

Härter S: 71 x 50 % = 35,5

Härter EPH 161: 44,5 x 50 % = 22,25

Gesamtäquivalent der Mischung: 57,25

Der EP-Wert von 0,56 mal dem Gesamtäquivalent der Mischung von 57,25 ergibt gibt das Mischungsverhältnis auf 100 Gewichtsteile Harz von 32,34 (abgerundet 32) Gewichtsteilen.


120px-Achtung svg.png Epoxi kann bei Hautkontakt zu Sensibiliserung führen (es entwickelt sich beim Anwender eine Allergie). Bei häufiger Verwendung deshalb unbedingt Handschuhe, beim Verarbeiten großer Mengen (z.B Laminieren) außerdem eine Atemmaske mit Aktivkohlefilter tragen. Normale Latexhandschuhe schützen nicht, weil sie für Bestandteile des Harzes durchlässig sind. Schutz bieten z.B. Vinylhandschuhe.