环氧树脂放热反应(控制环氧树脂放热的方法)

树脂固化放热

控制环氧树脂放热(树脂和固化剂固化环氧树脂的化学反应释放的热量)非常重要,尤其是在混合较大批量的环氧树脂和固化剂时。如果不加以控制,环氧树脂放热反应可能很危险。

控制放热的第一步是了解适用期——环氧树脂在容器中硬化(固化)之前经过的时间,并需要估计在一定时间内您将使用的混合环氧树脂的量。影响适用期计算的变量包括温度、体积、表面积、硬化剂速度、环氧树脂暴露的基材的绝缘质量,以及添加到环氧树脂混合物中的任何填料。

环氧树脂放热反应
不受控制的环氧树脂放热反应,瓶子破裂并变形。

通常,温度越高,适用期就会越短。如果您使用较大量的环氧树脂,或者只是使用不同尺寸的杯子,则适用期的长短可能会有所不同。要延长一杯混合环氧树脂的适用期,请将其涂抹在更大的表面积上,在较冷的环境中工作,或随时混合多个较小的批次。

环氧树脂固化时树脂和固化剂之间的化学反应会产生热量。当这种热量无法逸出时,它会积聚起来,导致环氧树脂固化得更快,因为环氧树脂在较高温度下固化得更快。由于热量固化更快,环氧树脂产生更多的热量,甚至更快。这种滚雪球效应就是为什么一加仑环氧树脂一次混合会在大约 5 分钟内变成固体。由于容器顶部和底部之间的温差,由此产生的大量热量会导致固化的环氧树脂开裂。

这种不受控制的热量积聚称为不受控制的放热。环氧树脂加热失控会起泡、冒烟、释放危险蒸气并产生足够的热量来熔化其容器或导致附近的物品着火。如果您打算用厚厚的环氧树脂铸件填充大面积区域,了解环氧树脂的放热固化反应并严格遵循本文中的说明至关重要。

当环氧树脂包含在较厚的物质中时导致热量积聚的机制也是环氧树脂作为薄膜应用时需要较长时间固化的原因。该薄膜不会产生热量,因此通过环氧树脂薄膜厚度的温度非常接近环境温度。

有时,客户有兴趣通过一次浇注大量环氧树脂来填充空隙。这可能非常危险,因为它会产生大量热量,并且如果您不控制放热,由于前面提到的雪球效应,可能会导致结果不佳。一些速度更快的环氧树脂系统,以足够大的质量混合,可以达到超过200℃的温度:热到足以熔化或至少软化塑料。这种水平的热量也可能损坏环氧树脂倒入的任何东西。高温还会导致整个固化环氧树脂厚度出现严重开裂;如此之多,以至于如果不支持环氧树脂,它可能会脱落。收缩会在环氧树脂附着的结构中引入显着的应力。

浇注大量环氧树脂很难安全有效地进行。温度、环氧树脂的体积、环氧树脂的深度以及与环氧树脂接触的散热器数量都是该应用中的主要变量。

如果您确实想浇注或浇注大量环氧树脂,这里有几种经过验证的方法可以最大限度地减少我们多年来开发的热量积聚。

定时、多批倒入环氧树脂

进行多次倾倒时,时间很重要。理想情况下,您希望等待温和放热达到峰值并开始下降,然后再混合新批次并倾倒。等待太久可能会导致两次倾倒之间的结合不足。没有等待足够长的时间会导致过多的热量积聚和裂缝蔓延。

超慢环氧固化剂
超慢环氧固化剂效果

选择较慢的环氧树脂固化剂允许在发生过多热量积聚之前进行更深的倾倒。出于这个原因,我们建议在浇注大量环氧树脂时使用:环氧树脂和超慢固化剂组合。

在较冷的温度下工作

较低的车间温度和冷却环氧树脂本身都将有助于您减缓固化和控制放热。通过从冷却的环氧树脂和冷却的基材开始,直到环氧树脂最初固化成软固体,可以在较少热量积聚的情况下完成更深的浇注。然后你可以将它暴露在室温或更高的温度下以完成固化。

使用散热片

散热器是可以吸收大量热量的物体。如果您将环氧树脂涂在重金属物体上或上面,它会比低密度物体吸收更多的热量。

高密度填料也可以作为散热器

通过吸收比低密度填料更多的热量来减少放热,并占据更多的体积。这为混合树脂和硬化剂留下了更少的空间,从而减少了产生的热反应并控制放热。

如果在某个固化温度下使用了错误的环氧树脂/填料组合,环氧树脂可能会产生足够的热量来闷烧和燃烧。添加更多的低密度填料肯定会减少给定体积中的环氧树脂量,但填料将充当绝缘体而不是散热器。

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