环氧树脂固化应用指南

分配、测量和混合

环氧树脂和固化剂

环氧树脂和硬化剂的仔细测量和彻底混合对于环氧树脂正确固化至关重要。查看固化剂标签或技术数据表，了解树脂与固化剂的正确混合比例。无论您是将环氧树脂混合物作为涂层还是浇铸件来润湿玻璃纤维，以下步骤都将确保可控且彻底的化学转变为高强度环氧树脂固体。

如果这是您第一次使用环氧树脂产品，请在将环氧树脂应用于您的项目之前先进行小批量测试，以了解混合和固化过程。这样，您就可以很好地了解环氧树脂在您工作的温度下的开放（或可行）时间，并确保正确计量树脂和固化剂的比例。混合小批量，直到您对混合物的处理特性有信心，并且因为环氧树脂在较大的、包含的批次中起效更快。审查环氧树脂安全协议也是一个好主意。

点胶树脂和硬化剂

将正确比例的树脂和硬化剂分配到干净的塑料、金属或无蜡纸容器中。不要使用玻璃或泡沫容器，因为存在放热的危险。不要试图通过改变混合比来调整环氧树脂固化时间。准确的比例对于环氧树脂完全固化和发挥其物理性能至关重要。

用泵分配

以错误的比例分配树脂和固化剂是大多数固化相关问题的根源。为简化分配并减少出错的可能性，请使用熵泵计量树脂与硬化剂的正确比例。

固化剂的每个完整泵冲程都泵送两个完整的树脂泵冲程。完全压下每个泵头，让泵头在开始下一个冲程之前完全升回顶部。部分笔画会给出错误的比例。在使用泵之前阅读泵说明。

在项目中使用第一个泵分配的混合物之前，请按照泵说明上的校准过程验证泵是否提供正确的比例。每当您遇到固化问题时，请重新检查该比例。

按重量或体积测量

不使用泵时，您需要按重量或体积测量 Entropy 树脂和固化剂，以实现 2 份树脂与 1 份固化剂的正确比例。

体积

要达到正确的 2:1 体积混合比，只需在混合组分之前量出 2 份树脂和 1 份固化剂即可。

重量

由于树脂和固化剂的密度不同，这些比例的精确重量测量与体积比略有不同。查看固化剂标签或技术数据表，了解您正在使用的树脂和固化剂组合的重量比，并使用天平测量所需的重量。

混合树脂和硬化剂

使用搅拌棒，将正确计量的树脂和固化剂混合至少一整分钟。务必刮擦混合容器的侧面。

环氧树脂固化阶段

将环氧树脂与硬化剂混​​合会发生化学反应，将混合的液体成分转化为固体。这个转化期就是治愈期。固化时，环氧树脂从液态经过凝胶态，然后达到固态。

液体―开放时间

这个阶段也称为工作时间或湿搁置时间。它是固化时间的一部分，在混合之后，环氧混合物保持液态并且可以使用。在开放时间内进行所有组装和夹紧，以确保可靠的粘合。

凝胶——初始固化阶段

当环氧树脂开始凝胶化或“启动”时，它进入初始固化阶段。环氧树脂不再适用，将从发粘的凝胶稠度发展为坚硬的硬橡胶，您可以用拇指拇指将其弄凹。在初始固化阶段的中途，混合物将变得不粘手。虽然环氧树脂仍然发粘，但关于遮蔽胶带的粘性，您仍然可以在不进行表面处理的情况下粘合或重涂表面，因为两层将形成主要（化学）粘合。但是，请确保它具有适当的粘性，因为随着混合物接近最终固化阶段，化学键合的可能性会降低。

固体——最终固化阶段

环氧树脂和硬化剂混合物已固化成固态，您可以对其进行干磨。您将无法再使用缩略图来凹陷它。此时，环氧树脂已达到其极限强度的大部分，因此可以移除任何夹具。环氧树脂的新应用将不再能够与其形成化学（或主要）键。在涂抹更多环氧树脂之前，您必须清洁、干燥和打磨表面，以促进良好的二次（机械）粘合。有关详细信息，请参见表面处理 。在接下来的几天到两周内，混合物将在室温（77°F 或 22°C）下继续固化，变成惰性塑料固体。

环氧树脂温度和固化

固化环氧树脂的温度越高，固化越快。影响环氧树脂温度的三件事：

1. 您工作区域的一般周围温度，或环境温度。
2. 涂有环氧树脂的表面温度也是环境温度的一部分。
3. 环氧树脂固化时产生的热量，或放热。

要适应较暖的温度，请使用较慢的固化剂来增加或保持开放时间。您也可以混合较小的批次并快速用完。或者将环氧混合物倒入表面积更大的容器（如滚盘）中，让放热的热量散去，延长开放时间。混合物转移或应用越早（彻底混合后），混合物可用于涂层、叠层或组装的开放时间就越长。

在凉爽条件下，使用更快的硬化剂或使用补充热量将环氧树脂温度提高到高于硬化剂的最低推荐应用温度。使用热风枪、加热灯或其他热源来加热树脂——在混合之前或环氧树脂涂敷之后。在与树脂混合之前不要加热硬化剂。您可以通过对固化环氧树脂施加补充热量来加快环氧树脂固化时间。

笔记

• 未排放的煤油或丙烷加热器会抑制环氧树脂的固化，并用未燃烧的碳氢化合物污染环氧树脂表面。
• 模压环氧树脂配方需要至少 150°F (65°C) 的固化温度才能实现适当的固化和最佳机械性能。

体积如何影响放热反应

环氧树脂通过放热反应固化。这意味着当分子反应时，它们会产生热量。热量取决于环氧树脂块的厚度或混合环氧树脂的暴露表面积。较厚的质量会保留更多的热量，从而导致更快的反应和更多的热量。

密闭物质（例如混合杯）中几英寸的混合环氧树脂可以产生足够的热量来熔化塑料杯、灼伤皮肤或点燃可燃材料（如果保持完整的适用期）。用泡沫或其他绝缘材料封闭固化环氧树脂可以产生类似的效果。如果不受控制，环氧树脂的放热还会导致环氧树脂开始冒烟、变成深黄色/橙色并开裂。由于这些原因，请勿使用泡沫或玻璃混合容器或将环氧树脂倒入稠密应用中的密闭空间中。如果将相同数量的环氧树脂涂成薄层，放热的热量就会消散。环境温度将决定环氧树脂的固化时间。固化环氧树脂层越厚，影响它的放热就越多，固化也就越快。

如果一罐混合环氧树脂开始放热（升温）失控，请迅速将其移到室外并远离任何易燃物。避免吸入烟雾。在反应完成并冷却之前不要处理混合物。

硬化剂固化速度

每个环氧树脂产品都将一种树脂与至少两种不同的速度固化剂配对。如上所述，开放时间决定了可用于混合、应用、平滑、成型、组装和夹紧的时间。固化时间决定了在移除夹具之前必须等待多长时间，或者在可以打磨或继续项目的下一步之前必须等待多长时间。决定环氧树脂混合物的开放时间和总固化时间的因素有两个——硬化剂固化速度和环氧树脂温度。

每种固化剂都有理想的固化温度范围。在高于最低使用温度的任何给定温度下，每种树脂/固化剂组合将经历相同的固化阶段，但速率不同。选择能够在您工作的温度和条件下为您的工作提供足够工作时间的固化剂。查看技术数据表，了解有关每个系统适用期和固化时间的信息。

适用期是特定质量的混合树脂和硬化剂在特定温度下保持液态的时间（标准容器中 100 克质量的混合物，温度为 77°F 或 25°C）。适用期是我们比较不同固化剂固化速度的方式。一种环氧配方中的“快速”固化剂与另一种环氧配方中的“快速”固化剂的适用期可能大不相同。由于适用期是衡量特定所含环氧树脂质量（体积）而不是薄膜的固化速度的指标，因此固化剂的适用期比其开放时间短得多。

准备粘合表面

成功地应用环氧树脂取决于环氧树脂的强度以及它与您应用的表面的粘附程度。环氧树脂键有两种类型：初级化学键和次级（机械）键。除了与未固化或部分固化的环氧树脂表面粘合时，所有环氧树脂粘合都是二次粘合。

表面处理

为了获得良好的二次（机械）粘合力，粘合表面应为：

2. 清洁——粘合表面必须没有任何污染物，例如油脂、油、蜡或脱模剂。用清漆稀释剂、丙酮、异丙醇或其他合适的溶剂清洁受污染的表面。大多数泡沫会被溶剂破坏，因此水可能是泡沫的最佳选择。在溶剂干燥之前用白色纸巾擦拭表面。我们推荐使用纸巾，因为抹布可能含有污染物，例如洗涤剂或织物柔软剂，溶剂会转移到表面。打磨前清洁表面以避免将污染物打磨到表面。使用溶剂时，请遵守所有安全预防措施。
3. 干燥——为了获得良好的粘合力，所有粘合表面必须尽可能干燥。如有必要，通过使用热风枪、吹风机或加热灯加热粘合表面来加速干燥。使用风扇在密闭或封闭空间内移动空气。在户外工作时或工作环境温度发生变化时，请注意冷凝。
4. 打磨——打磨粘合表面以彻底打磨它们。80 粒度氧化铝纸将为环氧树脂“嵌入”提供良好的质地。确保您要粘合的表面是坚固的。打磨前去除任何剥落、粉化、起泡或旧涂层。打磨后清除所有灰尘。使用真空吸尘器或用水稍微弄湿的超细纤维布去除任何打磨灰尘。让潮湿的表面彻底风干，或使用加热或风扇加速干燥。

初级（化学）键

当您将新鲜的环氧树脂涂在部分固化的环氧树脂上时，会发生初级或化学键合。初级粘合依赖于环氧树脂层的化学粘合，其中来自前一层的树脂和硬化剂分子仍在反应，因此可以与下一个环氧树脂层发生化学反应。这允许所有的环氧树脂层固化在一起并融合成一个单层。在部分固化的环氧树脂上涂上新鲜的环氧树脂时，不需要进行表面处理。但在环氧树脂应用固化后，化学连接的窗口关闭。此时，您需要为后续的环氧树脂涂层准备表面。

二级（机械）债券

当您第一次将环氧树脂涂敷到基材上时，或者当您在已完全固化的环氧树脂涂层上涂上后续涂层时，就会发生二次或机械结合。二次键合依赖于环氧树脂“键合”到表面上的孔隙或划痕中的能力，因此这些键合本质上是机械的。

当您为二次（机械）粘合正确准备表面时，它会干净且有纹理。这允许良好的附着力。

以下三个表面处理步骤是任何二次（机械）粘合操作的关键部分。

防止粘连

有时您不希望环氧树脂粘合到某个表面，例如模具表面。环氧树脂不粘附的材料/基材有：透明玻璃纸胶带、3 至 5 密耳的塑料薄膜、聚乙烯塑料和聚丙烯塑料。您还可以使用脱模剂，如蜡膏、化学脱模剂和 PVA（聚乙烯醇）来防止粘合。为验证环氧树脂是否会从表面释放，我们建议在测试件/区域上进行尝试。

去除胺腮红

胺腮红是环氧树脂固化过程的副产品。这种蜡状薄膜可能会在初始固化阶段的无粘性阶段开始形成。腮红是水溶性的，易于去除，但如果不去除，会堵塞砂纸并阻碍后续粘合。

只需用清水和研磨垫清洗表面即可。我们推荐 3-M Scotch-Brite™ 7447 通用护手垫。在表面干燥之前，用普通的白色纸巾擦干表面以去除溶解的腮红。用研磨垫清洗后，表面应该显得暗淡无光。用 80 目砂纸打磨任何剩余的光泽区域。湿磨也可以去除胺腮红。

面漆

选择面漆时要考虑的最重要的事情是保护环氧树脂免受阳光照射。长期的紫外线防护取决于面漆本身在环氧涂层上保留其紫外线过滤剂或颜料的程度。与暗淡的表面相比，高光饰面反射的光线比例更高。在所有其他条件相同的情况下，白色（尤其是有光泽的白色）涂层的使用寿命最长。

高性能环氧树脂都含有紫外线稳定剂以帮助保持光泽和透明度。但是，为了获得最佳的长期稳定性，我们建议在它们上面涂上一层紫外线稳定的面漆。

涂料相容性：大多数类型的涂料都与环氧树脂相容。彻底固化的环氧树脂是一种几乎完全惰性的硬塑料。大多数油漆溶剂不会软化、膨胀或与之反应。环氧胺会影响单组分聚氨酯和聚酯胶衣。如果您使用这些，请在环氧树脂彻底固化后涂抹它们，通常在室温下两周后，并在去除胺腮红后。

高温后固化将更快地实现彻底固化。后固化还可以改善环氧树脂的热性能，如果您计划在环氧树脂上涂上深色油漆，则建议使用后固化。

面漆类型

• 两部分线性聚氨酯 (LP) 涂料提供最持久的保护。LP 可用作着色或透明涂料，并提供出色的紫外线防护、保光性、耐磨性以及与环氧树脂的相容性。然而，与其他类型的涂料相比，它们价格昂贵，需要更多的应用技巧，并且存在更大的健康危害，尤其是在喷涂时。
• 环氧涂料有一件式和两件式版本。两部分环氧树脂具有许多类似于高性能聚氨酯的特性。它们经久耐用且耐化学腐蚀，但与线性聚氨酯相比提供的紫外线防护有限。
• 与醇酸树脂相比，单组分聚氨酯易于应用、清洁和更好的抗紫外线性能。确保环氧树脂已彻底固化。制作测试面板以确保兼容性。
• 醇酸漆——搪瓷、醇酸搪瓷、船用搪瓷、丙烯酸搪瓷、醇酸改性环氧树脂、传统清漆和晶石清漆——易于应用、成本低、毒性低且易于获得。它们的缺点是耐紫外线性和耐磨性低。制作测试面板以确保兼容性。
• 乳胶漆在很大程度上与环氧树脂相容，它们可以充分保护环氧树脂涂层免受紫外线降解。