A medida que cura, el epoxi mezclado pasa de un estado líquido a un estado de gel y luego a un estado sólido.
Comprender la química del epoxi es importante para usar el epoxi de manera segura y efectiva. La mezcla de resina epoxi y endurecedor inicia una reacción química que transforma los ingredientes líquidos combinados en un sólido. El tiempo que tarda esta transformación química de líquido a sólido se llama tiempo de cura. A medida que cura, el epoxi pasa del estado líquido al estado de gel antes de llegar al estado sólido.
Química epóxica y etapas de curado
Etapa 1: Líquido—Tiempo abierto del epoxi
El tiempo abierto (también tiempo de trabajo o tiempo de aplicación en húmedo) es la parte del tiempo de curado, después de mezclar la resina y el endurecedor para incitar una reacción química del epoxi, en que la mezcla permanece líquida y se puede trabajar y es adecuada para aplicar. Todo el montaje y sujeción debe realizarse durante el tiempo abierto para asegurar una unión confiable.
Etapa 2: Gel: curado epoxi inicial
La mezcla de epoxi pasa a una fase de curado inicial (también llamada "etapa verde" en la química del epoxi) cuando comienza a gelificarse o "despertar". El epoxi ya no se puede trabajar y progresará de una consistencia de gel pegajosa a la firmeza de la goma dura, que podrá abollar con la uña del pulgar.
Debido a que la mezcla de epoxi solo está parcialmente curada, una nueva aplicación de epoxi aún se unirá químicamente, por lo que la superficie aún puede adherirse o recubrirse sin una preparación especial. Sin embargo, esta capacidad disminuye a medida que la mezcla se acerca a su curado final.
Etapa 3: Sólido: curado final de epoxi
La reacción química del epoxi está completa. La mezcla se ha curado a un estado sólido y se puede lijar y moldear en seco. No deberías poder abollarlo con la uña del pulgar. En este punto de la química del epoxi, el producto ha alcanzado alrededor de 90% de su máxima resistencia, por lo que se pueden quitar las abrazaderas. Continuará curando durante los próximos días a temperatura ambiente.
Una nueva aplicación de epoxi ya no estará ligada químicamente, por lo que la superficie del epoxi debe prepararse y lijarse adecuadamente antes de volver a aplicar la capa para lograr una buena unión secundaria mecánica. Ver Preparación de la superficie.
Puede mejorar el rendimiento térmico del epoxi y reducir la posibilidad de que la tela se "imprima" aplicando calor moderado al epoxi después de que se haya curado a un estado sólido. Contacta con nuestro personal técnico para más información sobre el post-curado.
Comprender el tiempo de curado del epoxi
El tiempo abierto y el tiempo de curado rigen gran parte de la actividad de construcción y reparación con epoxi. El tiempo abierto dicta el tiempo disponible para mezclar, aplicar, alisar, dar forma, ensamblar y sujetar. El tiempo de curado dicta cuánto debe esperar antes de retirar las abrazaderas, o antes de poder lijar o pasar al siguiente paso del proyecto. Dos factores determinan el tiempo abierto de una mezcla de epoxi y el tiempo de curado general: la velocidad de curado del endurecedor y la temperatura del epoxi.
Velocidad del endurecedor epoxi
Cada endurecedor epoxi tiene un rango de temperatura de curado ideal. A cualquier temperatura dada, cada combinación de resina/endurecedor pasará por las mismas etapas de curado, pero a diferentes velocidades. Seleccione el endurecedor que le brinde el tiempo de trabajo adecuado para el trabajo que está realizando a la temperatura y las condiciones en las que está trabajando. La guía del producto y las etiquetas de los envases describen la vida útil del endurecedor y los tiempos de curado.
La vida útil es un término utilizado para comparar las velocidades de curado del epoxi de diferentes endurecedores. Es la cantidad de tiempo que una masa específica de resina mezclada y endurecedor permanece líquida a una temperatura específica. (Una mezcla de 100 g de masa en un recipiente estándar, a 72 °F). Debido a que la vida útil es una medida de la velocidad de curado de una masa (volumen) contenida específica de epoxi en lugar de una película delgada, la vida útil de un endurecedor es mucho más corta que su tiempo abierto.
Temperatura de epoxi
Cuanto más cálida sea la temperatura de curado del epoxi, más rápido curará (Figura 1). El calor acelera la química del epoxi o la reacción química de los componentes del epoxi. La temperatura de curado del epoxi está determinada por la temperatura ambiente más el calor exotérmico generado por su curado.
La temperatura ambiente es la temperatura del aire o material en contacto con el epoxi. La temperatura del aire suele ser la temperatura ambiente, a menos que el epoxi se aplique a una superficie con una temperatura diferente. Generalmente, el epoxi cura más rápido cuando la temperatura del aire es más cálida.
El calor exotérmico es producido por la reacción química que cura el epoxi. La cantidad de calor producido depende del espesor o del área superficial expuesta del epoxi mezclado. En una masa más gruesa, se retiene más calor, lo que provoca una reacción más rápida y más calor. La forma del recipiente de mezcla y la cantidad mezclada tienen un gran efecto en esta reacción exotérmica. Una masa contenida de epoxi de curado (8 onzas líquidas o más) en un vaso de plástico para mezclar puede generar rápidamente suficiente calor para derretir la taza y quemar tu piel. Sin embargo, si se esparce la misma cantidad en una capa delgada, el calor exotérmico se disipa y el tiempo de curado del epoxi está determinado por la temperatura ambiente. Cuanto más delgada es la capa de epoxi de curado, menos se ve afectada por el calor exotérmico y más lento se cura.
Control del tiempo de curado del epoxi
En condiciones cálidas, utilice un endurecedor epoxi más lento, si es posible. Mezcle lotes más pequeños que se puedan usar rápidamente, o vierta la mezcla de epoxi en un recipiente con un área de superficie mayor (una bandeja para rodillos, por ejemplo), permitiendo así que el calor exotérmico se disipe y extendiendo el tiempo abierto. Cuanto antes se transfiera o aplique la mezcla (después de mezclarla completamente), más tiempo abierto útil de la mezcla estará disponible para el recubrimiento, la colocación o el montaje.
En condiciones frías, use un endurecedor más rápido o use calor adicional para elevar la temperatura del epoxi por encima de la temperatura de aplicación mínima recomendada del endurecedor. Use una pistola de aire caliente, una lámpara de calor u otras fuentes de calor para calentar la resina y el endurecedor antes de mezclar o después de aplicar el epoxi. A temperatura ambiente, el calor suplementario es útil cuando se desea un curado más rápido.
¡Advertencia! El curado del epoxi genera calor. No rellene los vacíos ni moldee capas de epoxi de más de ½” de espesor, más delgadas si están cubiertas por espuma u otro material aislante. Varias pulgadas de epoxi mezclado en una masa confinada (como una taza para mezclar) generará suficiente calor para derretir una taza de plástico, quemar su piel o encender materiales combustibles si se deja reposar durante toda su vida útil. Por esta razón, no use recipientes de mezcla de espuma o vidrio ni vierta en espacios cerrados. Si una olla de epoxi mezclado comienza a exotérmica (calentarse), muévala rápidamente al exterior. Evite respirar los vapores. No deseche la mezcla hasta que la reacción se haya completado y se haya enfriado.
Para obtener información detallada sobre cómo trabajar con epoxi a bajas temperaturas, consulte Unión a bajas temperaturas.
desgasificación
¡PRECAUCIÓN! Calentar el epoxi que no ha sido gelificado reducirá su viscosidad, lo que permitirá que el epoxi se corra o se hunda más fácilmente en superficies verticales. Además, calentar el epoxi aplicado a un sustrato poroso (madera blanda o material de núcleo de baja densidad) puede causar que el sustrato se "desgasifique" y forme burbujas en el revestimiento de epoxi. Para evitar la desgasificación, espere hasta que el recubrimiento de epoxi se haya gelificado antes de calentarlo. Nunca caliente el epoxi mezclado en estado líquido a más de 49 °C (120 °F).
Independientemente de los pasos que se tomen para controlar el tiempo de curado, una comprensión básica de la química del epoxi y una planificación minuciosa de la aplicación y el ensamblaje le permitirán aprovechar al máximo el tiempo abierto y el tiempo de curado del epoxi.
Para preguntas y respuestas de un químico sobre la química del epoxi, lea Pregúntele al químico en Epoxywork.com.