Binding mellom epoxy og polyester

[Komodo]

Temaet har vært omtalt i diverse tråder tidligere, men for å unngå å ødelegge flere tråder med avsporinger starter jeg en egen tråd for dette emnet.

 

Jeg sitter ikke på svaret selv, men ønsker altså å få litt mer innsikt i dette med binding mellom epoxy og polyester.

 

Det har blitt hevdet flere ganger at polyester ikke binder seg til epoxy. Andre hevder imidlertid at dette er en myte.

 

Det jeg ønsker å få fram i denne tråden er faglig baserte begrunnelser, ikke påstander som at "det kan du bare glemme", eller "det er velkjent for alle som jobber med plast at".

 

Årsaken til at jeg ønsker å komme til bunns i dette er at jeg har et støpeprosjekt som venter meg utover våren, og der kunne det blitt aktuelt å støpe polyester og duk utenpå epoxy. Dersom det ikke lar seg gjøre å få et brukbart resultat slår jeg det fra meg, men om det viser seg å være en myte gjør jeg kanskje et forsøk

 

Første relevante link får bli denne: http://boatworkstoday.com/archives/1668

Ikke veldig faglig begrunnet, men heller ikke helt avvisende til at det skal være mulig.

Redigert 4.Februar.2016 av Komodo (see edit history)

[Knude]

Hei Komodo.

For deg som faktisk vurderer begge alternativer i forbindelse med eget prosjekt er jo dette nyttige opplysninger. Min erfaring er at det meste som er å finne på nett er kjøpt å betalt av en produsent eller forhandler av enten det ene eller det andre. Det samme finner du i div. beskrivelser om plast reparasjon. (Faglig begrunnet for den ene fremgangsmåten ... eller den andre.....

 

Om du har anledning til å lage deg noen vedhefts prøver på dette, så er det super nyttige opplysninger for deg og for forumet.  

Å henvise til noe funnet på google er ikke så nyttig.

Om jeg kan foreslå en fin måte å gjøre det på.  

 

Når jeg lager en heft prøve bruker jeg flatt stål på ca 100 x 300 mm. som blir støpt fast med glassfiber firkanter på 250 x 250 mm. Da dekker du 100 mm av flatt stålet og ut på tre sider.

Viktig at du bruker samme vekt på glassfiber til alle prøvene.

Om du lager et laminat av epoxy som du sliper så kan man støpe på disse flatt stål bitene med polyester - vinylester - og epoxy 

Lurt å lage et hull eller sveise på et feste på enden så det er lett å dra prøven av laminatet.

For å se forskjellen så lages en vektarm som river av prøvestykket da med en koffert vekt i mellom.

Alle prøver må etter herde i minst 48 timer i ca 20 grader og alle prøver må ha samme tid fra støp til avrivning.

Da ser du forskjellen litt mer vitenskapelig.

En proff vil kun se på avrivningen å vurdere ut i fra det hvilke resept som er riktig, men for de som har akademisk  interesse så er det jo gøy å se hvor stor variasjon den kjemiske ved heften gir i forhold til å rive av prøvestykket.

For gøy så går det også å lage en prøve på forskjellen på pusset laminat kontra ubehandlet. Da spesielt utført med miljøpolyester.

Om man lager en prøve med polyester laminat på grovslipt stål så ser du hvordan et laminat henger på en overflate med kun mekanisk heft.

 

Jeg håper du tar utfordringen !!

[Komodo]

Hei Knude, og takk for gode tips

 

Ja, jeg har lurt litt på å gjøre et par tester. Vi har noe utstyr på jobb som er spesielt for vedheftsprøver, da får man også et tallfestet svar. Utstyret er egentlig beregnet for testing av overflatebehandling.

 

Hvis jeg forstår deg riktig setter du flattstålet på høykant når du støper det fast i underlaget, og så bruker du en vektarm for å bryte løs prøvebiten. Men hva mener du med "koffert vekt"?

 

Ulempen så vidt jeg kan se med denne metoden er at man ikke får en ren strekkraft i laminatet når man trekker i flattstålet. Det faststøpte laminatet vil gi seg litt, og så vil man få riving i fra den kanten der kraften angriper, altså fra stålet. Det vil uansett si noe om hvor god heft man har fått mot underlaget. Jeg ser imidlertid en utfordring med å få et målbart resultat.

[svendis]

 

Her er en test av gelcoat lagt på epoksy. Gelcoat er jo pigmentert polyester..

[Komodo]

Ja, det stemmer. Det er forøvrig videoen som ligger i artikkelen jeg linket til i første innlegg.

 

Andre som har noe kunnskap om bindig mellom epoxy og polyester?

[Knude]

Hei igjen ! Heft prøver er noe som blir tatt i forbindelse med skadeutbedring for å teste vedheftet mot eksisterende materiale. Det finnes mange måter å utføre dette på. Godkjente verksteder for plast skade skal ha prosedyre for dette. Hvordan den utføres er er sikkert mange. 

Du misforsto litt. Flatt stålet legges på flasken og støpes fast i den ene enden. Poenget er hvor stor kraft det må til for at delaminering starter og hvordan det ser ut i bruddflaten mellom laminatet og det som er støpt på. Du vil bli forundret over hvor stor forskjell det egentlig er. Bare forskjellen mellom laminat uten sliping /grundig forarbeid...

Koffert vekt /fiske vekt osv. kan måle den kraften man legger på vektstangen før delaminering starter. ganske stor forskjell om man drar med 5 kg. eller 50 kg.  

Noen velger å støpe fast en papp bit og bryte den løs med kubein. Funker det også.......    Bruddflaten taler sitt tydelige språk.

 

Lykke til med testen !

[Komodo]

Ok, da tror jeg at jeg forstår   Koffert vekt = dynamometer, og vektarm, da skjønner jeg at du får sammenlignbare resultater.

 

Har du gjort en slik test med polyester på epoxy noen gang?  Som du nevner ser jeg for meg at det er alfa-omega med skikkelig grunnarbeid. Epoxyen skiller vel ut et slag amin-sjikt når den herder så vidt jeg har forstått.

Redigert 4.Februar.2016 av Komodo (see edit history)

[Komodo]

Det ble pussig stille i denne tråden... Er det ingen med litt kompetanse på kjemi som kan si noe om binding mellom epoxy og polyester? Det pleier jo ikke å mangle på meninger her inne da

[Knude]

Ikke så rart egentlig at det ble stille siden du spør om dokumenterte fakta eller forsknings rapporter og ikke bare erfaringer eller meninger. (positivt ment) 

 

Den forbindelsen du spør om er veldig uvanlig siden det er nesten ingen fritidsbåt som er bygget på den måten. 

Det er heller ikke så aktuelt å bruke polyester på et så påkostet laminat som epoxy. Det er bare meg bekjent en fabrikk i Norge som bruker epoxy laminat i produksjon (Vakuum på divinysell ) Det ville ikke da gå på med polyester på utsiden av det laminatet.

Jeg har deltatt i prøver på: polyester på vinylester = ikke bra kjemisk heft - Polyester på PVC = kun mekanisk heft.

Vinylester er i slekt med epoxy å har blitt brukt i skrog på enkelte fritidsbåter.

 

For ditt prosjekt ville det vel egentlig være tilstrekkelig med kun mekanisk heft siden det er noe du skal hel dekke med polyester ?

 

Jeg har en gang lappet et yrkes fartøy produsert i PVC med iso polyester. For å si som i reklamen :

Funka for meg !

 

Håper at noen andre har mer å by på !

[HansH]

Hei,

Ettersom du etterlyser flere innlegg så skal jeg komme med mitt.

Jeg skal prøve å svare basert på min erfaring fra malingindustrien. Er sertifisert FROSIO III Inspektør iht NS476. Min erfaring er derfor basert på kunnskap om våtlakk- og pulverlakksystemer i epoksy, polyuretan, polyester og akryl. Dette omtales ofte som herdeplastsystemer. Jeg har ikke drevet med plaststøp men har erfaring med maling på plast/glassfiber/karbon/kompositter.

 

Lim- og støpemasse i epoksy og polyester har mye av de samme egenskapene som tilsvarende malingssystemer. Generelt gjelder følgende: Når et herdeplastsystem er ferdig utherdet, så vil vedheft for ny overmaling (eller støping) først og fremst avhenge av en litt ru overflate. I ditt tilfelle vil den gamle epoksyen være fullstendig utherdet og et nytt sjikt med polyester vil ikke oppnå dyp kjemisk binding til epoksyen. Det er imidlertid ikke noe problem, fordi polyester har ekstremt god vedheft så sant du har litt ru overflate. Da spiller det ingen rolle hvilket materiale som er under, (tre, metall, plast osv)

 

Mitt råd vil derfor være at jeg overhodet ikke ville være bekymret for å støpe polyester over epoksy. Bruk et slipemiddel med korning 40-80 for å få ruhet. Deretter er det bare å sette i gang. NB: Epoksy er et litt sterkere/hardere bindemiddel enn polyester så det vil ikke reagere på løsemidlene i polyesteren. Det er derfor ingen fare for at det skal "smelte" eller løse seg opp.

Lykke til

[Komodo]

Knude og HansH; takk for glimrende tilbakemeldinger

 

Opphavet til spørsmålene er ombyggingen som er beskrevet i denne tråden: https://baatplassen.no/i/topic/122661-draco-20-fra-daycruiser-til-jolle/

 

HansH: Vi har også frosioinspektører der jeg jobber. Spurte en av dem her om dagen, men han hadde ikke konkret kunnskap om binding mellom epoxy og polyester. Vi har imidlertid også utstyr for å gjøre vedheftsprøver med dollyer, så det er mulig at jeg prøver meg på det. Må da i tilfelle bygge opp et laminat av polyester på epoxy og forsøke å dra av det.

 

Bare for å presisere først som sist: Mine kunnskaper om kjemi er høyst mangelfulle, så der er det fint å få tilbakemeldinger/korreksjon.

 

Slik jeg forstår det får man kjemisk binding når man bygger opp et polyesterlaminat ved at det neste laget danner polymere rekker med det forrige laget. Det totale laminatet vil da bli til en kjemisk forbindt enhet.

 

Dersom man laminerer polyester på epoxy vil man kun få mekanisk binding. De polymere rekkene vil altså ikke forbindes, kun henge sammen mekanisk.

 

Oppfølgningsspørsmålet blir da:

Dersom det forrige laget med polyester er helt utherdet før man støper videre (med polyester), vil man få kjemisk binding da, eller kun mekanisk?

[HansH]

Hei Komodo,

Tror du har rett mht din beskrivelse av kjemiske/mekaniske bindinger ovenfor.

Sjekket linken din. Spennende prosjekt!

 

Testet nylig binding/vedheft med dollyer iht ISO 4624/ASTM D 4541 mellom polyester pulverlakk som ble overmalt med epoksy våtlakk. Hadde da slipt litt først med 40-80 korning. Den viste svært god vedheft i området 15 MPa (MegaPascal). Det er på nivå med tradisjonelle NORSOK-offshoresystemer i epoksy/polyuretan) som krever minimum 5 MPa og som normalt ligger i området 15-20 Mpa.

 

NB: Denne testen er ikke helt representativ for ditt prosjekt fordi polyester pulverlakk trolig "løser" seg litt opp i møte med løsemidlene i epoksy som males over. Man vil derfor trolig få en viss kjemisk blanding og binding mellom de to. Personlig tror jeg ikke polyester støpemasse vil løse opp epoksyen og du er derfor avhengig av mekanisk binding mellom de to. Disse herdeplastene danner kjempestore molekyler som gir svært god binding og derved vedheft. Normal herdetid på epoksy, polyuretan og polyester er ca 30 dager, selv om det meste er herdet ut på ca 1 uke.

 

Jeg vil anta at spesifikk kunnskap om binding mellom polyester over epoksy må komme fra plaststøpeindustrien. Innen maling er denne kombinasjonen ikke så utbredt. Når man skal bygge robuste pulverlakksystemer, så er epoksy pulverlakkgrunning og polyester pulvertopplakk vanlig men det er nok ikke direkte sammenlignbart med polyesterstøp over epoksystøp. En viss relevans kan det likevel være og basert på drøyt 10 års erfaring med pulverlakksystemer og  over 12 år med våtlakk, er mitt råd fortsatt at jeg tror ditt planlagte støpeprosjekt med polyester over epoksy vil gå helt fint, forutsatt at du skaper nødvendig ruhet for vedheft.

[Knude]

Godt at det var flere som hadde noe å bidra med i tråden din Komodo     

 

På spørsmålet om det blir kjemisk heft mellom ut herdet ( over 48 timer ved 50 grader) polyester og polyester av samme kvalitet eller bedre (med korrekt sliping og forarbeid) er svaret der jeg kommer fra   JA ! 

 

 

Knude

[Wandalen]

Jeg har støpt inn baugpropell rør på 2 båter tidligere, og er i gang med nr 3 nå.

Røret er av epoxy som anbefalt av selger (Seatronic) dette er jo noe som står under vann og må

dessuten tåle en god del belastning. Så jeg vill tro det er noe som leverandøren kan dokumetere er

godt egnet til og støpes sammen med polyester. :)

[Muren Motorsport]

Jeg har støpt inn baugpropell rør på 2 båter tidligere, og er i gang med nr 3 nå.

Røret er av epoxy som anbefalt av selger (Seatronic) dette er jo noe som står under vann og må

dessuten tåle en god del belastning. Så jeg vill tro det er noe som leverandøren kan dokumetere er

godt egnet til og støpes sammen med polyester. :)

Hadde brukt epoxy til en slik jobb ja.

[Komodo]

Takk for tilbakemelding folkens! Kom gjerne med flere innspill, erfaringer eller meninger om dette

 

Jeg har tenkt litt på dette, og ut fra kommentarene til HansH

 

Når et herdeplastsystem er ferdig utherdet, så vil vedheft for ny overmaling (eller støping) først og fremst avhenge av en litt ru overflate. I ditt tilfelle vil den gamle epoksyen være fullstendig utherdet og et nytt sjikt med polyester vil ikke oppnå dyp kjemisk binding til epoksyen. Det er imidlertid ikke noe problem, fordi polyester har ekstremt god vedheft så sant du har litt ru overflate. Da spiller det ingen rolle hvilket materiale som er under, (tre, metall, plast osv)

 

Mitt råd vil derfor være at jeg overhodet ikke ville være bekymret for å støpe polyester over epoksy. Bruk et slipemiddel med korning 40-80 for å få ruhet. Deretter er det bare å sette i gang.

 

I mitt tilfelle er det snakk om å bruke Jakodur XPS som kjernemateriale, legge på et lag med epoxy, og deretter laminere videre med polyester.

Link til Jakodur her: http://www.jackon-insulation.com/en/jackodur-close-tolerance/

 

Argumentet for at dette ikke er smart er at polyester utenpå epoxy ikke går. Spørsmålet blir vel egentlig hvor det svake punktet blir. Jeg vil få en binding mellom XPSèn og epoxyen, og en binding mellom epoxyen og polyesteren. Så hva blir det svake punktet? Så lenge bindingen mellom epoxy og polyester er sterkere enn kjernematerialet i seg selv bør det jo være greit. Eller?

[geiregil]

Veldig bra tema. Jeg har en Bonanza fra 86. Hvor jeg skal kutte vekk ca. 60 cm. Av akterkabinen for å få bedre bedre plass til sitte gruppen.

I utgangspunktet så hadde jeg tenkt å bruke glassfiber og polyester. Siden jeg også trenger litt forsterknig på akterdekk/ solseng så tenkte jeg å bruke 20 mm elektriker plastrør som er kløyver på langs som avstiving.

Bør jeg da velge epoxy fremfor polyester eller kan jeg opprettholde å bruke stoff jeg kjenner fra god old days?

Er ikke så intressert i metoder som holder i 1000 år da verken jeg eller båten kommer til å leve så lenge.

[Mulligan]

På spørsmålet om det blir kjemisk heft mellom ut herdet ( over 48 timer ved 50 grader) polyester og polyester av samme kvalitet eller bedre (med korrekt sliping og forarbeid) er svaret der jeg kommer fra   JA ! 

 

 

Med all mulig respekt Knude, men jeg tillater meg å være uenig.

Når polyester er ferdig utherdet (mettet) er det ikke noen frie bindinger igjen.

Det er heller ikke noen elektroner igjen som svirrer rundt og lager bindinger og varme.

Derfor kan det ikke skje en kjemisk heft.

Eller?

[Komodo]

Hei Geiregil!

 

For din del er det nok ikke noe problem å bruke polyester og duk. Problemet jeg tar opp i denne tråden er vedheft for polyester på epoxy som underlag.

 

Når det gjelder avstivning av akterdekket ditt synes jeg det høres snaut ut med 20mm rør som klyves. De vil jo bare bygge 10mm.

 

Hensikten med å støpe inn rør for å stive opp dekket er å redusere spenningen i materialet ved å øke annet arealmoment (I). Kort forklart vil avstanden til nøytralaksen (x) bli som en momentarm. I tillegg kommer laminattykkelsen.

 

 

 

 

Velkommen i diskusjonen til deg også Mulligan

 

Hvis det er slik du mener betyr det altså at når man støper med polyester på gammel polyester får man kun mekanisk binding, ikke kjemisk. Kjemisk binding (som jeg forstår det) er at de polymere rekkene lenker seg sammen i kjemiske bindinger.

 

Hvis så er tilfelle vil man kun få mekanisk binding mot et fullt utherdet underlag enten det er epoxy eller polyester. Jeg ser da ikke helt svakheten med å laminere polyester og duk på epoxy.

[HansH]

Enig med Mulligan. Disse herdeplastene har jo nettopp det til felles at de har et tidsvindu for "overmaling", dvs at de fortsatt har ledige elektroner som kan skape bindinger. Tidsvinduet er avhengig av hvilken type herder som er tilsatt, samt temperatur og luftfuktighet. Visse herdere i disse stoffene er fuktighetsherdende, dvs at de herder raskere i høyere luftfuktighet. De fleste herdere vil i tillegg reagere raskere ved høyere temperatur.

 

Som nevnt over vil de fleste av epoksy, polyester og polyuretaner være fullstendig utherdet ("kjemisk døde") etter ca 30 dager i romtemperatur. Produsenten vil ofte oppgi et tidsintervall for overmaling/overstøping. Kommer man over denne tiden, må man slipe opp overflaten og basere seg på at man får mekanisk vedheft, hvilket i de fleste tilfeller uansett gir et svært godt resultat. Ovennevnte tidsvindu kan være alt fra noen minutter til mange uker, alt avhengig av herder, temperatur og luftfuktighet.

 

Uansett, det er ingen grunn til bekymring for å laminere polyester over epoksy.

[Komodo]

Jeg holder også en knapp på den teorien HansH.

 

Når man smelter om termoplast vil molekylene ordne seg i nye polymerrekker og blir til et stykke. Herdeplast derimot får en "låst polymerstruktur" når den er utherdet.

 

Jeg kan ikke helt se hvordan man kan oppnå kjemisk binding mot "gammel" utherdet polyester eller epoxy.

 

Fint om noen med litt tyngre kjemikompetanse kunne kommet på banen og slått fast dette.

[HansH]

Jeg kan ikke nok kjemi til å underbygge dette mer enn nevnt ovenfor, men kan bekrefte teorien basert på uendelig mange forsøk i lakkeringsprosesser. Når epoksy, polyester eller polyuretan er ferdig herdet, så får du ingen lakksystemer til å feste seg skikkelig oppå uten å slipe litt først. Naturligvis er det forskjell i vedheft for ulike varianter osv, men hovedsaken er at når et system er ferdig herdet så får man ikke et nytt til å binde seg kjemisk.

[Knude]

Hei igjen Komodo !

Løfter tråden din !

Jeg har også satt meg på tilhører benken for å se om begrepet kjemisk heft blir utdypet mer.

Det jo godt hende at begrepet kjemisk heft er feil som Mulligan og Hans H skriver. Jeg har ikke kjemisk kompetanse og har mer kunnskap om hva som skjer en hvorfor  

 

At polyester har kun mekanisk heft mot et ferdig utherdet underlag blir i min verden merkelig da det er stor forskjell mellom de forskjellige heftprøver med samme forarbeid. (polyester laminat ) 

Det som er sikkert er at en vellykket heft prøve viser at det "nye" laminatet løser opp overflaten på "gammelt" laminat så man får tak i enkelte fiber i det laminatet. En dårlig heft prøve henger nesten ikke fast.

 

Nå var det polyester på epoxy du var ute etter. Det finnes en primer som er redningen for polyester på et vrient laminat. Har ikke data eller navn på det nå, men kan skaffe. 

[Komodo]

Ja, det kunne vært interessant om noen kunne kommet med en god redegjørelse på dette. Det har blitt nevnt påstander i mange tråder, men jeg er nysgjerrig av natur, og vil gjerne vite hvordan ting henger sammen.

 

Ellers er jo egentlig tilbakemeldingene du kommer med de viktigste, nemlig hvordan det funger i praksis! Det er jo det som spiller noen rolle  Vedheftsprøver på aktuelt materiale er vel det mest relevante. Interessant også med den primeren du nevner, si fra hvis du kommer på hva den heter.

 

Som jeg forøvrig nevnte tror jeg ikke bindingen blir så kritisk for min bruk. Så lenge jeg får en mekanisk binding som blir sterkere enn kjernematerialet får jeg jo ikke noe nytt svakt punkt.

 

Men jeg er ennå ikke helt klar til å sette i gang, så jeg har tid til litt mer research først. Akkurat nå holder jeg på å isolere en av garasjene slik at jeg kan stå inne og støpe deler i god temperatur. Etter det skal jeg bygge et telt rundt båten slik at jeg kan stå tørt å jobbe. Jeg ble også "presset" til å pusse opp gangen, flytte en vegg og bytte sikringskap før jeg begynte å bruke noe tid på "den derre båten". Nå er det gjort, men som om ikke det var nok kan det virke som om det muligens blir å bygge veranda først også... I tilfelle spøker det for Draco på sjøen i år

[Tekno]

Dette er viktig Kunskap/erfaring!!

Har du Komodo kommet videre i prosjektet ditt?

 

Eller er det andre som vil utveksle sine erfaringer om dette temaet her?