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Tutorial generici ed introduttivi: La resina epossidica (presentazione)
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La resina epossidica (presentazione)
Questo documento non è un manuale d’uso, vuol solo presentare la resina epossidica, le sue proprietà e farvi quindi intuire perché è l’unico materiale sintetico che consideriamo valido nella costruzione
La resina epossidica è un materiale sintetico con eccezionali proprietà adesive e strutturali.
E’ un materiale relativamente moderno, è stato inizialmente utilizzato in ambito aeronautico e spaziale come adesivo tenace tra materiali diversi o come base per la produzione di manufatti ad elevatissima resistenza.
Ha fama di avere proprietà impermeabili notevolmente superiori ai normali materiali utilizzati in campo nautico.
Le moderne formulazioni di resina epossidica sono inoltre molto semplici da utilizzare e permettono di ottenere grandi prestazioni anche nell’uso amatoriale.
Rispetto ai materiali tradizionalmente usati nella nautica (poliesteri, vinilesteri e poliuretanici) unisce maggiori prestazioni a versatilità d’uso.
E’ un adesivo ed un protettivo migliore delle resine poliuretaniche. E’ un materiale di struttura notevolmente superiore ai poliesteri ed ai vinilesteri.
A differenza dei suoi concorrenti tradizionali in campo nautico è di semplice uso, poco odore e bassa tossicità. Una sola formulazione base, propriamente addittivata, può essere usata per incollare, stuccare e rinforzare. |
I due componenti
La resina epossidica (epoxy per gli amici) allo stato in cui la useremo è liquida, per poterla indurire dovremo aggiungere un componente chiamato indurente. Mescolando nella giusta proporzione la resina con l’indurente inneschiamo una reazione chimica che farà indurire la resina. |
Usi abituali
Come detto l’epoxy è un materiale estremamente versatile e con lo stesso prodotto potremo eseguire numerose lavorazioni.
Rivestimento di superfici: L’epoxy è usato per rivestire superfici da impermeabilizzare sia sintetiche che naturali. L’epoxy si puo’ usare per prevenire o curare l’osmosi della vetroresina poliestere. Neanche a dirlo uno scafo in vetroresina epoxi non conosce l’osmosi ma una vecchia carena di vetroresina poliestere affetta da osmosi e necessitante di una salutate impermeabilizzazione trova aiuto nella resina epoxy. Dopo aver rimosso tutte le vesciche dell’osmosi con la smerigliatrice, si stucca con stucco strutturale epoxy e quindi si riveste l’intera superficie dell’opera viva con vary strati di resina epoxy pura data con il rullo. Se le vesciche di osmosi sono state rimosse completamente e nella loro totalità lo scafo sarà definitivamente guarito. Molti cantieri usano oggi gelcoat epossidici o intervallano uno strato di epoxy tra il gelcoat e la laminazione in vetroresina poliestere. L’epoxy si usa inoltre per impermeabilizzare, rinforzare, proteggere da muffe e funghi il legno lasciando perfettamente in vista la bella trama del materiale. Una sola mano di epoxy sopra una tavola di mogano vi permetterà di verniciarla con sole 4 mani di vernice trasparente contro le classiche 12 necessarie ad ottenere un risultato estetico e pratico ideale. Inoltre quando a distanza di tempo si deciderà di riverniciare la tavola sarà sufficiente carteggiare la vecchia vernice invecchiata, l’epoxy sarà sempre in forma e continuerà la sua opera strutturale e protettiva sul legno.
Laminazione con vetro o materiali ibridi: L’epoxy si usa per creare manufatti in vetroresina con caratteristiche meccaniche non raggiungibili da altre resine. L’impregnazione della fibra di vetro avviene come per la resina poliestere o vinilestere, la semplicità di lavorazione è la medesima ma l’odore e la tossicità dell’epoxy sono infinitamente inferiori, ciò perché l’epoxy è privo di solventi. Oltre a ciò un manufatto in vetroresina epoxy ha prestazioni meccaniche, a parità di peso, 2,5 volte superiori alla vetroresina poliestere. Unitamente a rinforzi ibridi come il kevlar o il carbonio, con costruzioni in sandwich e magari lavorazioni sottovuoto i manufatti in epoxy raggiungono prestazioni meccaniche mai uguagliate da nessun altra resina usata in campo nautico.
Incollaggi di qualunque materiale e superficie: L’epoxy viene usato come incollaggio strutturale tra la maggior parte dei materiali in campo nautico: legno, metalli, materiali sintetici. Le già decantate proprietà adesive vengono supportate dalle grandi capacità strutturali dell’epoxy che risulta adatto ad incollare superfici irregolari avendo la capacità di riempire gli spazi vuoti tra le superfici di incollaggio senza ritirarsi durante l’indurimento e mantenendo quindi unite anche superfici porose, rigate, comunque irregolari. Questa proprietà si chiama "gap filling". La quasi totalità degli altri adesivi non riescono a fare altrettanto perché indurendo ritirano e creano quindi dei punti vuoti privi di contatto sulle superfici incollate.
Stuccature strutturali e a rasare: L’epoxy correttamente addittivato con le "cariche inerti" produce stucchi la cui resistenza è spesso superiore al materiale stuccato stesso. Per questo motivo viene usato per riempire spazi di vetroresina o legno danneggiati senza alcun altro rinforzo dopo la stuccatura. Se una vite deve supportare un grave carico su di un materiale non abbastanza duro o robusto si usa praticare un foro del diametro di almeno 5 volte quello della vite nel il materiale, si riempie il foro con epoxy addensato ed una volta asciutto si avvita la vite nel "tassello" di epoxy formatosi. Questo garantisce una superficie di contatto sul materiale 100 volte più ampia della superficie della vite stessa e la possibilità di supportare il carico della vite viene inoltre aiutato dalle proprietà adesive dell’epoxy che ne migliorano ulteriormente la tenuta sul materiale stesso. Gli stucchi a rasare a base epoxy possono essere applicati su tutti i materiali e su qualunque ampiezza di superficie. Come al solito le grandi proprietà adesive permettono di aderire definitivamente allo stucco su superfici refrattarie all’incollaggio e grandi quantità (per spessore e superficie) di stucco possono essere impiegate senza temere che lo stucchi dopo tempo si stacchi o si rovini. Per portare un’esempio chiarificatore vi possiamo dire che i grandi yacht di 20 e più metri prodotti in metallo hanno le superfici stuccate con epoxy poiché garantisce adesione perfetta al metallo e anche se applicati in grande spessore (anche 20 cm.) mantengono la forma data dall’applicazione e dalla successiva levigatura. |
Le cariche inerti
La resina epoxy possiede le caratteristiche già citate nell’introduzione. Allo scopo di variarne le caratteristiche di manipolazione e d’uso si può mescolare con delle "polveri" denominate cariche inerti. Queste polveri hanno la proprietà di variare la densità della resina e le caratteristiche meccaniche del prodotto indurito. Il nostro uso prevede l’impiego di quattro "polveri" che hanno proprietà differenti per usi differenti:
Microfibre: Le microfibre sono dei microscopici frammenti di un materiale che è in grado di assorbire ed addensare la resina e, una volta indurita, di agire come "rinforzo" della resina stessa. Quindi un po’ di resina mescolata con un po’ di microfibre produce indurendo un materiale duro, elastico, difficilmente spezzabile. Per questo motivo le microfibre sono usate con l’epoxy per la preparazione di adesivi tenaci con la non trascurabile caratteristica di aderire anche in spessore riempiendo tutti gli spazzi vuoti tra le superfici incollate. Questa caratteristica permette l’incollaggio sicuro di parti con forma o superfici irregolari. Gli adesivi in genere (poliuretanici, fenolici, resorcinici, etc), anche se usati in quantità, indurendo si ritirano e creano dei film di spessore minimo senza alcuna capacità di riempire cavità o irregolarità, per cui o le superfici da incollare combaciano perfettamente o si incolleranno male. Con un’adesivo formato da epoxy addensato con microfibre ciò non accade, le proprietà adesive e strutturali superiori dell’epoxi unitamente al "corpo" che le microfibre gli donano permettono incollaggi imbattibili su qualunque materiale e superficie.
Microsfere fenoliche: Sono dei microscopici e leggerissimi palloncini (vuoti) di resina fenolica. La proprietà principale di questa carica inerte è la leggerezza e la tenerezza della superficie del palloncino. Le Microsfere fenoliche mescolate con l’epoxy producono indurendo un materiale mediamente duro, estremamente rigido, facilmente lavorabile con gli abrasivi ed addirittura le lame. Per questo motivo le Microsfere fenoliche sono usate con l’epoxy per la preparazione di stucchi a rasare particolarmente facili da carteggiare ma estremamente impermeabili e dotati di struttura data la rigidità del materiale.
Microsfere di vetro: Sono dei microscopici e leggerissimi palloncini (vuoti) di vetro. La proprietà principale di questa carica inerte è durezza della superficie del palloncino. Le Microsfere di vetro mescolate con l’epoxy producono indurendo un materiale estremamente duro, mediamente elastico, difficilmente spezzabile. Per questo motivo le Microsfere di vetro sono usate con l’epoxy per la preparazione di stucchi di riempimento con elevato valore strutturale adatti a riempire fori e cavità di altri materiali, lo stucco così preparato ha spesso caratteristiche meccaniche superiori al materiale stuccato stesso.
Silice colloidale: E’ un’impalpabile polvere che ha la proprietà di rendere più denso l’epoxy senza aggiungere ne sottrarre significativamente proprietà all’epoxy stesso. E’ quindi usato esclusivamente come addensante in combinazione alle altre cariche inerti per produrre colle o stucchi di densità più elevata.
Per preparare uno stucco o un adesivo con l’epoxy e le cariche inerti è INDISPENSABILE mescolare PRIMA la resina con il suo indurente POI aggiungere le cariche inerti. |
Ricette per i vari usi:
Dati riferiti all’uso dei prodotti SP System ed in particolare alla resina SP 106
Di seguito vi diamo una panoramica di come si prepara l’epoxy per i vari impieghi. Prima di utilizzare queste "ricette" vi consigliamo di leggere il tutorial relativo all’uso delle resine epossidiche.
Impregnazione legno e del compensato
Non aggiungere nessuna carica inerte, usare solo resina catalizzata, ASSOLUTAMENTE NON DILUIRE con acetone o altri solventi. Se la temperatura e l’indurente scelto lo permettono si può riscaldare con il phon la resina una volta che sia stata stesa con un rullo o una spatola sul legno stesso, in questo modo la resina si fluidifica è permette al legno di assorbirla più facilmente e più in profondità. Preparare al massimo 500 gr di resina alla volta
Condizioni favorevoli per il riscaldamento della superficie di legno da impregnare: - Temperatura > 16° < 20 ed uso del catalizzatore SLOW o ULTRA SLOW - Temperatura > 20° < 24 ed uso del catalizzatore ULTRA SLOW - In nessun altro caso riscaldare legno o resina. - Non eseguire il lavoro se la temperatura è inferiore ai 16° - Controllare l’umidità del legno, più è asciutto meglio verrà il lavoro
Laminazione Non aggiungere nessuna carica inerte, usare solo resina catalizzata. Stendere e far aderire il tessuto di rinforzo alla superficie da laminare, colare un poco della resina preparata sul tessuto e stenderla con una spatola, dopo un primo passaggio della spatola ripetere la spatolatura allo scopo di "tirare" la resina eliminando gli eccessi di resina stessa. La superficie si deve presentare priva di bolle d’aria, senza eccessi evidenti di resina in superficie o sotto il tessuto, la trama del tessuto è ben visibile ed aderente alla superficie laminata. Preparare al massimo 500 gr di resina alla volta
Adesivi (colle) Ricetta per preparare circa 1 litro di colla (quantitativo massimo consigliato per singola preparazione).
- Resina già catalizzata: 500 gr. (ca mezzo litro) - Microfibre di cellulosa: 35-50 gr. - Silice colloidale: 15-20 gr.
Variare la quantità di Silice colloidale e di Microfibre in funzione della densità desiderata. Per incollare due superfici a contatto usare la quantità minore possibile di cariche inerti, per incollaggi a "cordoncino" la massima.
Stucchi riempitivi e strutturali Ricetta per preparare circa 1,5 litri di stucco (quantitativo massimo consigliato per singola preparazione).
- Resina già catalizzata: 500 gr. (ca mezzo litro) - Microsfere di vetro: 200 gr. - Silice colloidale: 15-25 gr.
Variare la quantità di Silice colloidale e di Microsfere in funzione della densità e della durezza desiderata. Per stucchi "colanti" ridurre la Silice colloidale, per stucchi più duri aumentare le Microsfere di vetro.
Stucchi di livellamento e rasatura facili da carteggiare Ricetta per preparare circa 1 litro di stucco (quantitativo massimo consigliato per singola preparazione).
- Resina già catalizzata: 500 gr. (ca mezzo litro) - Microsfere fenoliche: 150 gr. - Silice colloidale: 15 gr.
Variare la quantità di Silice colloidale e di Microsfere in funzione della densità e della durezza desiderata. Per stucchi "colanti" ridurre la Silice colloidale, per stucchi più facili da carteggiare aumentare le Microsfere fenoliche. |
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