Как делают стеклопластик своими руками

Стеклопластик своими руками

Статья рассказывает о том, какими свойствами обладает стеклопластик и насколько он применим в строительстве и в быту. Вы узнаете, какие компоненты нужны для изготовления этого материала и их стоимость. В статье приведены пошаговые видео и рекомендации к применению стеклопластика.

С момента открытия эффекта быстрого окаменения эпоксидной смолы под действием кислотного катализатора стеклопластик и его производные стали активно внедрять в бытовые изделия и детали машин. На практике он заменяет или дополняет исчерпаемые природные ресурсы — металл и дерево.

Что такое стеклопластик

Принцип действия, заложенный в основу прочности стеклопластика, аналогичен железобетону, а по виду и структуре ближе всего к армированным слоям современной «мокрой» отделки фасадов. Как правило, вяжущее — композитный, гипсовый или цементный раствор — имеет свойство ссыхаться и трескаться, не удерживая нагрузку, а иногда даже не сохраняя целостности слоя. Чтобы этого избежать, в слой внедряют армирующий компонент — стержни, сетки или холст.

В результате получается уравновешенный слой — вяжущее (в высохшем или полимеризованном виде) работает на сжатие, а армирующий компонент работает на растяжение. Из таких слоёв на основе стекловолокна и эпоксидной смолы можно создать объёмные изделия, либо дополнительные усиливающие и защитные элементы.

Компоненты стеклопластика

Армирующий компонент*. Для изготовления бытовых и вспомогательных строительных элементов обычно используется три типа армировочного материала:

1. Стеклосетка. Это сетка из стекловолокна с ячейкой от 0,1 до 10 мм. Поскольку эпоксидный раствор — агрессивная среда, для изделий и строительных конструкций настоятельно рекомендована сетка с пропиткой. Ячейку сетки и толщину нити следует подбирать, исходя из назначения изделия и требований к нему. Например, для армирования нагруженной плоскости стеклопластиковым слоем подойдёт сетка с ячейкой от 3 до 10 мм, толщиной нити 0,32–0,35 мм (усиленная) и плотностью от 160 до 330 г/куб. см.
2. Стеклохолст. Это более совершенный вид основы стекловолокна. Он представляет собой очень густую сетку, изготовленную из «стеклянных» (кремниевых) нитей. Его применяют для создания и ремонта бытовых изделий.
3. Стеклоткань. Имеет те же свойства что и материал для одежды — мягкий, гибкий, податливый. Этот компонент очень разнообразен — он различается по прочности на разрыв, толщине нити, густоте плетения, спецпропиткам — все эти показатели ощутимо влияют на конечный результат (чем они выше, тем прочнее изделие). Главный показатель — плотность, в пределах от 17 до 390 г/кв. м. Такая ткань значительно крепче даже знаменитого военного сукна.

* Описанные виды армировки применяются и для других работ, но в паспорте изделия обычно указывается их совместимость с эпоксидной смолой.

Таблица. Цены на стеклоткань (на примере продукции компании «Интеркомпозит»)

Плотность	Цена, у. е./кв. м
17	4,6
25	3
48	3,2
80	2,8
110	2,8
160	3
200	3
280	4,3
390	5,2

Вяжущее. Это и есть эпоксидный раствор — смола, смешанная с отвердителем. По отдельности компоненты могут храниться годами, но в смешанном виде состав твердеет от 1 до 30 мин, в зависимости от количества отвердителя — чем его больше, тем быстрее твердеет слой.

Таблица. Наиболее распространённые марки смолы

Наименование	Производитель	Назначение	Цена, у. е./кг
ЭД-16	Россия, Китай	Ремонтные работы и слои в защищённых местах	4,6
ЭД-20	Россия, Китай	Ремонтные работы и слои на открытых местах	6,3
LR1100	Саудовская Аравия	для бытовых нужд, бижутерии	2,5

1. ЭТАЛ-45М — 10 у. е./кг.
2. ХТ-116 — 12,5 у. е./кг.
3. ПЭПА — 18 у. е./кг.

Дополнительным химическим компонентом можно назвать смазку, которую иногда наносят для того, чтобы защитить поверхности от проникновения эпоксида (для смазывания форм).

В большинстве случаев баланс компонентов мастер изучает и подбирает самостоятельно.

Как применить стеклопластик в быту и в строительстве

В частном порядке этот материал чаще всего применяется в трёх случаях:

• для ремонта стержней;
• для ремонта инвентаря;
• для усиления конструкций и плоскостей и при герметизации.

Ремонт стержней из стеклопластика

Для этого потребуется рукав из стеклоткани и высокопрочная марка смолы (ЭД-20 или аналог). Технически процесс подробно описан в этой статье. Стоит отметить, что углеволокно значительно прочнее стекловолокна, а значит, второе не подойдёт для ремонта ударного инструмента (молотков, топоров, лопат). При этом из стеклопластика вполне можно изготовить новую ручку или рукоятку для инвентаря, например, крыло мотоблока.

Полезный совет. Стеклопластиком можно усовершенствовать свой инструмент. Оберните пропитанным волокном рукоять рабочего молотка, топора, отвертки, пилы и сожмите в руке через 15 минут. Слой идеально примет форму вашей руки, что заметно отразится на удобстве в работе.

Ремонт инвентаря

Герметичность и химическая стойкость стеклопластика позволяют ремонтировать и герметизировать следующие изделия из пластика:

1. Канализационные трубы.
2. Строительные вёдра.
3. Пластиковые бочки.
4. Дождевые отливы.
5. Любые пластиковые детали инструмента и техники, не испытывающие больших нагрузок.

Ремонт при помощи стеклопластика — пошаговое видео

У «самодельного» стеклопластика есть одно незаменимое свойство — он точно обрабатывается и хорошо держит жёсткость. Это значит, что из холста и смолы можно восстановить безнадёжно испорченную пластиковую деталь, либо изготовить новую.

Усиление строительных конструкций

Стеклопластик в жидком виде имеет прекрасную адгезию к пористым материалам. Иными словами, он хорошо сцепляется с бетоном и деревом. Этот эффект можно реализовать при монтаже деревянных перемычек. Доска, на которую нанесён жидкий стеклопластик, приобретает дополнительно 60–70% прочности, а значит, для перемычки или перекладины можно использовать доску вдвое тоньше. Если усилить этим материалом дверную коробку, она станет более устойчивой к нагрузкам и перекосам.

Герметизация

Ещё один способ применения — герметизация стационарных ёмкостей. Резервуары, каменные цистерны, бассейны, покрытые изнутри стеклопластиком, приобретают все положительные свойства пластиковой посуды:

• нечувствительность к коррозии;
• гладкие стены;
• сплошное монолитное покрытие.

При этом создание такого покрытия обойдётся около 25 у. е. за 1 кв. м. О прочности изделий красноречиво говорят реальные испытания продукции одного из частных мини-заводов.

На видео — испытания стеклопластика

Особо стоит отметить возможность починки кровли. Правильно подобранным и нанесённым эпоксидным составом можно отремонтировать шифер или черепицу. С его помощью можно моделировать сложные светопрозрачные конструкции из оргстекла и поликарбоната — навесы, уличные светильники, скамейки, стенки и многое другое.

Как мы выяснили, стеклопластик становится простым и понятным ремонтно-строительным материалом, который удобно применять в быту. При развитом навыке из него можно создавать интересные изделия прямо в собственной мастерской

Пошаговое видео производства матрицы из стеклопластика

Источник

Стеклопластик своими руками

Стеклопластик получил широкую известность и популярность как в быту, так и во многих отраслях народного хозяйства. Из этого материала производят и самые простые детали, как например пуговицы и подиума акустической системы, и сложнейшие изделия, например обшивку самолетов. Изделия из стеклопластика можно встретить в автопроизводстве, яхтостроительстве, изготовлении легких самолетов и вертолетов и других сферах промышленного производства.

Из чего состоит стеклопластик?

В состав этого универсального материала входит полиэфирная или эпоксидная смола, которой придают нужную форму особым способом и армируют стеклотканью или стекловолокном. Полиэфирную смолу также можно армировать тканью из углеродных волокон, стекловолокном, кевларовой тканью, стекловатой, стеклотканью, с помощью которых изделие приобретает особую прочность. За неимением этих материалов для армирования можно использовать любую синтетическую ткань: искусственный шелк, нейлон и т.д., но изделия не будут иметь такой прочности, как при использовании стекловолокна или стеклоткани.

Что такое стеклоткань?

Стеклоткань представляет собой плотный материал, состоящий из хаотично расположенных или упорядоченно расположенных нитей, связанных между собой тонким слоем эпоксидной смолы.

Стеклоткань имеет толщину до 12 мм, но обычно ее измеряют в граммах на квадратный метр. Самые распространенные значения: 300, 450, 600, 900 грамм на 1 кв.м.

Стеклоткань отличается по типу, способу изготовления, массе и природе стекловолокна. Самой распространенной является “тафта”, которая имеет клеточную текстуру.

Стекловойлок имеет меньшую сопротивялемость механическим нагрузкам, чем стеклоткань, но, несмотря на это, его удобнее использовать для изготовления сложных форм.

Для серийного производства применяют другой тип волокна: это резаное волокно, имеющее такую же или чуть меньшую длину, как у стекловойлока. Его используют при изготовлении основы.

Особенности и советы по изготовлению формы для изделия из стеклопластика

Детали из стеклопластика своими руками изготовляются методом формовки. Для этого нужна специальная форма, которая бывает охватывающей или охватываемой. Форма должна иметь определенный уклон для удобства вынимания из нее готового изделия. Чем качественнее и ровнее отполирована поверхность стенок формы, тем будет выше качество поверхности формируемого изделия.

Для выполнения формовки изделия нужно произвести ряд подготовительных работ:

• Внутренняя поверхность формы покрывается специальным веществом, способствующим свободному извлечению из нее готовой детали. Сам метод формовки заключается в том, что деталь из стекловолокна укладывается в специальную форму и пропитывается эпоксидной или полиэфирной смолой.
• Для армирования изготавливаемых деталей выбирается определенная стеклоткань в зависимости от ее внешнего вида и способности к сопротивлению действующим нагрузкам.
• Из плотной бумаги изготовляется шаблон, по которому делают разметку и вырезают стеклоткань.
• Полиэфирную смолу выбирают соответственного качества, в зависимости от назначения и эксплуатации детали. Смола содержит в своем составе красители и может отличаться химическим составом. Например, если смола предназначена для нанесения первого слоя, она называется ледяным покрытием.

Формовку деталей можно формировать по-разному, главное, чтобы при этом соблюдались следующие правила:

• стеклоткань в форме должна располагаться равномерно;
• стеклоткань полностью пропитывается полиэфирной смолой, исключая малейшие пузырьки воздуха в пропитке;
• обеспечивается высокая производительность готовой детали для серийного производства.

Рассмотрим для примера технологию производства контактного формования или формования на одной форме. Это самый легкий способ, при котором количество используемого материала уменьшается, но при этом увеличивается потребность в количестве рабочей силы.

Чем аккуратнее и опытнее исполнитель, тем больше готовых деталей получится из исходного материала. Такой способ может применяться для одной и для нескольких одинаковых деталей или небольшой серии. Форма может быть любого размера и, как уже говорилось выше, она бывает охватываемой или охватывающей, зависимо от желаемого результата, при котором больше ценится хороший внешний вид наружной или внутренней поверхности готовой детали.

Форма должна иметь высокие показатели прочности. Ее уклон должен быть не менее 35%. Если формовочная деталь имеет обратный уклон, тогда форма должна быть выполнена из нескольких идеально подогнанных друг к другу частей.

Из какого материала изготовляется форма?

Выбор материала для формы зависит от предназначения производства. Например, форма из гипса применяется для изготовления всего одной детали; стальная форма может использоваться большое количество раз для изготовления нескольких тысяч деталей; а для изготовления деталей мелкими сериями лучше всего изготовить модель, с которой снимается слепок формы. Она будет состоять из слоистого пластика, в состав которого входит стекловолокно и полиэфирная смола. Для укрепления формы профилированный картон или деревянные пластинки погружают в слоистый пластик для образования нервюр. Благодаря этому, в усиленной форме можно изготовить не одну сотню деталей.

Подготовка полотна

Особое внимание нужно обратить на подготовку полотна. Вырезанные полотна нужно поместить во влажное помещение в таком порядке, чтобы их удобно было брать по очереди нанесения слоев. Также необходимо правильно выбрать среди большого количества всевозможных веществ, предназначенных для разделения изделия и формы, именно такое, которое будет соответствовать материалу формы.

Формовка детали

Когда разделительное покрытие нанесено и высушено, можно наносить первый закрывающий слой специальной смолы (иногда с наполнителем), предназначенный для скрытия волокон стеклоткани, которые в результате нанесения смолы стают невидимыми на поверхности детали. Толщина закрывающего слоя не должна превышать 0.4 мм. На слишком толстом слое после высыхания могут возникнуть трещины. Закрывающий слой можно и не накладывать, если наличие видимых волокон стекловолокна не имеет значения. В этом случае сразу наносится толстый слой эпоксидной смолы.

На вертикальных стенках деталей могут возникнуть подтеки. Чтобы этого избежать, в смолу подмешивают специальный наполнитель. Первый нанесенный слой подсушивают до студнеобразного состояния. Если он немного прилипает к пальцам, значит можно накладывать следующий слой.

Смола приготавливается двумя этапами: сразу в часть смолы добавляют ускоритель полимеризации, а потом смешивают с остальной смолой, которая будет использоваться. По необходимости в нее добавляют краситель.

Следующим этапом изготовления стеклопластика своими руками является дозирование и смешивание катализатора, если это необходимо, то есть, рассчитывается количество смолы, которая будет использована в ближайшие 15 минут. Смолу разливают в две одинаковые емкости. В одну емкость добавляют ускоритель, а в другую – катализатор.

Для удобства смесь можно готовить в третьей емкости небольшими равными порциями. Благодаря такому способу, можно избежать повторяющихся неоднократно приготовлений смолы и катализатора небольшими порциями. Чтобы сделать правильную дозировку смолы, ее можно взвесить на весах или использовать дозировочную емкость необходимого объема. Дозировка ускорителя и катализатора определяется с помощью мензурок очень маленькими порциями.

Когда покрывающий слой или первый слой смоляного покрытия станет студенистым, можно приступать к наложению первого слоя стекловолокна. Для этого используют легкий стекловойлок с показателем 300 г/1 кв.м. При наложении каждого слоя стекловолокна необходимо следить за тем, чтобы слой ложился ровно и постепенно, заполнял пустоты и закругления. Иногда при наложении слоев стекловолокна возникают воздушные карманы. Это происходит либо из-за слишком быстрого прижатия, либо из-за неплотного сопряжения острого угла. После укладки стекловолокно пропитывается слоем смолы, который наносится кисточкой или валиком.

Важно помнить, что каждая порция смолы рассчитывается примерно на 15 минут работы. Работая кистью, смолу нужно наносить не мазками, а как при торцевании, похлопывая концом кисти по обрабатываемой поверхности. Когда пропитка эпоксидной смолой будет завершена, нельзя сразу пытаться отделить стекловолокно, так как отдельные волокна при этом могут приподняться и вырваться. После слоя смолы, не дожидаясь его высыхания, накладывают следующий слой стеклоткани.

Чтобы обеспечить высокую механическую прочность, слой стекловолокна и стеклоткани укладывается поочередно. Последним слоем укладывают стекловойлок или специальную отделочную стеклоткань (300 г на 1 кв.м).

Выполняя такую укладку, нужно соблюдать ряд важных правил:

• металлические или полиэтиленовые емкости для накладываемых веществ должны быть чистые;
• смола в емкости должна быть полностью использована перед тем, как емкость будет заполнена новой порцией;
• возникшие воздушные пузыри, неподдающиеся устранению, убираются надрезанием их лезвием бритвы;
• кисти и валики после использования моются с помощью ацетона или трихлорэтилена. Это нужно сделать сразу, так как впоследствии произойдет полная полимеризация смолы, оставшейся на инструментах, и ее уже нельзя будет удалить;
• всю работу необходимо производить в резиновых перчатках, для защиты рук от прямого контакта со смолой;
• рабочее помещение должно иметь хорошую вентиляцию, чтобы вредные пары полистирола не вызвали раздражение слизистых оболочек и глаз;
• ни в коем случае во время работы нельзя тереть глаза, так как стеклянные волокна, случайно попавшие на кожу, могут нечаянно травмировать глаза;
• в рабочем помещении должна быть температура не ниже 20 градусов, оно должно быть защищено от холода, сырости и прямых солнечных лучей;
• во время работы нельзя курить во избежание пожара, так как смолы являются легко воспламеняемыми;
• выемка изделия производится не раньше, чем через 12 часов. Сушильная камера (не выше 60 градусов) или нагрев инфракрасными лучами может сократить этот период времени;
• края изделия после выемки обрезаются и заглаживаются;
• если изделие необходимо покрасить, то прежде этого его нужно зачистить шлифовальной шкуркой, а затем уже нанести полиуретановую краску;
• если детали нужно склеить между собой, то для этого склеиваемую поверхность делают шероховатой, промывают ацетоном, а затем склеивают специальным клеем или пропитанной полиэфирной смолой тесьмой.

Чтобы улучшить качество формовки используют метод давления. Работа выполняется точно так же, как мы уже рассмотрели, но по окончанию изделие в форме придавливают, создавая разрежение между гибкой мембраной и покрытием на форме, либо раздувая эластичный пузырь, помещенный в закрытую форму.

Такие детали будут иметь самое высокое качество, так как при придавливании обеспечивается равномерное распределение смолы. Такой метод применяется для среднесерийного производства.

Чтобы готовое изделие имело высокое качество и приятный внешний вид, формовка во входящих друг в друга формах производится или с очень слабым сжатием, или вообще без него.

Для среднесерийного производства формовка под давлением для входящих друг в друга форм может также производиться с помощью укладки слоя стекловолокна, а сверху него определенного количества смолы. С помощью сжатия обеспечивается равномерное растекание смолы по детали.

Чтобы этот способ можно было применить в крупносерийном производстве, или при производстве основы будущей детали, формы намеренно подогревают. В результате подогрева стеклянные волокна прижимаются к поверхности формы, которая сделана из перфорированного листа. В этом состоянии их пропитывают смолой с помощью краскопульта. После этого форму с нанесенной основой несколько минут подсушивают в камере для сушки. Подсушенный полуфабрикат вынимают из временной формы и помещают в конечную форму, покрывают слоем смолы и сжимают в течение непродолжительного времени. В результате получается готовая деталь.

Источник