Гелькоут — что это такое и где применяется?

Гелькоут (гелькоат, gelcoat) — это разновидность полимерных покрытий. Состоит из полиэфирной, эпоксидной или винилэфирной смолы, наполнителя и пигмента. Используется для производства/ремонта стекловолоконных композитов, а также в качестве отделочного материала. Гелькоут гидрофобный, коррозионно-стойкий, не боится УФ-излучения. Даёт прочное глянцевое покрытие без трещин и пузырей.

Для чего нужен гелькоут

Гелеобразный полимер — база при изготовлении стекловолоконных композитов. Его наносят на матрицу, создавая основу для первого армирующего слоя. Другая функция — ремонт, защита и декоративная составляющая.

Использование гелькоутов в декоративных целях дает:

• Привлекательный внешний вид. Прозрачные составы колеруют для получения нужного оттенка. После твердения создаёт легкий прочный слой с глянцевым блеском.
• Прочность, износостойкость. Затвердевший полимер прочный, не истирается, не царапается.
• Устойчивость к ультрафиолету. Оттенки не выцветают на солнце, не блекнут со временем.
• Защиту от влаги. Смола образует непроницаемую «корку» без пор. Через нее влага практически не проникает внутрь, что даёт дополнительную стойкость к температурным перепадам.

Гелькоутовые покрытия открывают большой простор для декора. Прозрачная смола колерованная разными оттенками позволяет добиться уникальных эффектов — например, получить иллюзию глубины или градиентный переход.

Характеристики материала

Заводские характеристики полиэфирного гелькоута для универсального применения:

Характеристики	Единицы
Вязкость	тиксотропный
Удельный вес	~1.11
Содержание летучих фракций	~30–40%
Предел прочности	65 МПа
Удлинение при разрыве	~2.2%
Модуль растяжения	4252 МПа
Твердость по Барколу	~51

Примечание: показатели отвечают заявленным только при использовании свежей смолы, которая хранилась в надлежащих условиях. С обязательным соблюдением правильного температурного режима во время работы (18-28 °C).

Внесение добавок, не рекомендованных производителем конкретной марки гелькоута, может отрицательно повлиять на его свойства.

Область применения

Основной потребитель — транспортная отрасль. Она занимает до 70% рынка. США и Западная Европа активно осваивают композиты для производства легких автомобилей, чтобы минимизировать выбросы углекислого газа (CO2). Покрытие гелькоут используется в качестве базы для формовки композитов и чернового слоя под финишную отделку.

Транспортная промышленность широко использует гелькоут в производстве:

• лодок;
• яхт;
• катеров;
• легковых автомобилей;
• фургонов;
• грузовиков;
• поездов.

Другие крупные потребители:

• строительство и архитектура;
• электроника и электротехнику и электронику;
• аэрокосмическая отрасль.

Также гелькоуты используют для производства различных ёмкостей, резервуаров, сантехнического оборудования.

Сегмент полиэфирных гелькоутов доминирует на рынке. Причины — невысокая себестоимость, лучшее соотношение цена/качество, чем у эпоксидных и уретановых смол.

Виды гелькоутов

Полиэфирный и эпоксидный гелькоут — самые популярные. Эпоксидные преимущественно в строительстве и автомобилестроении. Полиэфирные — в судостроении, поскольку этот материал образует самые прочные молекулярные связи с полиэфирным стеклокомпозитом.

Кроме перечисленных двух есть такие виды полимерных смол:

• Ортофталевые. Гелькоут для ремонта. Самые доступные на рынке. Рассчитаны на умеренные нагрузки. Без постоянного погружения в жидкость и контакта с химически активными средами (либо под дополнительное покрытие лаком или топкоутом).
• Изофталевые. Универсальный гелькоут для стеклопластика. Влагостойкий, химически инертный. Не рассчитаны на значительные конструкционные нагрузки.
• Винилэфирные. Покрытия с повышенными физико-механическими свойствами. Не пропускают влагу, устойчивы к органическим растворителям, разбавленным кислотам и щелочам.
• Неопентигликолевые. Лучший гелькоут для лодки. Модифицированная формула, рассчитанная на долговременное использование в среднеагрессивных средах. Основная область применения — судостроение, изготовление различных ёмкостей, резервуаров.

По области применения:

• Для черновых работ. Наносятся в качестве базового чернового слоя изнутри, не имеют красивой глянцевой фактуры.
• Универсальные. Атмосферостойкие, обладают улучшенными декоративными свойствами, не выцветают со временем, не выгорают на солнце.
• Топкоуты. Финишные покрытия для стеклокомпозитов. Содержат различные добавки, включая воск.

Существуют также смолы специального назначения. Например, негорючий или матричный гелькоут. Матричный обладает повышенной текучестью, хорошей смачиваемостью, липкой поверхностью после схватывания. Напыляется на покрытую разделительным составом мастер-модель для последующей укладки стекловолокна. Негорючие составы обогащают присадками, повышающими температуру плавления (до 200–240°C) и добавляющие способность к самозатуханию.

Такие гелькоуты востребованы в технологичных производствах, например, авиастроение или производство железнодорожного транспорта.

Процесс нанесения гелькоута

Покраска гелькоутом образует надёжное, долговечное покрытие. Чтобы добиться таких характеристик, важно правильно нанести продукт.

Есть несколько способов:

Нанесение гелькоута пистолетом-распылителем

Хотя гелькоут можно наносить кистью или валиком, предпочтительный способ — распылительное оборудование.

Пистолет для гелькоута бывает двух типов:

Бытовой. С гравитационной подачей и нерегулируемым соплом. Подходит для формования небольших деталей, обработки средних площадей, например, во время домашнего ремонта.

Профессиональный. Распылитель гелькоута с подачей под давлением. Оснащается сменными насадками для контролируемого распыления.

Порядок действий:

1. Очистите поверхность из стекловолокна с помощью любого бытового обезжиривателя. Любые сторонние вкрапления ухудшают адгезию и могут выступать на поверхность в виде пузырьков или каверн. После обработки дождитесь полного высыхания.
2. Разбавьте гелькоут до желаемой вязкости. Используйте рекомендуемый производителем продукта разбавитель стирола (или любой совместимый).
3. Внесите катализатор твердения. Обычно продаётся вместе с основным продуктом. Правильные пропорции тоже указаны на упаковке. Тщательно перемешайте, убедитесь, что вся смола полностью катализирована.
4. Подготовьте пистолет. Отрегулируйте давление, установите сопло нужного диаметра.
5. Нанесите гелькоут на поверхность. Желательно не меньше 4–5 слоев, выдерживая 15–20 минут между слоями. Большинство производителей рекомендуют пользоваться толщиномером, чтобы придерживаться марочной толщины каждого слоя.
6. Если работа предусматривает армирование стекловолокном, подождите пока гелькоут схватится. К работе можно приступать примерно через 20 минут после нанесения последнего слоя.

Если всё сделано без ошибок, гелькоут затвердеет вместе с деталью, спаявшись с ней в однородную массу. Он не будет скалываться или отслаиваться.

Нанесение кистью или валиком

Используйте кисти, устойчивую к растворителям. Химические вещества в гелькоуте могут быть агрессивными по отношению к материалам, которые  предназначены для работы с обычными масляными, алкидными или водно-дисперсионными красками. Использование щетки, устойчивой к растворителям, предотвратит попадание мусора и посторонних примесей в готовый продукт.

Совет: Выбирайте щетку из натуральной щетины средней жесткости. Идеальная форма кисти — коническая. Она самая удобная для желеобразной консистенции гелькоута.

Нанесите гелькоут быстро, одним длинными мазком кисти, чтобы добиться равномерной толщины и удалить воздушные карманы. Каждый раз полностью заполняйте кисть гелькоутом. Следите за толщиной слоя. Гелькоут, нанесенный неравномерно, застывает с разной скоростью, оставляя неровности на поверхности.

Помните, как только гелькоут был катализирован, время работы ограничено. В среднем на один подход нужно тратить не больше 15–20 минут. Не замешивайте сразу слишком большое количество смолы. Слишком интенсивная экзотермическая реакция вызывает быстрое отверждение гелькоута в контейнере.

Важно! Чем выше температура поверхности/в помещении, тем быстрее полимер начнет «желатинизироваться» и затвердевать. Например, при температуре выше 32 °C, состав застывает 5 минут. При температуре 21–22 °C — 15 минут. При температуре 15–18 °C — чуть более получаса.

Безопасность

Техника безопасности и гигиенические меры при работе с гелькоутом:

Защита глаз/лица. Предотвращает попадание брызг, капель или аэрозоля на кожу лица и в слизистую глаз. Средства подбираются исходя из сложности и объёма работ. Это могут быть стандартные защитные очки или полноразмерный лицевой щиток или закрытый респиратор.

Защита рук. При обращении с гелькоутами любого типа нужно надевать непромокаемые, химически стойкие перчатки. Каждый раз перед работой убедитесь в их целостности. Проверьте на наличие дыр или потёртостей.

Защита тела. Средства индивидуальной защиты для тела выбирают исходя из выполняемой задачи и связанных с ней опасностей. Например, при наличии риска воспламенения от статического электричества надевайте антистатическую защитную одежду. Работая с профессиональными пистолетами, распыляющих гелькоут под давлением на большую поверхность, пользуйтесь защитным комбинезоном, облегающим всё тело.

Защита органов дыхания. Выбирайте исходя из предполагаемого риска — учитывайте качество вентиляции, токсичность продукта и другие факторы. Например, в одних случаях подойдёт обычный строительный респиратор. В других — плотно прилегающая маска с фильтром для очистки воздуха

Также не забудьте подобрать обувь и головной убор.

Как поступать в непредвиденных ситуациях.

Попадание на кожу. Снять загрязненную одежду и обувь. Вымыть кожу большим количеством тёплой воды с мылом.

Попадание в глаза. Немедленно промыть большим количеством воды, приподнимая верхнее и нижнее веко. Полоскайте не менее 2–3 минут.

Отравление парами. Выйти на свежий воздух. Ослабить обтягивающую одежду, такую как воротник, галстук, пояс или перетяжка на талии. При затруднённом дыхании или других тревожных симптомах немедленно вызвать врача.

Проглатывание. Прополоскать рот водой. Снять и очистить зубные протезы, если таковые имеются. Выпить большое количество воды и спровоцировать рвоту.

Помните, что гелькоут токсичен. Почти на 1/2 состоит из стирола — яда общетоксического действия, обладающего выраженным раздражающим и канцерогенным эффектом. Не игнорируйте технику безопасности.

Условия хранения

Правильное перемешивание — одна из наиболее игнорируемых процедур, касающихся хранения гелькоута. В  его состав входят ингредиенты, имеющие разную плотность. Вскоре после упаковки эти ингредиенты начинают разделяться.

После того как запечатанная ёмкость с гелькоутом пролежит в спокойной состоянии тридцать дней или более, некоторые пигменты и тиксотропы могут разделиться и осесть слоями. Лёгкие материалы, такие как растворители (стирол), всплывают наверх, оставляя смолу в середине. Чем дольше хранится материал, тем больше разделение.

Для обеспечения равномерного перераспределения разделенных материалов необходимо периодического перемешивание. Достаточно энергично взбалтывать ёмкость примерно 2–3 раза в месяц.

Последствия использования «слежавшейся» смолы:

• провисание;
• неравномерное распределение пигмента;
• разрывы плотности при нанесении смолы;
• неравномерное отверждение пленки;
• пузырение.

Перед внесением катализатора смолу также нужно тщательно перемешивать не менее 2 минут.  После этого дайте материалу отстояться в течение 15–20 минут.

Условия хранения гелькоута:

• держать при температуре от 18 до 25 °C;
• не хранить под прямыми солнечными лучами;
• беречь от нагрева;
• соблюдайте принцип ротации запасов «первым куплен, первым израсходован».

Условия хранение катализатора:

• держать отдельно от гелькоута и смолы в среде с контролируемой температурой;
• хранить при температуре не ниже 18-20 °C ;
• катализатор НИКОГДА не должен храниться под прямыми солнечными лучами.

Также следуйте принцип ротации запасов.

Чем отличается гелькоут от топкоута

Гелькоут наносится в качестве первого слоя на матрицу. Поэтому он служит базовым слоем. Также смола служит не только базовым слоем, но и клеем: затвердевает, сохраняя «липкую» поверхность с высокой адгезией, что упрощает нанесение финишных покрытий.

Топкоут — это верхний финишный слой, который наносится на готовый композит или подготовленную поверхность. Кроме всего прочего, этот слой служит герметиком.

Гелькоут	Топкоут
Служит базовым слоем и матрицей (клеем) для композита.	Служит защитным и верхним слоем.
Имеет умеренно вязкую или жидкую консистенцию.	Материал достаточно вязкий (высокая вязкость)
В результате процесса отверждения получается липкое покрытие, которое обеспечит качественную склейку композита или адгезию с финишным покрытием	В результате процесса отверждения получается глянцевое нелипкое покрытие.
Устойчив к ударам и царапинам, имеет отличные механические свойства.	Устойчив к ударам и царапинам, имеет отличные механические свойства
Может использоваться для ремонта гладких поверхностей, например, при  кузовов автомобилей или бортов лодок.	Используется для герметизации дерева, камня, других материалов. Также можно использовать в качестве лака, но необходимо несколько раз отшлифовать и отполировать до зеркально-гладкой поверхности.

При покупке гелькоута и топкоута всегда убеждайтесь, что этот материал подходит для ваших целей. НЕ переплачивайте лишнего за свойства, которые останутся невостребованными.