Användningsområden

Epoxiplasternas användningsområde

anvandningsomrade
  • Bygg- och anläggning
  • Elektro och elektronik
  • Flyg
  • Bil
  • Marina konstruktioner
  • Pulver
  • Emballage och band
  • Övrigt

Bygg- och anläggning

De största mängderna epoxiplast inom byggnadsindustrin åtgår för beläggning av betonggolv.

Obehandlade betonggolv är opraktiska ur många synpunkter. De är svåra att städa och därför ohygieniska. Spill av t.ex. oljor sugs upp i betongen och kan ej avlägsnas. Kemikaliebeständigheten hos betong är  inte särskilt hög.  Ur ren slitagesynpunkt är det ofta av vikt att golven får en ytbeläggning av något slag.

En epoxiprodukt avsedd för golvbeläggning har vanligtvis en tryckhållfasthet på 3 till 4 gånger betongens. De epoxihartser som vanligtvis kommer till användning för golvbeläggning är de flytande lågmolekylära. Dessa  hartser innehåller normalt inga lösningsmedel  vilket innebär att tjocka beläggningar kan utföras i ett arbetsmoment. Vidare medför inte beläggningsarbetet någon brandfara.

De flesta epoxibeläggningar görs för att skydda något. En specialvariant är beläggningar inom läkemedels och livsmedelsindustrin, där epoxiplastens porfrihet gör väggar och golv lättare att rengöra och skyddar därmed verksamheten från bakterier och föroreningar. En annan variant är epoxiplast som fuktspärr för att skydda plastmattor och parkett från uppstigande fukt och alkali.

Impregnering och försegling

De enklaste beläggningarna för betonggolv är  impregnering och försegling. Dessa utförs med lågviskösa epoxisystem. Impregneringen är färglös och har till uppgift att tränga ner i betongytans  porer och täta dessa. Härvid binds samtidigt de lösa cement- och sandkornen i ytan. Slitstyrkan hos betongytan ökas avsevärt samtidigt som golvet blir mer resistent mot kemikalier. Utspilld olja kan exempelvis lätt torkas upp eftersom den ej tränger ner i betongen.

En försegling lämnar en kraftigare ytfilm som ytterligare ökar resistensen och de mekaniska egenskaperna. Denna kan utföras såväl pigmenterad som opigmenterad.

Tunnskiktsbeläggningar

Nästa kategori av beläggningar är tunnskiktsbeläggningar. Beläggningar av detta slag varieras i tjocklek från ca 0,3 mm till 1 mm. De innehåller som regel hårda fyllnadsmedel för att öka slitstyrkan. Denna typ av beläggning lämpar sig främst på golv där belastningen utgörs av gångtrafik och lätt rullande trafik t.ex. i  affärslokaler,  lagerlokaler,  skolor,  sjukhus, laboratorium etc.

Självutjämnande beläggningar

En mycket vanlig golvbeläggning inom industrin är de självutjämnande golvmassorna. De pålägges i skikttjocklek från 3 till 5 mm, dessa beläggningar tål stora mekaniska och kemiska påfrestningar. Bindemedelshalten är relativt hög (omkring 35%) resten utgörs av kvartssand i en väl avpassad kornstorlek och pigment. Självutjämnande beläggningar ger helt plana, fogfria och porfria golv vilka bland annat visat sig klara de stora kraven för svävartrafik. Beläggningar baserade på epoxi har normalt en tryckhållfasthet som avsevärt överstiger betongens. Vid stora punktbelastningar kan det hända att den underliggande betongen pulvriseras, härvid lossnar beläggningen och skador uppstår. För att undvika detta ökas tjockleken på epoxibeläggningen så att lasten sprids över en något större betongyta. Erfarenheten har visat att 3 mm är den tunnaste beläggningen där man kan räkna med lastspridning. Detta är anledningen till att beläggningar på 2 mm knappast förekommer, Se Nödvändig skikttjocklek.

Epoxibetong

Då det gäller mycket stora mekaniska påfrestningar utförs beläggningen med så kallad epoxibetong. Detta är en högfylld epoximassa som pålägges som betong i skikt om ca 10 mm och uppåt. Bindemedelshalten är låg, vanligtvis omkring 15% och fyllnadsmedlet utgörs av kvartssand med noggrant bestämd kornfördelning. Den låga bindemedelshalten medför att den linjära värmeutvidgningskoefficienten närmar sig den för betong. Detta är viktigt för att undvika spänningar i gränsskiktet mot betongen vid temperaturväxlingar. För att uppnå högsta möjliga hållfasthet måste denna typ av beläggning vibreras lätt. Detta åstadkommes vid utstockningen med efterföljande glättning. Epoxibetong användes till många typer av gjutningar t.ex. undergjutning av räls och tunga maskinfundament, övergångar mellan brobanor och vägar så kallade grusskift, lastkajer, truckbanor och uppfartsramper.

Betongisolering

Betong som utsätts för fukt, frost och luftföroreningar skadas förr eller senare. Vanligtvis sker skadeutvecklingen relativt långsamt, men på broar sker utvecklingen oftast betydligt snabbare. Detta kan förklaras med att en bro utsätts för flera nedbrytande krafter såsom sättning, torkning, värme, kyla, vertikala rörelser beroende på trafiken och inte minst kemisk påfrestning i form av surt regn (pH-värdet på regn kan i visa fall vara så lågt som 3) och saltning. Se även Betong och luftföroreningar.

Skador uppkomna genom saltning visar sig genom avskalning av tunna skikt betong. Skaderisken är störst när betongen innehåller vatten, det visar sig också genom att skadorna är som störst där vattenavrinningen är sämst. Anledningen till saltets nedbrytande förmåga är sannolikt av fysikalisk natur. När salt smälter is sker en kraftig temperatursänkning. Som exempel kan nämnas att 33 gram natriumklorid (vanlig koksalt) som ströas i 100 gram snö ger en temperatur på -20°C och en blandning av 140 gram kalciumklorid och 100 gram snö ger en temperatur av -55°C. Vidare är det känt att en saltlösning har lägre fryspunkt än vanligt vatten. Av dessa kända fakta kan man dra den slutsatsen att följande två faktorer är nedbrytande:

Hydrauliskt tryck och tillväxt av iskristaller.
Hydrauliskt tryck uppstår när iskristallerna i kapilärerna växer och tränger undan ej fruset vatten så att det tvingas att strömma genom den del av betongen som ej är frusen. Stor porositet och snabb frysning kan ge mycket stora tryck.  Den andra faktorn är tillväxt av iskristaller. När is har bildats i ett hålrum får den egenskapen att dra till sig vatten från icke frusna områden så snart temperaturen i hålrummet kommit under fryspunkten. Därmed växer iskristallerna och det uppstår utvidgning och sprängverkan, särskilt i betong med låg porositet. Krafterna i de båda nämnda faktorerna kan lätt överstiga betongens draghållfasthet varvid skadorna är ett faktum. För att motverka eller förhindra skador av nämnda art måste betongen isoleras mot inträngande vatten, dessutom måste fritt vatten i betongen tillåtas att komma ut. Det vill säga att en isolering bör vara vattentät och diffusionsöppen.

Lim

Som lim har epoxiplasterna många användningsområden. Trä, metall och stenmaterial kan med framgång limmas mot varandra eller mot betong. Epoxiplasternas höga draghållfasthet och vidhäftning gör dem lämpade att förankra bult och wire i betong och berg. Lim baserat på epoxi är lösningsmedelsfritt och har därför en mycket ringa krympning.  Beroende på de material som skall limmas och på limstället  bör man välja lim med rätt elasticitet, viskositet och härdtid.  Är limfogen utsatt för kemikalier bör hänsyn tagas till detta. Se Limning.

betongforstarkFörstärkning av betongkonstruktioner

Tack vare epoxilimmernas förmåga att ta upp stora drag och skjuvspänningar är det möjligt att förstärka en betongkonstruktion, t.ex. en brobana, så att den kan ta upp en större last.

Metoden går ut på att limma stålplåt eller kolfiber på betongen för att öka armeringsarean. Det är möjligt att förstärka både för böjkrafter och tvärkrafter. Epoxilimmet måste ha de rätta egenskaperna både vad gäller konsistens och hållfasthet för att limfogen skall kunna överföra krafterna till den påförda armeringen. Metoden att förstärka broar är antagen av Vägverket och används allmänt för att öka bärigheten på en stor del av brobeståndet.

Limning av ny betong mot gammal

Ett mycket intressant användningsområde är limning av färsk betong mot hårdnad gammal och ny betong. Det är ett känt faktum att vidhäftningen betong mot betong och betong mot berg är relativt dålig, bom uppstår ofta. För att undvika detta kan specialkomponerade epoxilimmer anbringas på den hårda betongen som skall övergjutas, direkt efter limningen gjutes den färska betongen. Epoxilimmet är så konstruerat att härdtiden är längre än betongens varför en sammanlimning av betongytorna sker.

Lim av sistnämnda typ skall innehålla fyllnadsmedel som förhindrar en alltför kraftig penetrering av limmet, vidare får lösningsmedel ej förekomma. Betong som gjutes mot en limmad yta skall hållas torrare än normalt på grund av att inget vatten sugs upp i underliggande betong.

Lagningsmaterial

Som lagningsmaterial används epoxiplasterna för hål och skador i form av spackel, betonglagningsmassa och epoxibetong. Till exempel vid gjutsår, slagskador, saltskador, skador vid elementframställning, vid betongpålskador. Ett annat exempel är som tätningsmaterial omkring infästningar, exempelvis runt räckestolpar.

Injektering

En annan specialvariant av limning med epoxiplast är injektering i sprickor och bom i betong och berg. Metoden går ut på att pumpa in lågviskös epoxiplast i sprickor. Plasten limmar därvid ihop de isärspruckna ytorna. Det finns mycket som talar för att en sprucken konstruktion skall repareras, nämligen:

  1. En sprucken betong kan ej fördela belastningen den var avsedd för.
  2. Sprucken betong fryser lätt sönder.
  3. Korrosion uppstår i armering.
  4. Rent läckage.

Injektering behandlas utförligare i kapitel Applicering och funktion.

Laminering

Inom bygg- och anläggning förekommer också laminering med epoxi och olika fibrer, främst glasfiber. Exempel på användning är invändig beläggning i kemikalietankar och renovering av avloppsrör.

Elektro och elektronik

Så som framgår av figuren är det största användningsområdet för epoxi elektro och elektronik. Epoxins elektriska isoleringsförmåga i kombination med liten fuktpåverkan gör den lämplig för tillverkning av kretskort som finns i de flesta apparater som TV, datorer, kameror etc. Även till komponenter, som kondensatorer, dioder och transistorer, används epoxi.

Epoxi används också för ingjutning av apparater för att skydda mot fukt eller andra aggressiva miljöer.

Flyg

Inom flygindustrin används epoxi i första hand som laminat. Styrkan hos ett kolfiber-epoxilaminat, i förhållande till vikten, är mycket hög i jämförelse med stål och aluminiumlegering. Den viktbesparing som görs innebär stora fördelar.

Modellflygplan för tävlingsändamål tillverkas ofta av epoxilaminat, även detaljer som propellrar tillverkas av kolfiber och epoxi.

Bil

Inom bilindustrin används epoxi främst som konstruktionslim och ersätter då svetsning. Dessa epoxilimmer är av enkomponentstyp, dvs. härdaren är inblandad i limmet. Härdning sker sedan på några sekunder vid hög temperatur. Inom bilindustrin används epoxi även för tillverkning av pressverktyg för plåt vid framtagning av nya bilmodeller. Extrema tävlingsbilar tillverkas som regel av epoxi och kolfiber.

Återigen är det styrka och låg vikt som gäller.

Marina konstruktioner

Till marina konstruktioner räknas naturligtvis alla typer av båtar. Av tradition tillverkas de flesta ”plastbåtar” av esterplast. När det gäller båtar med hög prestanda, t.ex. tävlingsbåtar, är epoxi ett bättre alternativ. Epoxins högre hållfasthet och lägre vattenabsorbtion gör att laminaten i skroven kan göras tunnare och därmed lättare.

Epoxi används i stor utsträckning för att hindra vattenabsorbtion i båtar byggda av esterplast. Vattenabsorbtionen i esterplast kan leda till hydrolys, dvs nedbrytning. Ett skikt på endast 0,3 mm epoxi förhindrar vatten att tränga in i esterplast.

På oljeborrplattformar används epoxi som skyddsbeläggning på stål, både som kraftiga golvbeläggningar och som avanserat korrosionsskydd.

Pulver

Med pulver menas i detta sammanhang högmolekylärt epoxiharts och härdare som malts tillsammans. Detta pulver kan sedan sprutas på ett upphettat underlag, där det smälter och härdar till en färgfilm. Exempel är tvättmaskiner och korrosionsskyddade armeringsjärn.

Emballage och band

Den invändiga lacken i t.ex. konservburkar utgörs ofta av epoxilacker. Porfrihet och kemikaliebeständighet utmärker sådana lacker. Dock skiljer sig härdningsförfarandet, vilket gör att det är olämpligt att jämföra kemin med vanlig tvåkomponent epoxi.

Övrigt

Inom övrigt kan mycket rymmas. En mycket starkt växande applikation är tillverkning av propellerbladen till vindkraftverk.

Epoxi används i relativt stor utsträckning för tillverkning av formverktyg. Exempel på sådan tillverkning kan vara plåtpressning, polyuretangjutning, RTM, vakuumformning, formsprutning och formblåsning.

Sådana verktyg används både för serieproduktion av detaljer och för snabb framtagning av prototyper.