Laminando com Resinas Epoxy

As resinas epoxy são uma classe de resinas termofixas com amplo espectro de viscosidade, reologia e velocidade de cura, o que possibilita seu uso em uma grande variedade de aplicações como, por exemplo, resinas de laminação, adesivos, selantes, tintas e vernizes. Por incrível que pareça, apenas 5% das resinas epoxy consumidas no mundo são utilizadas para laminação de materiais compostos e desse universo 95% é utilizada na fabricação de pás eólicas.

Gráfico 1. Uso da resina epoxy no Brasil

Resinas epoxy podem ser definidas como todas aquelas em que as ligações químicas ocorrem através de grupos de radicais epoxy. No estado básico, essas resinas podem ser líquidas ou sólidas. No estado sólido, elas são termoplásticas, com a habilidade de serem dissolvidas pelo calor e endurecidas pelo resfriamento. Sua conversão em uma resina termofixa ocorre através do processo de polimerização pela adição de um endurecedor que inicia uma reação irreversível de ligação entre as moléculas. Os endurecedores compõem parte da estrutura polimérica final da resina, portanto sua escolha possui influência no desempenho mecânico das peças finalizadas.

A taxa de resina/endurecedor é muito diferente de outras resinas e, dependendo do sistema utilizado, pode variar em 100:12, 100:25, 100:30 e até mesmo 100:50 partes em peso de resina e endurecedor. Para o construtor de barcos as resinas que costumam apresentar melhores características mecânicas a temperatura ambiente costumam variar a proporção resina endurecedor de 100:26 até 100:33.

O gel time da resina epoxy pode variar entre poucos minutos e várias horas, conforme a necessidade do construtor. Essa grande vantagem em relação a outras resinas pode ser controlada pela escolha do tipo de endurecer, que pode ser lento, médio ou rápido. Uma combinação de endurecedores pode ser utilizada para que se alcança um tempo de gel adequada para uma determinada peça. Um erro muito comum cometido pela maioria dos laminadores é aumentar ou diminuir a proporção de endurecedor indicada pelo fabricante para modificar o tempo gel. Ao contrário das resinas poliéster e estervinílicas, a resina epoxy não pode sofrer alteração na proporção de endurecedor pois a cura final do laminado será seriamente afetada.

Com seu gel time variando entre 15 minutos e 12 horas, as resinas epoxy possuem formulações adequadas para laminações manuais, vacuum bag e até mesmo infusão.

Há uma certa resistência por parte dos construtores de barcos de produção seriada em usar resinas epoxy por questões de custo, mas atualmente já se encontram opções com propriedades mecânicas excelentes para laminação e cura à temperatura ambiente com um custo bem acessível. No entanto, a resina é apenas uma pequena parte do custo total do barco. No caso de utilização de fibras como Kevlar® e carbono, este valor é uma pequena parcela a ser considerada pelo aumento significativo de performance no laminado.

Se esse tipo de resina for utilizado com precisão é possível se obter teores de resina até duas vezes menores que nos laminados convencionais em resina poliéster, o que também proporciona melhores propriedades mecânicas e necessidade de uma quantidade menor de fibras de reforço para o mesmo trabalho. Assim, computando o peso final do laminado, peso da resina, resistência e velocidade de construção, é possível concluir que a diferença em termos de custo das resinas poliéster e epoxy pode não ser tão discrepante.

Comentários (28)

  • Guilherme Freitas disse:

    Por qual motivo epoxys com proporções de resina e endurecedor entre 100:26 até 100:33 são os mais indicados para construção de barcos?

    • Barracuda Composites disse:

      Essa faixa de proporções é a que garante as características mais adequadas de dureza e módulo de elasticidade para laminação de compósitos. Outras proporções são adequadas para outros tipos de aplicação, já que fornecem características finais diferentes para as resinas.

  • Fernanda Simas disse:

    Vale a pena utilizar resinas epoxy em laminados de fibra de vidro? Ou é viável utilizar esse tipo de resina apenas com fibras de carbono ou aramida?

    • Barracuda Composites disse:

      Isso depende da aplicação do seu laminado. Se você utilizar resina epoxy e um laminado de fibra de vidro, com certeza as propriedades mecânicas serão melhores, mas você deve analisar se os requisitos da sua peça se beneficiam dessa melhora, ou se eles já seriam cumpridos com o uso de uma resina com menor valor. No fim, o fator de custo pode ser determinante.

  • Sonia Ribeiro disse:

    Qual resina é mais indicada para revestir uma mesa de madeira com uma camada de aproximadamente 3mm? Quanto rende um litro em metros quadrados para a espessura de 3mm?

    • Barracuda Composites disse:

      Olá, Sonia

      Não trabalhamos com resinas de acabamento, apenas com resinas de laminação com funções estruturais. No entanto, as características mais importantes das resinas de acabamento são a baixa viscosidade, que vai fazer com o produto seja fácil de ser trabalhado, e a transparência, para proteger sua peça sem que o visual fique prejudicado.

  • Ricardo disse:

    Tenho um pequeno barco de cedro e preciso laminar um tecido de fibra de vidro com uma resina epóxi clear,para posteriormente envernizar. Vocês teriam?

    • Barracuda Composites disse:

      Bom dia, Ricardo

      Você pode conferir todas as opções de tecidos e resinas epoxy que temos no site da e-composites. Lá, há uma gama de tecidos de fibra de vidro pelos quais você pode optar. As resinas possuem colorações, no entanto, garantirão a integridade estrutural e a proteção da sua embarcação.

  • Hélio O. Schmaedecke disse:

    Boa noite. Na laminação de um casco de um veleiro 31 pés com fibra de carbono é necessário o uso de manta ou vai só o tecido?

    • Barracuda Composites disse:

      Olá, Helio

      Se você vai utilizar fibra de carbono em conjunto com resina epoxy, que tem propriedades de adesão excelentes, não é necessário utilizar manta entre as camadas. Dependendo do tipo de núcleo e do processo de construção que você vai utilizar, talvez seja necessário utilizar algumas camadas de manta apenas para formar o skin coat e garantir a qualidade do acabamento do seu veleiro e evitar o fenômeno de print-through.

  • JOSÉ ROBERTO DE FREITAS DIAS disse:

    Olá,
    Na laminação do tecido de fibra de vidro existe alguma proporção entre o peso do tecido (ou outro parâmetro) para calcular a quantidade de resina epóxi que irei utilizar? Ampliando a pergunta para outros casos, como devo proceder com os tecidos de carbono e o de aramida?

    • Barracuda Composites disse:

      Olá, José Roberto

      A quantidade de resina pode ser estimada em função do método construtivo que você vai utilizar. Na laminação manual, o peso da fibra costuma representar 40% do peso final do laminado (então 60% será composto de resina). Na laminação por vacum bagging, o teor de fibra fica em torno de 50% e na infusão, em torno de 60%. Sempre considere uma quantidade extra em função da perda de resina em cada um desses métodos. Você pode encontrar mais informações sobre isso no livro Métodos Avançados de Construção em Composites!

  • Francisco Bittar disse:

    já ouvi dizer que o epoxi não tem muita resistência contra raios UV, mas a consequência disso é só o ”amarelamento” da resina ou tem alguma perda de propriedades mecânicas ?
    Já vi também resinas epoxi que dizem ter proteção UV, (geralmente mais caras), e isso resolveria essa questão? Ou eu teria que ainda aplicar um verniz PU por cima para proteger a superfície ainda mais?

    • Barracuda Composites disse:

      Olá, Francisco

      Em teoria, as propriedades mecânicas não são afetadas por esse amarelamento. Os raios UV causam uma degradação que se restringe à superfície do laminado apenas e sua resistência não é afetada.

      É interessante, no entanto, utilizar verniz de PU mesmo em resinas que tem essa proteção UV porque eventualmente, a resina vai adquirir esse tom amarelado, só irá levar mais tempo. Apesar de não afetar as propriedades mecânicas por si só, esse amarelamento pode causar uma textura na superfície do laminado e facilitar a entrada de água e esse efeito combinado, por sua vez, pode prejudicar as propriedades mecânicas.

  • Carlos Augusto disse:

    A colagem de aluminio com outros materiais, fibra, madeira, etc.., utilizando Epoxi. tem resistência mecânica e térmica ? Se sim, esta técnica deve ser utilizada antes da resina endurecer ou depois disto aplicar nova camada da mesma ?

    • Barracuda Composites disse:

      Olá, Carlos

      Adesivos estruturais baseados em resina epoxy misturados com uma combinação de cargas podem ser utilizados para colagem de materiais dissimilares, incluindo a colagem de alumínio com os materiais que você citou.
      Os requisitos para qualquer adesivo estrutural, seja para colagem de materiais compostos ou para materiais dissimilares, você pode conferir no nosso post sobre o assunto.

      Mas de forma geral, a ideia é que o adesivo sempre tenha resistência ao cisalhamento o suficiente para não ser o responsável pelo colapso da estrutura e, portanto, você pode dimensionar esse elemento para ter mais resistência que os outros componentes nesse aspecto.

      Já a resistência à temperatura de resinas e adesivos pode ser relacionada com a temperatura de transição vítrea, ou Tg. Sistemas de resina, e consequentemente de adesivos epoxy, podem alcançar Tg de 140°C, por exemplo. Para esse patamar de Tg, é necessário realizar um ciclo de cura em altas temperaturas, mas também é possível alcançar resultados satisfatórios com curas em temperatura ambiente.

      De forma ideal, o Tg da sua resina ou do seu adesivo deve ser 15°C mais alto do que qualquer temperatura que sua peça irá encontrar durante o ciclo de vida.

  • Sérgio Gobbato disse:

    Estou iniciando a fabricação de um trawler, 33 pés ( 10m x 4m), utilizando 2 camadas de compensado naval de cedro puro de 9 mm. Na laminação externa estou inclinado a utilizar o tecido CM1808 (600g/m2 + 225 g/ m2) com resina epóxi.
    Qual resina epóxi devo utilizar?
    Esta solução seria a indicada por vocês?

    • Barracuda Composites disse:

      Olá, Sergio

      O tecido CM1808 é uma excelente opção para você junto com o sistema de resina epoxy AR720, desenvolvido para laminação manual com excelentes propriedades de adesão e que será capaz de proteger o compensado de madeira do contato com a água.

  • JOSÉ ROBERTO DE FREITAS DIAS disse:

    Acabo de construir uma pequeno casco (2,20 x 1,4 m) de aerobarco utilizando compensado, tecido de vidro e epóxi, como foi meu primeiro casco, acabou ficando pesado (70kg) devido aos reforços. Minha pergunta é qual seria a quantidade camadas que preciso em um casco pequeno como este, mesclando o tecido de vidro, fibra de carbono e uma camada externa de aramida de fundo de casco?

    • Barracuda Composites disse:

      Olá, José

      O plano de laminação vai depender do projeto estrutural da sua embarcação, que é bastante particular em um aerobarco.

      Se você deseja diminuir o peso do casco, a melhor opção seria estudar outros materiais de núcleo como a espuma PVC ou a de poliéster para regiões onde existe uma grande demanda de resistência à compressão.

  • Danilo Lemos disse:

    Olá. Vocês tem algum tipo de documento com as propriedades mecânicas das diferentes resinas epóxi comercializada por vocês? Ou até com as diferenças entre essas resinas de forma geral, utilização, etc?

  • Hyslan Maurício disse:

    Boa noite
    Há um construtor francês que tem um pequeno estaleiro aqui perto e em seus barcos apenas “umidece” o tecido com o rolo de lã
    Conheço a laminação, mas ele usa um décimo de resina, seus barcos são muito fortes e leves
    Ele tem muitos anos de experiência nisso
    Minha dúvida é, qual o limite mínimo de resina, proporcionalmente a fibra?
    Grato desde já por sua atenção

    • Barracuda Composites disse:

      Olá, Hyslan

      Falando sobre a teoria do funcionamento mecânico dos materiais compostos, quanto menos resina melhor. Ainda teoricamente, o limite máximo de fração volumétrica de fibra é de 78%, o que significa que, considerando uma fibra de vidro tipo E e uma resina poliéster comum, a cada 900 g de fibra, será necessário 100 gramas de resina.

      Na prática, esses números estão muito longe da realidade. Na Figura 1 desse post você pode ver que métodos avançados como prepreg que utiliza compactação por pressão atmosférica consegue chegar no máximo a um teor de fibra de 65%. A infusão a vácuo, 60%.

      O processo de laminação manual, por sua vez, consegue chegar a 40% ou 50%, a depender do laminador, o que significa que os pesos de fibra e de resina são aproximadamente iguais na peça. As propriedades mecânicas se beneficiam de um maior teor de fibras, mas é muito importante que elas estejam completamente impregnadas para que o composite funcione adequadamente, então é melhor que se trabalhe com um teor mais alto de resina do que sua estrutura apresente fibras secas.

  • Luan Martins disse:

    A resina epóxi AR720 possui um tom avermelhado como descrito, após curado ela perde esse tom ficando mais clara ou isso se mantém?
    Pergunto pois pretendo fabricar algumas peças em fibra de carbono com sistema de infusão e preciso de uma resina que não interfira na estética da fibra de carbono.

    • Barracuda Composites disse:

      Olá, Luan

      Todas as resinas epoxy com propriedades mecânicas altas o suficiente para construção de peças estruturais apresentam uma determinada coloração para que o construtor tenha certeza de que a resina e o endurecedor se misturaram completamente. Portanto o tom avermelhado se manterá após a cura.

      Tenha em mente também que a resina AR720 possui viscosidade adequada para laminação manual e não é indicada para infusão. Uma alternativa para você pode ser a resina LR135 Slow, com viscosidade mais baixa mais o endurecedor ainda possui coloração azulada.

      A resina AR320LV possui uma cor mais translúcida em comparação com as demais, mas ainda assim não é completamente transparente e ainda foi desenvolvida para laminação manual.

  • Lucas Sarracini disse:

    Quais as diferenças entre os filmes de vácuo, qual mais indicado para laminação manual a vácuo em moldes de peças com “quinas vivas”?

    • Barracuda Composites disse:

      Olá, Lucas

      Independente da peça que você vai laminar, o filme de vácuo deve ter capacidade de elongação de até 300% antes do rompimento. As variáveis que mais influenciam a seleção não só do filme de vácuo, como de todos os materiais consumíveis, são a temperatura do pico exotérmico da sua resina. Consulte essa informação no seu datasheet e selecione os materiais de vácuo que suportem temperaturas acima do pico exotérmico com alguma margem de segurança.

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