Что такое эпоксидная смола?

Логотип компании Good Floor

Скорее всего, любой человек хотя бы раз в жизни слышал слово «эпоксидка». Это короткий вариант названия эпоксидной смолы – особой разновидности синтетических смол. Впервые она увидела свет в пятидесятых годах прошлого века, и почти тут же обрела популярность.

Применяют эпоксидные смолы как в домашнем хозяйстве, так в промышленном производстве, чему способствуют их универсальные свойства. Кроме того, эпоксидные смолы постоянно совершенствуются, с завидной частотой разрабатываются новые составы, за счет чего широта их использования непрерывно растет.

Чем является эпоксидная смола

С точки зрения химии, эпоксидная смола – это синтетическое олигомерное соединение. Почти каждая сфера промышленности так или иначе использует эпоксидную смолу. Но для того, чтобы эпоксидка проявила свои свойства, использовать ее нужно только с отвердителем. Именно благодаря такому комбинации разных эпоксидных материалов с отвердителями, можно добиться совершенно разных результатов полимеризации: от жестких, прочных материалов и до мягких и растягивающихся.

Также отвержденные эпоксидные составы отличаются незначительной усадкой, и не выделяют летучих веществ. Есть ряд свойств, которыми обладает большинство эпоксидных смол:

  • Устойчивость к воздействию кислот, щелочей и галогенов.
  • Растворяются без возникновения пленки в сложных эфирах, а так же ацетоне.

Отвердитель – что это

В эпоксидный состав входят два компонента, которые вступают в реакцию полимеризации при смешивании. Отвердитель – это полимеризирующий компонент. Как было сказано раньше, скомбинировав различные отвердители и смолы можно получить такие же различные эпоксидные композиции.

Такими отвердителями могут выступать фенолы, третичные амины, или их аналоги. Соотношение отвердителя и смолы сильно зависит от ее состава и отличается довольно широкими пределами. Кроме того, следует учитывать, что реакция полимеризации является необратимой, поэтому расплавить или растворить застывшую смолу невозможно.

Правильное соотношение смолы и отвердителя

Нарушение пропорций в эпоксидном составе приводит к целому ряду неприятных последствий, таких как снижение прочности, устойчивости к нагреванию, воде и сильнодействующим химическим веществам. Если отвердителя будет недостаточно, изделие будет липким, потому что в нем останутся излишки несвязанной смолы. Если же, наоборот, отвердителя будет слишком много, он начнет выделяться на поверхности полимера.

В современных компаундах соотношения смолы и отвердителя чаще всего встречается в пропорциях 1:2 или 1:1.

Как повысить скорость отверждения эпоксидной смолы

Многие считают, что чем больше взять отвердителя, тем быстрее произойдет отверждение. Это довольно распространенное убеждение, но оно является некорректным. На самом деле, самым простым способом ускорения реакции является простое повышение температуры самой реагирующей смеси. Например, повышение температуры на 10°С ускорит полимеризацию в 2-3 раза. Но кроме того, существуют специальные компаунды, содержащие ускорители отверждения, и эпоксидные составы со способностью затвердевать при низкой температуре.

Именно температура и состав самой смеси являются основными факторами, влияющими на скорость отверждения эпоксидной смолы.

Преимущества эпоксидной смолы перед другими материалами

  Фото: пол с эпоксидной смолы

Сравнивая эпоксидную смолу с другими аналогичными материалами, нельзя не отметить, что она имеет перед ними целый ряд преимуществ. Например:

  • Более прочное клеевое соединение;
  • Минимальная усадка;
  • Отвержденная эпоксидная смола имеет низкую водопроницаемость;
  • Устойчивость к абразивному износу;
  • Физико-механические параметры на более высоком уровне.
  • Различные виды эпоксидных составов.

Различные виды эпоксидных смол и применяемых составов отвердевают при разных температурах, и диапазон их довольно широк, от -10° С до +200° С. Поэтому и различают смолы холодного и горячего отверждения.

Компоненты горячего типа чаще всего применяют тогда, когда необходимо изготовить более прочное изделие, рассчитанное на высокие нагрузки и устойчивость к активным химическим веществам, потому что при их использовании формируется более густая сетка полимерных молекул.

Холодное отверждение применяют на небольших производствах или в быту, а также там, где термическая обработка не допускается или не представляется возможной. Кроме этих видов, известны так же эпоксидные составы, которые застывают в морской воде или просто при высокой влажности.

Применение эпоксидной смолы

фото: эпоксидная смола для гидроизоляции

Еще с середины прошлого века эпоксидные смолы широко известны и часто применяются. В последние годы их стали использовать в гораздо более разнообразных сферах, но основными все еще остаются такие как:

  • Пропитка стеклоткани или стеклонити. В качестве пропиточного средства или клея для деталей эпоксидные смолы используют в радиотехнике, радиоэлектронике, авто- и авиапромышленности, корабле- и машиностроении, а так же при производстве стеклопластика и строительстве.
  • Покрытие для гидроизоляции. Эпоксидную смолу часто применяют, чтобы изолировать помещения с повышенной влажностью, например пола и стен подвалов или бассейнов.
  • Химически стойкого покрытия. Используется в качестве внутренней и наружной отделки зданий, повышения прочности и гидроизоляции пористых материалов, таких как дерев, или бетон.
  • Получения прозрачного шлифованного материала. Добыть его можно залив эпоксидную смолу в форму, и обработав. Широко применяется в дизайнерском деле, строительстве и даже в быту.
В нашей компании можно заказать монтаж эпоксидного наливного пола в Украине по самой выгодной цене

Как правильно подготовить поверхность для нанесения эпоксидной смолы

Правила, которые необходимо исполнить для качественного прилипания (так же называют адгезией) эпоксидной смолы, совсем не зависят от типа и вида поверхности, на которую ее наносят.

  • Обезжиривание. Первое, что необходимо сделать – очистить поверхность от следов жира или нефтепродуктов. Достичь этого можно применив сильные моющие средства.
  • Отсутствие глянца. Необходимо снять тонкий верхний слой, путем шлифования. Для маленьких поверхностей можно использовать наждачную бумагу, а для больших – специализированные шлифовальные машины. Остатки пыли можно убрать при помощи промышленного пылесоса.

Для изготовления слоистого стеклопластика или послойной укладки эпоксидных полов, красок и лаков необходимо наносить каждый слой покрытия на не застывший предыдущий.

Нижний слой может быть посыпан песком, а после отверждения песок необходимо удалить. Это допускается в случае, если не противоречит требованиям к готовому продукту.

Эпоксидный клей, его свойства и применение

Особенно хорошо известны свойства эпоксидной смолы как клея, поэтому ее довольно часто используют именно в таком ключе. Потому что это именно это вещество лучше всего подходит для склеивания материалов с непористой поверхностью (алюминия, плотные породы дерева, керамика и другие), а так же для создания защитных слоев.

Лучше всего в качестве клея подойдут составы с высокой адгезией по отношению к различным материалам. Такие клеи будет весьма универсальным, но конечные свойства все равно будут сильно разниться после отверждения. Клей из эпоксидной смолы может быть как жестким, так и эластичным.

Специальные составы, выпускающиеся для работ в бытовых условиях, не требуют соблюдения точных пропорций между отвердителем и смолой, и она колеблется от 100:40 до 100:60. Обычно в комплект таких составов входит отвердитель именно холодного типа.

Эпоксидный клей по праву называют одним из самых надежных и универсальных средств. Этому способствует прочность соединения и качество адгезии такого вещества, поэтому его широко применяют почти во всех сферах деятельности, от обувных мастерских и до авиастроения.

Как сделать эпоксидный клей самостоятельно

Чтобы получить клей несколько граммов эпоксидной смолы и отвердителя смешивают при комнатной температуре. Обычно пропорция составляет 1:10, но точного соблюдения этого не потребуется. Не критично, если отвердителя будет больше, в пропорции 1:5. Небольшую партию смолы и отвердителя лучше смешать вручную.

Как сделать большой объем эпоксидной смолы самостоятельно

Важно помнить одну из главных особенностей эпоксидной смолы – чем больше количество эпоксидного материала, тем большее количество тепла выделится. Незнание этого принципа может привести к довольно серьезным неприятностям при изготовлении большого объема эпоксидной смолы. Если эпоксидная смола с отвердителем не рассчитана на смешивание в больших количествах, то реакция пройдет мгновенно и использовать смесь дальше будет невозможно.

Лавинообразное разогревание смолы делает реакцию полимеризации быстрее, а тепла начинает выделяться еще больше. Поэтому худшее, из неприятных последствий – это выделение едкого дыма, вскипание смеси и даже самовозгорание. Поэтому прежде, чем использовать смолу, необходимо поинтересоваться у специалиста, для каких именно целей она предназначена. Конечно, лучше всего сделать это еще перед покупкой. Если состав предназначен для большого объема – отливка получится качественной, прозрачной, без возникновения пузырей.

Естественно, технология производства нескольких килограммов эпоксидки отличается от замешивания небольшого объема клея. Смолу необходимо нагреть прежде, чем добавить пластификатор и отвердитель. Это делается для того, чтобы уменьшить ее вязкость. Если долго хранить смолу, она сама станет вязкой и может помутнеть, но эти дефекты можно устранить, подогрев смолу на водяной бане. Для этого емкость со смолой нужно опустить в воду и нагреть до ~50-60°С. Нельзя забывать так же, что каждые +10°С ускоряют реакцию полимеризации в 2-3 раза. Нельзя допустить, чтобы смола вскипела. Такой состав станет мутно-белым и вспенится, а так же будет непригоден для дальнейшего использования.

Иногда, чтобы уменьшить вязкость, добавляют растворители и разбавители, что, однако, влечет за собой сильную потерю качества изделия. Прочность и теплостойкость такого материала будет снижена даже при сравнительно небольшом (5-7%) объеме концентрации разбавителя. А когда в дальнейшем он «выпотеет» из изделия, это пошатнет его качество еще сильнее.

Если смола не водоразбавляемая, наличие в ней воды необходимо полностью исключить. Если в эпоксидную смолу попадет вода, она станет мутной и потеряет свои свойства. Но водоразбавляемый состав ничего не потеряет, он создан специально для этого. Водоразбавляемую смолу специально разводят дистиллированной водой, ради получения дисперсии.

Начинается процесс смешивания эпоксидного материала с добавления пластификатора. При смешивании эпоксидной смолы с ДБФ саму смесь необходимо нагреть, при применении ДЭГ-1 – только перемешать. Лучше всего использовать для этих целей строительный миксер или специальную насадку на дрель, для более качественного смешивания. Пропорцию подбирают в зависимости от требований к пластичности изделия, но наиболее часто использованной считается 5-10% доля пластификатора.

Позже, в эпоксидную смолу и смешанный с ней пластификатор, добавляют отвердитель. Лучше всего остудить эпоксидную смолу до 30°С, чтобы не началось возгорание. Рекомендуемая пропорция смолы и отвердителя – 1:10, но иногда соотношение варьирует от 1:5 до 1:20. Чтобы отвердитель равномерно растворился в смоле, необходимо будет постоянно помешивать смесь. Если этого не делать, смесь будет неоднородной, а несвязанный отвердитель выпотеет – появится на поверхности изделия. Чтобы сделать смесь еще более качественной рекомендуется вливать отвердитель тонкой струйкой, очень медленно, при постоянном перемешивании.

Допустить «вскипание» эпоксидной смолы легко – даже временное повышение концентрации отвердителя может причинить такую реакцию, но так произойти не должно. Из-за этого смола станет матово-белой, утратит свои свойства и перестанет быть пригодна к использованию. Для большего объема лучше всего подойдет дрель со специальными насадками и низкими оборотами, чтобы перемешивать. Нужно помнить, что реакция эпоксидной смолы и отвердителя производит много тепла. Иногда смола застывает слишком быстро и становится непригодной к использованию. Это происходит из-за повышенной температуры или передозировкой отвердителем.

«Время жизни» эпоксидного состава

«Время жизни» эпоксидной смолы – это промежуток времени, в котором она сохраняет жидкое или вязкое состояние после смеси с отвердителем, и пригодна для переработки. У разных смол и отверждающих компонентов это время отличается и зависит от температуры, вида и количества отвердителя. Обычно смесь пригодна к использованию в течении 30-60 минут.

Как сделать из эпоксидки объемное изделие

Изготовить крупное изделие из смолы не так легко, как могло бы показаться. В нем не должны присутствовать пузырьки воздуха, само изделие должно быть прозрачным, а отверждение должно быть равномерным, как в толщине, так и в плоскости. Материал обычно наносят слоями, если толщина изделия больше, чем 2мм.

Часто эпоксидную смолу заливают в формы, а чтобы легко отделить изделие, форму смазывают техническим вазелином, или другим любым техническим жиром. Придать изделию цвет можно при помощи порошкового красителя. Как только работа будет завершена, изделие выдерживают при температуре лишь слегка выше комнатной. Первичная полимеризация наступает лишь спустя 2-3 часа, после чего изделие должно отлипнуть и его прогревают в жарочном шкафу 5-6 часов, чтобы ускорить процесс отверждения.

Полимеризация при комнатной температуре может занять до семи дней, а при добавлении ТЭТА (триэтилентетрамин) в состав поверхность изделия может сохранить липкие свойства.

После того, как изделие будет отлито, его можно поддать механической обработке.

Для отливки массивных изделий лучше не использовать эпоксидную смолу отечественного производства, так как она неровно отвердевает в толще.

Как придать цвет эпоксидной смоле

Фото: цветной пол с эпоксидной смолы

Трудно сделать эпоксидный состав другого цвета в домашних условиях. Для того, чтобы добиться такого результата и позволить пигменту равномерно распределиться, производители используют многие поверхностно-активные вещества (ПАВ) в составе эпоксидной смолы. Пигментирование может снизить прозрачность смолы, потемнеть, или поменять цвет в процессе. Добавлять пигмент следует до катализатора, но после воска.

Какие материалы подходят для комбинации с эпоксидными смолами

Эпоксидные смолы могут использоваться с тканными материалами, чтобы улучшить сцепление в условиях жесткой эксплуатации, но из-за высокой стоимости не применяются широко.

Также эпоксидные смолы можно комбинировать с другими видами смол, например, с полиэфирными. Самое главное, чтобы разные виды смол не контактировали между собой в неотвержденном виде. Жидкую эпоксидную смолу, например, следует наносить только по верх полиэфирного слоя, так как полиэфирная смола плохо держится на эпоксидной. В случае необходимости именно такого нанесения, поверхность эпоксидного слоя зачищают наждачной бумагой или растворителем, для повышения адгезии.

Техника безопасности

Следует помнить, что эпоксидная смола в неотвержденном виде может быть опасной для здоровья, поэтому необходимо принять все возможные методы предосторожности. Многие эпоксидные компаунды могут вызвать поражения кожи (ожоги, дерматиты) и органов дыхания.

Очень важно соблюдать следующие правила, при работе с эпоксидными составами:

  • Не использовать как тару для смешения посуду, которая предназначена для хранения продуктов.
  • Производить все работы только в специальном оборудовании (спецодежда, перчатки, с защитным кремом; при шлифовке – очки и респиратор).
  • Хранить эпоксидно-диановую смолу в хорошо закрытой емкости, не дольше 12 месяцев и при температуре, не превышающей 40°С.
  • При попадании эпоксидной смолы на кожу немедленно смыть водой с мылом, или вытереть денатурированным спиртом.
  • Работы выполнять только в помещении с приточно-вытяжной вентиляцией.

Особенности эпоксидной смолы ЭД-20

ЭД-20 – олигомер на основе диглицидилового эфира дифенилолпропана.

Чтобы отвердить ЭД-20 могут быть использованы различные вещества – ароматические и алифатические амины, полиамиды, поликарбоновые кислоты и их ангидриды, фенолформальдегидные смолы и другие соединения. Характеристики ЭЖ-20 могут варьировать в широком диапазоне, в зависимости от вида отверждаемого агента.

ЭД-20 используют на производствах в чистом виде, в составе композиционных материалов. Чаще всего применяют как:

  • компаунды: заливочные и пропиточные;
  • клей;
  • герметик;
  • защитные покрытия;
  • армированный пластик.

Не является взрывоопасной, но может загореться в источнике огня. Содержит летучие вещества в микроскопических количествах, которые находятся на 2-ом уровне опасности по степени воздействия на организм человека (толуол и эпихлоргидрин).

Параметры качества эпоксидной смолы

Очень важно проверить стандарты качества покупаемой эпоксидной смолы еще до покупки, особенно если объем смолы должен быть большой. Ниже представлен список показателей эпоксидной смолы ЭД-20 по ГОСТ 10578-84 (высший сорт):

  • Внешний вид – без следов воды или механических включений, прозрачная и высокой вязкости.
  • Цвет по железокобальтовой шкале не превышает 3.
  • Динамическая вязкость, при 20°С – 13-20Па*с.
  • Не менее 8 ч - желатинизация с отвердителем.
  • Возможны содержания различных химических соединений: хлора – 0.001%, омыляемого хлора – 0.3%, гидроксильных групп – 1.7%, летучих веществ – не более 0.2%.
  • Массовая доля эпоксидных групп должна составать 20 – 22.5%.
  • Упаковывают эпоксидные смолы в стальные ведра, барабаны, или бочки. Стоимость равна от 140 до 220 руб/кг, и зависит от объема упаковочной тары.

Эпоксидная смола как защитное покрытие древесины

Эпоксидное покрытие древесины способно обеспечить водонепроницаемый барьер и стабильный уровень влаги. Чаще всего такую эпоксидную смолу применяют для того, чтобы защитить лодки и яхты при их изготовлении или ремонте. Пластифицированная эпоксидная смола, которая обладает вполне неплохой упругостью и эластичностью, чаще всего используют для деревянных лодок. Именно благодаря своей особенности, эта смола позволяет обрабатывать детали отдельно на столе, и только после устанавливать их на саму лодку. Чтобы защита была хорошей и качественной, смолу смешивают с отвердителем в правильной пропорции, затем сначала резиновым шпателем, а затем поролоновым валиком ровным слоем укладывают на корпус лодки.

Следующий слой наносят только тогда, когда поверхность этого перестает липнуть. Для большей надежности склеивания лучше всего шлифовать каждый слой вручную. Сделать это можно шлифмашинкой или наждачной бумагой. Шлифование последнего слоя можно заменить на циклевание, снимая тонкий слой стружки эпоксидной смолы. Так как эпоксидное покрытие – прекрасная основа для лака, в завершении работ наносятся два лаковых слоя. С эпоксидной смолой лучше не работать на ярком солнце.

Как пропитывать стеклоткань с помощью эпоксидной смолы

Очень часто любые наружные поверхности лодок или яхт покрываются эпоксидной смолой со стеклотканным армированием. Такое покрытие сильнее обезопасит лодку, поскольку обладает свойствами износоустойчивости, водонепроницаемости, противостояния ударам. Сам процесс оклейки не сложен, что совсем не зависит ни от вида эпоксидной смолы, ни от типа стеклоткани. Все, что нужно – просто приклеить ткань к наружной поверхности корпуса. Самая важная задача – не допустить перерасход эпоксидной смолы. Чтобы этого не случилось, необходимо:

  • Нанести предварительный слой смолы;
  • После его отверждения заделать впадины смесью смолы;
  • Выровнять все выступы и наплывы;
  • Протереть пыль при помощи влажной и чистой тряпки;
  • Раскатать стеклоткань по поверхности;
  • Надежно закрепить ее малярной лентой.

Разводить слишком много смолы с отвердителем не нужно, лучше остановиться на объеме в приблизительно полкилограмма (расход на 300г на кв.м). Для горизонтальной поверхности следует просто налить смолу на поверхность зигзагообразными линиями, а позже аккуратно распределить резиновым шпателем. Наклонную поверхность лучше обработать валиком. Чтобы смола распределилась равномерно, не оставалось пузырьков воздуха, и сцепление было прочным, следует пройтись по прикрепленной стеклоткани чистым валиком еще раз. После затвердевания покрытия лишнюю стеклоткань удаляют с помощью бритвы.

Надежность, долговечность и прочность

Эпоксидная смола – популярный материал, который вряд ли когда-нибудь будет забыт. Благодаря постоянному его развитию уже сейчас на рынке появилось множество новых видов компаундов, которые куда более эффективны, чем их предшественники, а так же куда более безопасны. Сложно теперь представить производства, в которых не используются эти составы, места, где им нельзя найти применение. Именно поэтому эпоксидной смоле удается так успешно конкурировать с другими популярными материалами: керамикой, деревом, металлом. Из-за своей устойчивости, долговечности, неподверженности коррозии они более прочные и надежные, чем остальные материалы.

Эпоксидные материалы можно применить где угодно, именно поэтому их ждет большое будущее.

Расскажите друзьям: Поделиться в Facebook Добавить в Twitter Поделиться ВКонтакте Поделиться Google+ Поделиться в Pinterest Поделиться в LinkedIn
Логотип компании Good Floor
г. Киев, ул. Зоологическая, 4А, оф. 139
© COPYRIGHT 2018 Наливные полы Good Floor