Що таке епоксидна смола?

Швидше за все, будь-яка людина хоча б раз у житті чула слово «епоксидка». Це короткий варіант назви епоксидної смоли – особливого різновиду синтетичних смол. Вперше вона побачила світ у п'ятдесятих роках минулого століття, і майже відразу набула популярності.

Застосовують епоксидні смоли як у домашньому господарстві, так і в промисловому виробництві, чому сприяють їх універсальні властивості. Крім того, епоксидні смоли постійно вдосконалюються, із завидною частотою розробляються нові склади, за рахунок чого широта їхнього використання безперервно зростає.

Чим є епоксидна смола

З точки зору хімії, епоксидна смола - це синтетична олігомерна сполука. Майже кожна галузь промисловості так чи інакше використовує епоксидну смолу. Але для того, щоб епоксидка виявила свої властивості, використовувати її потрібно лише з затверджувачем. Саме завдяки такій комбінації різних епоксидних матеріалів з затверджувачами, можна досягти абсолютно різних результатів полімеризації: від жорстких, міцних матеріалів і до м'яких, що розтягуються.

Також стверджені епоксидні склади відрізняються незначною усадкою, і не виділяють летких речовин. Є ряд властивостей, які мають більшість епоксидних смол:

• Стійкість до впливу кислот, лугів та галогенів.
• Розчиняються без виникнення плівки у складних ефірах, а також ацетоні.

Затверджувач – що це

В епоксидний склад входять два компоненти, які вступають в реакцію полімеризації при змішуванні. Затверджувач – це полімеризуючий компонент. Як було сказано раніше, скомбінувавши різні затверджувачі та смоли можна отримати такі ж різні епоксидні композиції.

Такими отверджувачами можуть виступати феноли, третинні аміни, або їх аналоги. Співвідношення затверджувача та смоли сильно залежить від її складу та відрізняється досить широкими межами. Крім того, слід враховувати, що реакція полімеризації є незворотною, тому розплавити або розчинити застиглу смолу неможливо.

Правильне співвідношення смоли та затверджувача

Порушення пропорцій в епоксидному складі призводить до цілого ряду неприємних наслідків, таких як зниження міцності, стійкості до нагрівання, води та сильнодіючих хімічних речовин. Якщо затверджувача буде недостатньо, виріб буде липким, тому що в ньому залишаться надлишки незв'язаної смоли. Якщо ж, навпаки, затверджувача буде занадто багато, він почне виділятись на поверхні полімеру.

У сучасних компаундах співвідношення смоли та затверджувача найчастіше зустрічається в пропорціях 1:2 або 1:1.

Як підвищити швидкість затвердіння епоксидної смоли

Багато хто вважає, що чим більше взяти затверджувача, тим швидше відбудеться затвердіння. Це досить поширене переконання, але воно є некоректним. Насправді, найпростішим способом прискорення реакції є просте підвищення температури самої суміші, що реагує. Наприклад, підвищення температури на 10°З прискорить полімеризацію 2-3 рази. Але крім того, існують спеціальні компаунди, що містять прискорювачі затвердіння, та епоксидні склади зі здатністю затвердіти за низької температури.

Саме температура і склад самої суміші є основними факторами, що впливають на швидкість затвердіння епоксидної смоли.

Переваги епоксидної смоли перед іншими матеріалами

 

Порівнюючи епоксидну смолу з іншими аналогічними матеріалами, не можна не відзначити, що вона має перед ними цілий ряд переваг. Наприклад:

• Більш міцне клейове з'єднання;
• Мінімальна усадка;
• Затверджена епоксидна смола має низьку водопроникність;
• Стійкість до абразивного зносу;
• Фізико-механічні параметри на вищому рівні.
• Різні види епоксидних складів.

Різні види епоксидних смол і застосовуваних складів твердіють при різних температурах, і діапазон їх досить широкий, від -10°С до +200°С. Тому й розрізняють смоли холодного та гарячого затвердіння.

Компоненти гарячого типу найчастіше застосовують тоді, коли необхідно виготовити більш міцний виріб, розрахований на високі навантаження і стійкість до активних хімічних речовин, тому що при їх використанні формується густіша сітка полімерних молекул .

Холодне затвердіння застосовують на невеликих виробництвах або в побуті, а також там, де термічна обробка не допускається або не представляється можливою. Крім цих видів, відомі також епоксидні склади, які застигають у морській воді або просто при високій вологості.

Застосування епоксидної смоли

Ще з середини минулого століття епоксидні смоли широко відомі і часто застосовуються. Останніми роками їх почали використовувати у набагато різноманітніших сферах, але основними все ще залишаються такі як:

• Просочення склотканини або склонитки. В якості просочувального засобу або клею для деталей епоксидні смоли використовують у радіотехніці, радіоелектроніці, авто- та авіапромисловості, кораблі- та машинобудуванні, а також при виробництві склопластику та будівництві.
• Покриття для гідроізоляції. Епоксидну смолу часто застосовують, щоб ізолювати приміщення з підвищеною вологістю, наприклад підлоги та стін підвалів або басейнів.
• Хімічно стійке покриття. Використовується як внутрішній і зовнішній оздоблення будівель, підвищення міцності та гідроізоляції пористих матеріалів, таких як дерев, або бетон.
• Отримання прозорого шліфованого матеріалу. Добути його можна, заливши епоксидну смолу у форму, і обробивши. Широко застосовується у дизайнерській справі, будівництві та навіть у побуті.

У нашій компанії можна замовити монтаж епоксидної наливної підлоги в Україні за найвигіднішою ціною

Як правильно підготувати поверхню для нанесення епоксидної смоли

Правила, які необхідно виконати для якісного прилипання (так само називають адгезією) епоксидної смоли, зовсім не залежать від типу та виду поверхні, на яку її наносять.

• Знежирення. Перше, що потрібно зробити – очистити поверхню від слідів жиру чи нафтопродуктів. Досягти цього можна застосувавши сильні миючі засоби.
• Відсутність глянцю. Необхідно зняти тонкий верхній шар шляхом шліфування. Для невеликих поверхонь можна використовувати наждачний папір, а для великих – спеціалізовані шліфувальні машини. Залишки пилу можна забрати за допомогою промислового пилососу.

Для виготовлення шаруватого склопластику або шарового укладання епоксидної підлоги, фарб і лаків необхідно наносити кожен шар покриття на не застиглий попередній.

Нижній шар може бути посипаний піском, а після затвердіння пісок необхідно видалити. Це допускається, якщо не суперечить вимогам до готового продукту.

Епоксидний клей, його властивості та застосування

Особливо добре відомі властивості епоксидної смоли як клею, тому її досить часто використовують саме в такому ключі. Тому що ця саме ця речовина найкраще підходить для склеювання матеріалів з непористою поверхнею (алюмінію, щільні породи дерева, кераміка та інші), а також для створення захисних шарів.

Найкраще як клей підійдуть склади з високою адгезією по відношенню до різних матеріалів. Такі клеї буде дуже універсальним, але кінцеві властивості все одно сильно відрізнятимуться після затвердіння. Клей із епоксидної смоли може бути як жорстким, так і еластичним.

Спеціальні склади, що випускаються для робіт у побутових умовах, не вимагають дотримання точних пропорцій між затверджувачем і смолою, і вона коливається від 100:40 до 100:60. Зазвичай у комплект таких складів входить отверджувач саме холодного типу.

Епоксидний клей по праву називають одним з найнадійніших і універсальних засобів. Цьому сприяє міцність з'єднання та якість адгезії такої речовини, тому її широко застосовують майже у всіх сферах діяльності, від взуттєвих майстерень і до авіабудування.

Як зробити епоксидний клей самостійно

Щоб отримати клей кілька грамів епоксидної смоли і затверджувача змішують при кімнатній температурі. Зазвичай пропорція становить 1:10, але точного дотримання цього не потрібно. Не критично, якщо затверджувача буде більшим, у пропорції 1:5. Невелику партію смоли та затверджувача краще змішати вручну.

Як зробити великий обсяг епоксидної смоли самостійно

Важливо пам'ятати одну з головних особливостей епоксидної смоли – чим більша кількість епоксидного матеріалу, тим більша кількість тепла виділиться. Незнання цього принципу може призвести до серйозних неприємностей при виготовленні великого обсягу епоксидної смоли. Якщо епоксидна смола з затверджувачем не розрахована на змішування у великих кількостях, то реакція миттєво пройде і використовувати суміш далі буде неможливо.

Лавиноподібне розігрівання смоли робить реакцію полімеризації швидше, а тепла починає виділятися ще більше. Тому найгірше, з неприємних наслідків – це виділення їдкого диму, закипання суміші та навіть самозаймання. Тому перш, ніж використовувати смолу, необхідно поцікавитися у фахівця, для яких цілей вона призначена. Звичайно, найкраще зробити це ще перед покупкою. Якщо склад призначений для великого обсягу – виливок вийде якісним, прозорим, без виникнення бульбашок.

Природно, технологія виробництва кількох кілограмів епоксидки відрізняється від замішування невеликого обсягу клею. Смолу необхідно нагріти перед тим, як додати пластифікатор і затверджувач. Це робиться для того, щоб зменшити її в'язкість. Якщо довго зберігати смолу, вона сама стане в'язкою і може помутніти, але ці дефекти можна усунути, підігріваючи смолу на водяній бані. Для цього ємність зі смолою потрібно опустити у воду та нагріти до ~50-60°С. Не можна забувати так, що кожні +10°С прискорюють реакцію полімеризації в 2-3 рази. Не можна допустити, щоб смола скипіла. Такий склад стане каламутно-білим і спіниться, а також буде непридатним для подальшого використання.

Іноді, щоб зменшити в'язкість, додають розчинники та розріджувачі, що, однак, тягне за собою сильну втрату якості виробу. Міцність та теплостійкість такого матеріалу буде знижена навіть при порівняно невеликому (5-7%) об'ємі концентрації розріджувача. А коли надалі він «випотіє» з виробу, це похитне його якість ще сильніше.

Якщо смола не водорозчинна, наявність в ній води необхідно повністю виключити. Якщо в епоксидну смолу потрапить вода, вона стане каламутною та втратить свої властивості. Але водорозбавлюваний склад нічого не втратить, він створений спеціально для цього. Водорозчинну смолу спеціально розводять дистильованою водою, заради отримання дисперсії.

Починається процес змішування епоксидного матеріалу з додавання пластифікатора. При змішуванні епоксидної смоли з ДБФ суміш необхідно нагріти, при застосуванні ДЕГ-1 - тільки перемішати. Найкраще використовувати для цього будівельний міксер або спеціальну насадку на дриль, для більш якісного змішування. Пропорцію підбирають залежно від вимог до пластичності виробу, але найчастіше використаною вважається 5-10% частка пластифікатора.

Пізніше, в епоксидну смолу і змішаний з нею пластифікатор, додають затверджувач. Найкраще остудити епоксидну смолу до 30 ° С, щоб не почалося займання. Пропорція смоли та затверджувача, що рекомендується, – 1:10, але іноді співвідношення варіює від 1:5 до 1:20. Щоб затверджувач рівномірно розчинився в смолі, необхідно постійно помішувати суміш. Якщо цього не робити, суміш буде неоднорідною, а незв'язаний затверджувач випітніє - з'явиться на поверхні виробу. Щоб зробити суміш ще більш якісною, рекомендується вливати затверджувач тонким струмком, дуже повільно, при постійному перемішуванні.

Допустити «закипання» епоксидної смоли легко – навіть тимчасове підвищення концентрації затверджувача може заподіяти таку реакцію, але так статися не повинно. Через це смола стане матово-білою, втратить свої властивості і перестане бути придатною до використання. Для більшого обсягу найкраще підійде дриль із спеціальними насадками та низькими обертами, щоб перемішувати. Потрібно пам'ятати, що реакція епоксидної смоли та затверджувача виробляє багато тепла. Іноді смола застигає дуже швидко і стає непридатною для використання. Це відбувається через підвищену температуру або передозування затверджувачем.

«Час життя» епоксидного складу

«Час життя» епоксидної смоли – це проміжок часу, в якому вона зберігає рідкий або в'язкий стан після суміші з затверджувачем, і придатна для переробки. У різних смол і отвердяючих компонентів цей час відрізняється і залежить від температури, виду та кількості затверджувача. Зазвичай суміш придатна до використання протягом 30-60 хвилин.

Як зробити з епоксидки об'ємний виріб

Виготовити великий виріб зі смоли не так легко, як могло б здатися. У ньому не повинні бути бульбашки повітря, сам виріб повинен бути прозорим, а затвердіння має бути рівномірним, як у товщині, так і в площині. Матеріал зазвичай наносять шарами, якщо товщина виробу більша ніж 2мм.

Часто епоксидну смолу заливають у форми, а щоб легко відокремити виріб, форму змащують технічним вазеліном, або іншим будь-яким технічним жиром. Надати виробу колір можна за допомогою порошкового фарбника. Як тільки робота буде завершена, виріб витримують при температурі лише трохи вище за кімнатну. Первинна полімеризація настає лише через 2-3 години, після чого виріб повинен відлипнути і його прогрівають у шафі 5-6 годин, щоб прискорити процес затвердіння.

Полімеризація при кімнатній температурі може зайняти до семи днів, а при додаванні ТЕТА (триетилентетрамін) до складу поверхня виробу може зберегти липкі властивості.

Після того, як виріб буде відлито, його можна піддати механічній обробці.

Для відливки масивних виробів краще не використовувати епоксидну смолу вітчизняного виробництва, оскільки вона нерівно твердне в товщі.

Як надати колір епоксидної смоли

Важко зробити епоксидний склад іншого кольору в домашніх умовах. Для того, щоб досягти такого результату і дозволити пігменту рівномірно розподілитися, виробники використовують багато поверхнево-активних речовин (ПАР) у складі епоксидної смоли. Пігментування може знизити прозорість смоли, потемніти або змінити колір у процесі. Додавати пігмент до каталізатора, але після воску.

Які матеріали підходять для комбінації з епоксидними смолами

Епоксидні смоли можуть використовуватися з тканинними матеріалами, щоб покращити зчеплення в умовах жорсткої експлуатації, але через високу вартість не застосовуються широко.

Також епоксидні смоли можна комбінувати з іншими видами смол, наприклад, з поліефірними. Найголовніше, щоб різні види смол не контактували між собою у незатвердженому вигляді. Рідку епоксидну смолу, наприклад, слід наносити тільки поверх поліефірного шару, так як поліефірна смола погано тримається на епоксидній. У разі необхідності саме такого нанесення поверхню епоксидного шару зачищають наждачним папером або розчинником для підвищення адгезії.

Техніка безпеки

Слід пам'ятати, що епоксидна смола в неотверженном вигляді може бути небезпечною для здоров'я, тому необхідно прийняти всі можливі методи обережності. Багато епоксидних компаундів можуть викликати ураження шкіри (опіки, дерматити) та органів дихання.

Дуже важливо дотримуватися таких правил, при роботі з епоксидними складами:

• Не використовувати як тару для змішування посуд, який призначений для зберігання продуктів.
• Виробляти всі роботи тільки у спеціальному устаткуванні (спецодяг, рукавички, із захисним кремом; при шліфуванні – окуляри та респіратор).
• Зберігати епоксидно-діанову смолу в добре закритій ємності, не довшій за 12 місяців і при температурі, що не перевищує 40°С.
• При попаданні епоксидної смоли на шкіру негайно змити водою з милом або витерти денатурованим спиртом.
• Роботи виконувати лише у приміщенні з припливно-витяжною вентиляцією.

Особливості епоксидної смоли ЕД-20

ЕД-20 – олігомер на основі дигліцидилового ефіру дифенілолпропану.

Щоб затвердити ЕД-20 можуть бути використані різні речовини - ароматичні та аліфатичні аміни, поліаміди, полікарбонові кислоти та їх ангідриди, фенолформальдегідні смоли та інші сполуки. Характеристики ЕЖ-20 можуть варіювати в широкому діапазоні, залежно від виду отверждаемого агента.

ЕД-20 використовують на виробництвах у чистому вигляді, у складі композиційних матеріалів. Найчастіше застосовують як:

• компаунди: заливальні та просочувальні;
• клей;
• герметик;
• захисні покриття;
• армований пластик.

Не є вибухонебезпечною, але може спалахнути в джерелі вогню. Містить леткі речовини в мікроскопічних кількостях, які знаходяться на 2-му рівні небезпеки за ступенем впливу на організм людини (толуол та епіхлоргідрин).

Параметри якості епоксидної смоли

Дуже важливо перевірити стандарти якості епоксидної смоли, що купується, ще до покупки, особливо якщо обсяг смоли повинен бути великий. Нижче наведено список показників епоксидної смоли ЕД-20 за ГОСТ 10578-84 (вищий сорт):

• Зовнішній вигляд – без слідів води або механічних включень, прозора та висока в'язкість.
• Колір за залізокобальтовою шкалою не перевищує 3.
• Динамічна в'язкість при 20°С – 13-20Па*с.
• Не менше 8 годин - желатинізація з затверджувачем.
• Можливі вміст різних хімічних сполук: хлору – 0.001%, омилюваного хлору – 0.3%, гідроксильних груп – 1.7%, летких речовин – не більше 0.2%.
• Масова частка епоксидних груп має становити 20 – 22.5%.
• Упаковують епоксидні смоли у сталеві відра, барабани, або бочки. Вартість дорівнює від 140 до 220 руб/кг і залежить від обсягу пакувальної тари.

Епоксидна смола як захисне покриття деревини

Епоксидне покриття деревини здатне забезпечити водонепроникний бар'єр і стабільний рівень вологи. Найчастіше таку епоксидну смолу застосовують для того, щоб захистити човни та яхти при їх виготовленні чи ремонті. Пластифікована епоксидна смола, яка має цілком непогану пружність і еластичність, найчастіше використовують для дерев'яних човнів. Саме завдяки своїй особливості, ця смола дозволяє обробляти деталі окремо на столі, і лише після встановлювати їх на сам човен. Щоб захист був хорошим і якісним, смолу змішують із затверджувачем у правильній пропорції, потім спочатку гумовим шпателем, а потім поролоновим валиком рівним шаром укладають на корпус човна.

Наступний шар наносять тільки тоді, коли поверхня цього перестає липнути. Для більшої надійності склеювання краще шліфувати кожен шар вручну. Зробити це можна шліфувальною машиною або наждачним папером. Шліфування останнього шару можна замінити циклюванням, знімаючи тонкий шар стружки епоксидної смоли. Так як епоксидне покриття - чудова основа для лаку, в завершенні робіт наносяться два лакові шари. З епоксидною смолою краще не працювати на яскравому сонці.

Як просочувати склотканину за допомогою епоксидної смоли

Дуже часто будь-які зовнішні поверхні човнів або яхт покриваються епоксидною смолою зі склотканинним армуванням. що зовсім не залежить ні від виду епоксидної смоли, ні від типу склотканини. Все, що потрібно – просто приклеїти тканину до зовнішньої поверхні корпусу.

• Нанести попередній шар смоли;
• Після його затвердіння закласти западини сумішшю смоли;
• Вирівняти всі виступи та напливи;
• Протерти пил за допомогою вологої та чистої ганчірки;
• Розкачати склотканину по поверхні;
• Надійно закріпити її малярною стрічкою.

Розводити занадто багато смоли з затверджувачем не потрібно, краще зупинитися на об'ємі приблизно півкілограма (витрата на 300г на кв.м). Для горизонтальної поверхні слід просто налити смолу на поверхню зигзагоподібними лініями. , а потім акуратно розподілити гумовим шпателем. валиком Щоб смола розподілилася рівномірно, не залишалося бульбашок повітря, і зчеплення було міцним, слід пройтися по прикріпленої склотканини чистим валиком ще раз.

Надійність, довговічність та міцність

Епоксидна смола – популярний матеріал, який навряд чи коли-небудь буде забутий. , А також куди більш безпечні. Саме тому епоксидній смолі вдається так успішно конкурувати з іншими популярними матеріалами: керамікою, деревом, металом.

Епоксидні матеріали можна застосувати будь-де, саме тому на них чекає велике майбутнє.