Разновидности, свойства и сфера применения эпоксидных смол

Общие сведения

Цель отвердителя

Также важно добавить строго установленное соотношение двух компонентов смеси. Точность соотношений средств будет определять такие свойства конечного материала:

• Прозрачность.
• Продолжительность застывания.
• Твердость.
• Однородность.
• Долговечность.

Почему же химический состав настолько важен? Если вы нарушите пропорции, то характеристики качество уменьшатся, как и время эксплуатации готового материала.

Правильное разведение дает получить термореактивный качественный состав, который будет иметь следующие признаки:

• Высокая степень адгезии с многими известными материалами.
• Прекрасная устойчивость к воде, прочность на разлом, разрыв, механическое повреждение и воздействие химии.
• Диэлектрические качества.
• Безусадочная форма или даже небольшая усадка при эксплуатации.

А теперь рассмотрим, как классифицируют такие вещества.

Классификация

Все отвердители по принадлежности к химической группе можно поделить на два вида:

1. Аминные. В них входят амины, диамины, полиамины, а также гексаметилендиамин и полиэтиленполиамин. Такие отвердители самые распространенные среди мастером, и ими можно разбавлять любые смолы. Эпоксидная смола после их добавления станет застывать даже при комнатной температуре, и такой тип отверждения часто называют холодным.
2. Кислотные. Тут применяют карбоновые кислоты и их ангидриды – фталевый, малеиновый, гексагидрофталевый и прочие. Кислотные типы отвердителей могут дать самый надежный результат, но достаточно сложные в использовании. Такой тип отверждении я часто называют горячим, а при температурном воздействии от +100 до +200 градусов смолы лишь улучшит свои физико-химические свойства.

В домашних условиях лучше применять лишь аминные раствора, но при достаточной сноровке и опыте можно применять кислоты для отверждения эпоксидной смолы.

Техника безопасности

При работе с эпоксидной смолой требуется позаботиться о безопасности своего здоровья. Застывший состав не представляет вреда для здоровья человека. Однако, пока он находится в жидком состояние, это мощное химическое вещество, пары которого могут раздражать слизистую оболочку глаз и дыхательных путей. Также при попадании на кожу смесь может оставить покраснение или ожог (при повышенной чувствительности, кожных заболеваниях, аллергии на компоненты).

Чтобы не навредить своему организму, нужно подготовиться к работе заранее. Для защиты дыхательных путей используется респиратор. На руки одеваются перчатки, а на тело рабочая одежда. Работы должны происходить в помещение с хорошей вентиляцией. Если нужно зачищать или шлифовать отвердевший слой эпоксидной смолы, требуется надевать защитные очки.

Если клеящий состав попал в глаз, нужно немедленно промыть его под струей проточной воды в течение 5-7 минут. От кожи смола оттирается с помощью спирта.

Возможно, вам также будет интересно

Производители печатных плат часто предлагают изготовление супер-многослойных плат (до 36 слоев), но такие толстые платы создают множество проблем при пайке. Эти проблемы снимаются, если использовать непаяные методы соединения типа Press Fit. Как правило, большое количество слоев в МПП относится к платам объединительных панелей. Поскольку они обеспечивают не только большое количество сигнальных связей, но и питание

Компания Microchip Technology Inc. пополнила семейство микроконтроллеров maXTouch новыми самыми компактными в отрасли сенсорными контроллерами MXT288UD, которые поддерживают автомобильные приложения с дополнительными дисплеями с расширенным функционалом. Устройства MXT288UD-AM и MXT144UD-AM работают в режиме малого энергопотребления, в сложных погодных условиях и реагируют на прикосновения пальцев в перчатках к многофункциональным дисплеям, сенсорным панелям и интеллектуальным поверхностям в

Вниманию читателей предлагается информация о новой технологии реализации беспроводных сетей на основе спецификации ZigBee и стандарта IEEE 802.15.4. Описываются возможные области применения технологии, архитектура стека протоколов ZigBee и его особенности.

Вредны ли украшения из эпоксидной смолы

Бижутерия и различные украшения из эпоксидки – настоящий тренд среди современных модниц. Различные сережки, кулоны, броши, браслеты, созданные с использованием смолы, удивительно и неповторимо красивы. Любительницы эксклюзивных украшений могут не беспокоиться – такие изделия совершенно безопасны.

Это относится и к особенностям применения различных иных вещей, сделанных из эпоксидки и активно используемых в быту. Но, конечно, лучше такие изделия использовать в виде украшений комнат и сувениров. А для дополнительной защиты мебель с включением эпоксидки лучше дополнительно покрыть слоем лака – это минимизирует выделение вредных испарений.

Аналоги материала

По входящим в состав компонентам, свойствам и применению есть ряд аналогичных эпоксидных смол из групп ЭД, ТЭГ, КДА. При необходимости ими можно заменить ЭД-20. Ниже приведены самые известные смолы.

ЭД-8

Эпоксидка ЭД-8 производится согласно ГОСТ 10587-84. Она представляет собой растворимый плавкий олигомерный продукт из тех же веществ, что и ЭД-20 (дифенилолпропан и эпихлоргидрин). Смола широко применяется в авиационной, судостроительной, машиностроительной промышленности, при изготовлении лакокрасочных материалов, на стройке, в ремонте техники, электроники. Эпоксидка служит и как связующий компонент для армированного пластика.

По физико-химическим показателям ЭД-8 также мало отличается от ЭД-20. Содержание ионов хлора и омыляемого хлора аналогичное, зато гидроксильные группы в массе не обнаруживаются. Вязкость и температура размягчения такие же. Основное отличие – в массовой доле эпоксидных групп (8%) и времени желатинизации (3 часа).

ЭД-16

Эпоксидная смола ЭД-16 имеет те же свойства и применение, но включает иное число эпоксидных групп – около 16%. Вязкость продукта меньше, чем у ЭД-20, следовательно, желатинизация происходит быстрее (примерно 4 часа). Средство отличается высокими прочностными показателями клеевого шва, но в нем более высокое количество хлора.

ЭД-22

Еще одна эпоксидка на основе эпихлоргидрина и дифенилолпропана, доля эпоксидных групп – 22%. Смола ЭД-22 среди особенностей имеет более высокое время желатинизации – 18 часов, при этом динамическая вязкость составляет 8–12 ПА/секунду.

Э-40

Технология изготовления эпоксидки Э-40 несколько отличается от создания материалов марки ЭД. Продукт получают путем конденсации эпихлоргидрина и дифенилолпропана в щелочной среде с добавлением растворителя толуола. Средство можно переводить в неплавкое состояние путем применения отвердителей – поликарбоновых кислот, их ангидридов, полиаминов.

Сфера применения материала – приготовление эмалей, обладающих высокими защитными свойствами, а также создание лаков и шпаклевок. Кроме того, Э-40 выступает как полуфабрикат для изготовления других эпоксидных смол, клеев и компаундов для заливки. Смола обладает высокой пластичностью, влагостойкостью, в полимеризованном виде не реагирует на действие умеренно агрессивных кислот, щелочей.

Как и из чего изготовить отвердитель для эпоксидной смолы

Покупая эпоксидную смолу, вы в том же магазине можете найти и отвердитель для неё. Если же у вас в городе нет таких специальных магазинов, то всё это можно заказать через интернет.

Ещё одно уточнение, все эти «лайфхаки» основаны на статьях тех или иных химиков, поэтому не гарантирует успех. Выполняйте все действия в защите и на свой страх и риск.

Ну а для тех, кому всё-таки очень понадобилось изготовить отвердитель в домашних условиях, рассмотрим несколько вариантов как это сделать:

Заменить заводской отвердитель можно серной, соляной или азотной кислотами. Однако это не лучший вариант. При их соединении со смолой и вправду происходит реакция полимеризации, однако она сопровождается вспениванием смолы. Пена имеет черный окрас. Обычно материал приходит в негодность.

Есть вариант заменить отвердитель ортофосфорной кислотой, она показывает себя лучше, чем прошлые кислоты, однако с ней могут возникнуть пара проблем. Первая при смешивании, ведь ортофосфорная кислота плохо растворяется в эпоксидной смоле. Вторая проблема – её не так просто добыть. Как совет, обычный человек может купить преобразователь ржавчины на рынке, в инструкции которого написано «смыть раствор водой после обработки», это говорит о достаточной концентрации кислоты.

Ещё вы должны убедиться, что кислота не повредит заливаемую поверхность, если они случайно сконтактируют.

Самый спорный вариант замены отвердителя – нашатырным спиртом. Заменить отвердитель нашатырным спиртом возможно, но прочность застывшей смолы будет низкой. При этом точных пропорций для смешивания никто вам не назовёт, а в разных опытах с одинаковыми пропорциями результаты были разные.

Самый доступный вариант замены отвердителя – сухим спиртом. Сухой спирт, как правило, представлен таблетками. Прежде, чем смешать со смолой, их необходимо растолочь. Пропорция при их смешивании должна быть 1 к 10 (на десять частей смолы одна часть сухого спирта).

При использовании и изготовлении отвердителей своими руками, никто не даст вам гарантии, что всё сработает или пойдёт по плану. На просторах интернета можно найти множество различных способов замены отвердителя, где убедительно всё рассказывают, но отзывы о них весьма трудно найти.

Рекомендую следующее видео, где автор рассказывает, чем можно заменить отвердитель для эпоксидной смолы:

Как работать с эпоксидной смолой

Необходимо понимать, что эпоксидная смола выделяет токсичные соединения и неприятный запах, поэтому работу проводить нужно только в сухом и хорошо проветриваемом помещении. При наличии влаги в воздухе смола застывает гораздо медленнее, поэтому правильнее всего организовать рабочее место в небольшой теплой комнате.

Следующий этап – подготовка рабочей поверхности. Эпоксидная смола не приклеивается к целлофану, полиэтилену и силикону, поэтому на рабочий стол достаточно положить несколько прозрачных файлов для бумаги. Это даст гарантию того, что рабочая поверхность не запачкается. Для работы с эпоксидной смолой потребуется маленький пластиковый стаканчик, пара одноразовых шприцов и плоская палочка для размешивания.

Комплект для работы с эпоксидной смолой

В шприцы набираем смолу и отвердитель. В инструкции всегда четко написано, какой компонент в каких пропорциях использовать.

Шприцы с компонентами состава: смола и отвердитель

Аккуратно выливаем содержимое обоих шприцов в пластиковый стаканчик, после чего перемешиваем его. Субстанция поначалу должна выглядеть как сахарный сироп, а после перемешивания стать полностью прозрачной.

В процессе работы в жидкости могут образоваться пузырьки воздуха. Чтобы от них избавиться, нужно поместить стакан с эпоксидной смолой в емкость с теплой водой с температурой около 60 градусов. При повышении температуры пузырьки воздуха поднимутся на поверхность и исчезнут.

Пузырьки при замешивании эпоксидной смолы

Работать с эпоксидной смолой рекомендуется в перчатках, дабы не запачкать руки. Если все же работаете без них и руки стали липкими, необязательно искать спирт или растворитель, достаточно помазать руки жирным кремом, хорошо потереть друг об друга, вытереть и кожа снова станет чистой.

Как правильно пользоваться эпоксидным клеем

Поверхности, предназначенные для прочного соединения, предварительно зачищают и обезжиривают. Причем в обязательном порядке обработке подвергают глянцевые и гладкие материалы. Чтобы улучшить будущую адгезию, такие поверхности обрабатывают мелкой наждачкой для создания требуемой шероховатости. После окончания предварительной подготовки на рабочие участки наносится тонкий слой эпоксидки (его высота должна составлять 1–1,5 мм).

Появившиеся клеевые излишки необходимо сразу убрать сухой тряпочкой. Склеенные поверхности нужно зафиксировать (для прочности можно обмотать веревкой или прижать струбцинами). Спустя сутки дополнительные приспособления убирают, а изделие оставляют до полной полимеризации клея. При желании можно поместить изделие в духовку и подержать его там 1–2 часа при температуре не выше +80⁰С.

При работе со смолой соблюдайте меры предосторожности

Эпоксидный клей

Эпоксидная смола особенно хорошо проявила свои свойства и получила широкое применение в качестве клея.

Свойства и применение эпоксидного клея

Именно эпоксидные смолы больше всего подходят для создания защитных слоев или склеивания материалов с непористой поверхностью: алюминий, сталь, тик, дуб, эвкалипт и другие плотные породы дерева, керамика, фаянс.

В качестве универсального клея используют специальные эпоксидные составы с прочной адгезией ко многим материалам. Их конечные свойства после отверждения варьируют в большом диапазоне. Клеевые составы бывают эластичные и жесткие. Для работ в бытовых условиях выпускаются составы, не требующие точного соблюдения пропорции смолы с отвердителем. Она составляет от 100:40 до 100:60. В комплект таких составов входит отвердитель холодного типа.

Эпоксидный клей считается одним из наиболее универсальных и надежных средств, благодаря качественной адгезии и прочности соединения. Применяется для склеивания деталей в самых разных сферах деятельности, начиная с обувных мастерских и заканчивая авиастроением.

Как приготовить эпоксидный клей

Для получения клея эпоксидную смолу смешивают с отвердителем в малом количестве (несколько граммов) при комнатной температуре. Стандартная пропорция эпоксидной смолы и отвердителя – 1:10. Точного соблюдения пропорции не требуется. Допустима передозировка отвердителя до 1:5. Небольшое количество смолы и отверждающего агента смешивают вручную.

Использование отвердителей

Для того чтобы начался процесс полимеризации эпоксидно-диановой смолы, необходим отвердитель. Его добавляют в рабочую смесь после полного растворения пластификатора. На момент смешивания с отвердителем температура вещества не должна превышать 40 С, в противном случае возможно закипание рабочей смеси.

Пропорции и особенности смешивания

Классическим соотношением при приготовлении эпоксидных смесей является пропорция 1:10 (1 часть отвердителя на 10 частей смолы). Однако, в зависимости от назначения изделия, это соотношение может изменяться как в большую, так и в меньшую сторону.

Добавлять отвердитель следует постепенно, в противном случае может возникнуть перегрев рабочей смеси. Кроме того, быстрое вливание может вызвать цепную реакцию и мгновенную полимеризацию состава. Чрезмерное количество отвердителя также приводит к порче рабочей смеси.

Отвердитель ПЭПА

Полиэтиленполиаминовый отвердитель (ПЭПА) представляет собой доступный реактив, способный эффективно запускать процесс полимеризации эпоксидно-диановых смол при температуре

от +15 до +20 С без предварительного подогрева рабочей смеси. Даже повышенная влажность не влияет на скорость полимеризации смеси.

Препарат может иметь желтоватый или коричневатый оттенок. Оптимальные эксплуатационные свойства изделия достигаются при добавлении 13,7% отвердителя, однако рабочий диапазон находится в пределах от 10 до 15%.

Отвердитель ТЭТА

Триэтилентетраминовый отвердитель (ТЭТА) предназначен для работы в температурном диапазоне от +15 до +25 С. По принципу действия он напоминает препарат ПЭПА, однако имеет несколько существенных недостатков:

• специфический неприятный запах;
• высокую степень токсичности;
• требует строгого соблюдения дозировки.

Отвердитель ДЭТА

Вещество применяется для работы при комнатной температуре без подогрева рабочей смеси. Затвердевание происходит в течение полутора часов с момента начала реакции. В отличие от отвердителей ПЭПА и ТЭТА, может вступать в реакцию с углеродом и водяными парами, поэтому хранить препарат следует в плотно закрытой таре.

Отвердитель Этал 45М

В отличие от перечисленных выше отвердителей, Этал 45М обладает свойствами пластификаторов. При добавлении препарата температура смеси повышается значительно меньше чем при использовании перечисленных выше отвердителей. Этал 45М хорошо смешивается с эпоксидно-диановыми смолами, не имеет неприятного запаха и не представляет опасности для человека и домашних животных.

Как готовить рабочую смесь

Требования к емкости. Тара должна быть чистой, без воды и жиров, желательно не пластиковую. Если нет уверенности в чистоте емкости, лучшее ее предварительно обезжирить. Помещение должно быть хорошо проветрено, при этом обязательно использовать индивидуальные средства защиты: респиратор, очки и перчатки.

Что бы избежать закипания можно использовать тару с большей площадью относительно ее глубины.

Смешивание компонентов. Процесс смешивания смолы и отвердителя необходимо проводить в помещении с рекомендованной производителем температурой. В тару наливается смола, затем медленно добавляется отвердитель в необходимой пропорции, при этом постоянно перемешивается вся смесь. Если отвердителя будет больше чем необходимо, излишки не вступят в реакцию и выйдут на поверхность при застывании состава.

Таблица соотношения смолы с отвердителями

Важно. Все ингредиенты необходимо добавлять в весовом соотношении

Далее, в течении 10-15 минут смесь необходимо перемешать миксеров на низких оборотах. Рекомендуется так же сделать так называемый “двойной перемес”, то есть перелить смесь в другую тару и перемешать еще раз. Далее можно добавлять пигменты и красители, о которых я расскажу чуть позже. После этого смолу нужно оставить на 10-15 минут что бы из нее вышли пузырьки воздуха.

Для более качественного перемешивания с наполнителями смолу можно прогреть до +50°C, она станет практически жидкой. В таком виде ее удобно заливать в форму.

Жизнеспособность готовое смеси с отвердителем обычно примерно 30 минут – 1 час, за это время ее необходимо выработать. С отвердителем Telalit-590 смесь можно использовать в течении 8 часов.

Сфера использования смол

Прежде чем выяснять, есть ли вред эпоксидной смолы для здоровья человека, стоит узнать, а где вообще могут использоваться такие субстанции. Сфера использования эпоксидки огромна. Этот материал активно применяется:

• в качестве основы для изготовления различных клеящих составов;
• при создании пластмасс, электроизоляционных лаков, пропиточных масс;
• как отличный герметик, эпоксидка применяется при монтаже устройств, плат;
• в производстве различных предметов обихода, мебели, бижутерии;
• в строительстве для усиления прочности бетонных покрытий, гидроизоляции помещений;
• при ремонте различных поверхностей (смолистая субстанция используется как особо прочный клей).

Из эпоксидной смолы изготавливается большое количество украшений и предметов интерьера

Эпоксидные смолы проявляют все свои заявленные качества только при включении в них специальной добавки – отвердителя. Смешивание составляющих производится в привычных условиях при комнатной температуре. Такая процедура не вызывает никаких затруднений, а точное соотношение составляющих зависит от типа применяемой смолы и особенностей катализатора.

Какой бывает смола

Эпоксидка может быть разной по цвету. В зависимости от потребности выбирают прозрачную или цветную смолу.

Прозрачная

Смола без цвета (прозрачная) самая популярная в творчестве и иных сферах. Такой тип эпоксидки годится для изготовления 3D-картин, табуретов и столов, настенных панелей. Из прозрачного материала делают заливку гербария, ведь цветы в эпоксидке выглядят невероятно нежно, стильно. Можно залить массой живые цветки: розы, лилии, отдельные лепестки и листья растений в зависимости от идеи. Внутрь сувенира помещают и мраморную крошку, кусочки гранита и даже засушенных насекомых.

Прозрачность смолы позволяет применять материал в изготовлении рекламных изображений, скульптур и фигур, ювелирных изделий, красивых украшений — шариков для бус и четок, кабошонов, бантиков, браслетов. Из эпоксидки можно делать имитацию драгоценных камней.

Самые известные прозрачные смолы:

1. Resin Art — масса для рисования прозрачная, применяется в живописи и иных художественных работах. Позволяет делать арт-объекты и рисунки, придавать картинам 3D-вид, обеспечивает им глубину и глянец.
2. Magic Crystal-3D. Используется для создания вазочек, подсвечников, рукояток для ножей, различных фигурок, магнитов, корпусов часов, ювелирных изделий.
3. Epoxy CR 100. Эпоксидка прозрачная, но применяется не для творчества, а в заливке полимерных полов. Продается большими упаковками.
4. ЭД-20. Известная эпоксидно-диановая смола, может использоваться как для строительно-ремонтных работ, так и в создании разных предметов интерьера.

Подобные смолы реализуются в большинстве крупных магазинов товаров для творчества и художников, например, в Леонардо.

Цветная

Основное отличие цветных смол от прозрачных — в добавлении красителей. При изготовлении материала в состав вводят наполнители, придающие продукту определенный оттенок. Красящие компоненты реализуются в наборе с эпоксидкой, продаются отдельно или уже входят в основной состав, готовый для дальнейшего пользования. Цвета могут быть самыми разными: рубиновый, янтарный, топазовый, нефритовый и прочие, материал напоминает драгоценные камни.

Некоторые смолы включают люминесцентные или флуоресцентные добавки, неоновые пигменты, блестящие молнии. Оригинально выглядит эпоксидка с белой пудрой-диффузантом, придающей ей непрозрачный молочный вид.

Своими руками можно покрасить эпоксидную смолу, но получить цвет без хлопьев, замутнений довольно сложно. Для работы надо подготовить емкости, воду, сухой пигмент. Обычно на 10 мл основы хватает 5 – 6 капель красителя (его разводят по инструкции). Эпоксидку тщательно перемешивают и приступают к дальнейшим действиям.