Какой отвердитель нужен для эпоксидной смолы

Описание и особенности

С точки зрения химии, эпоксидка представляет собой содержащий эпоксидные группы олигомер, который при соединении с отвердителями превращается в сшитый полимер, полностью меняющий свои физические свойства.

Перед непосредственным применением необходимо предварительно подготовить состав. Технология приготовления компаунда зависит от состава компонентов. Основная смола может быть представлена вязкой и тягучей массой. К ней придется добавлять не только отвердитель, но и растворитель, а также, возможно, пластификатор и другие добавки. Каждый производитель дает подробную инструкцию для работы с материалом.

Отвердитель имеет в своей основе карбоновые кислоты или амины. Основным же химическим веществом является эпихлоргидрин и бисфенол. Такие эпоксидные смолы называются эпоксидно-диановыми. Они больше всего подходят в качестве компаундов для того, чтобы осуществлять литье изделий и поверхностей. Прозрачная смола, как уже видно из самого названия, отличается от «одноклассников» оптическими показателями. Лучи света практически не поглощаются веществом, проходя сквозь него без искажения и без затемнения. Такая смола по внешнему виду напоминает обычное стекло. По-отдельности компоненты тоже не имеют цвета и являются абсолютно прозрачными. Это дает возможность использовать эпоксидку, как защитный материал для изделий художественного творчества.

Нельзя сказать, что абсолютно все марки смол, позиционирующиеся, как прозрачные, таковым остаются сколь угодно длительное время. Только самые качественные материалы могут похвастать стабильностью показателей. Другие же модели с течением времени мутнеют и приобретают характерный желтоватый оттенок.

Смолы для творчества, помимо прозрачности, имеют еще одну отличительную черту. В результате реакции полимеризации, они застывают достаточно быстро. Изделиями рекомендуется пользоваться через сутки после заливки, однако отверждение наступает уже спустя несколько часов. Именно поэтому опытные мастера рекомендуют тщательно подходить к подготовительному этапу работ, чтобы в процессе заливки не отвлекаться и успеть правильно расположить все элементы декора, предусмотренные в изделии. Результат дает оригинальные коллажи с эффектом «замороженных» декоративных элементов. Они словно парят в воздухе. Отметим, что при низком качестве смолы подобных эффектов не добиться.

Прозрачная эпоксидная смола для объемной заливки подходит, как никакая другая. Чтобы создать 3D картинку, необходимо составляющие элементы размещать в разных слоях. Обычно для этих целей используют изделия из дерева, камня, металла, а также ракушки, цветки растений и прочие мелкие предметы. Границы раздела слоев после отверждения не заметны, и даже при послойной заливке масса выглядит монолитной.

Прозрачная эпоксидная смола – это всегда модифицированный состав. Специальные добавки повышают ее оптические показатели, а также увеличивают прочность, эластичность и устойчивость компаунда к воздействию различных агрессивных средств. Самостоятельно приготовить такой состав вряд ли получится, так как только тщательно подобранные компоненты гарантируют безусадочную заливку.

Наряду с прозрачностью эпоксидная смола обладает целым рядом уникальных свойств, присущих данному виду полимеров, это высокая прочность, износостойкость, термостойкость, устойчивость к воздействию ультрафиолетового излучения, экологичность. Перечисленные качества позволяют использовать прозрачные смолы в производственных целях, однако для этого есть более доступные варианты. Компаунд для заливки и ювелирных работ стоит не так дешево, и именно ценовая составляющая резко ограничивает сферу применения таких смол.

Свойства эпоксидной смолы

Вещество не обладает какими-либо свойствами и особенностями без отвердителя, который нужен для начала процесса полимеризации. Популярность эпоксидки обусловлена хорошей сцепляемостью практически с любой поверхностью, усиленной прочностью. Свойства материала зависят от компонентов, входящих в состав:

• Делают структуру более плотной и прочной порошкообразные наполнители;
• При этом структура остается воздушной за счет частиц маленьких размеров;
• Увеличивают вязкость состава хлопковые и стеклянные волокна;
• Малый удельный вес достигается за счет содержания древесной крошки;
• Вещество не стекает с вертикальных поверхностей за счет наличия аэросилы.

Комбинирование различных компонентов способно придать готовой продукции те или иные свойства. Конечный материал может быть в жидком, твердом или тягучем состоянии.

Популярность эпоксидки обусловлена хорошей сцепляемостью практически с любой поверхностью, усиленной прочностью.

Современные составы

Чем можно заменить описанные средства? Модифицированные отвердители лишены большинства недостатков традиционных, но цена их намного выше. Готовые изделия будут иметь более высокие прочностные свойства, так как смола полимеризируется полнее. Средства выступают как пластификаторы — в ряде случаев способны разбавлять и пластифицировать эпоксидку.

М-4

Отвердитель М 4 — аминный отвердитель модифицированного типа, жидкость с повышенной вязкостью, цвет — красно-коричневый. М4 нужно смешивать с эпоксидной смолой в объеме 20 – 25 % от основного материала. Вещество способно отверждать эпоксидку даже при температуре +2…+5 градусов — это не помешает получить изделие повышенной прочности.

Средство быстрого отверждения произведено на основе ПЭПА, усовершенствовано по составу и свойствам. Кроме холодного отверждения, при необходимости можно делать с М4 горячую полимеризацию. Время пластификации и желатинизации при комнатной температуре составит 30 – 50 минут, при более низких температурах увеличится.

Отвердитель 921

В серии 921 реализуется несколько разновидностей отвердителей — 921, 921 ОП, 921 Т. Это низковязкие средства, которые позволяют получить уникальные эпоксидные композиции с высокой стойкостью к повреждению, УФ-излучению.

Готовые изделия не будут выцветать от солнца, что могут обеспечить далеко не все отвердители. Чаще всего 921 используют для покрытия яхт и лодок, так как может накладываться слоем до 0,5 см толщиной. Продукт способен отвердить даже толстые слои эпоксидки — до 10 см. Для работы его надо смешать в объеме 45 – 55 % от массы смолы.

Отвердитель 620

УП-620 — средство с высокой активностью, может отверждать смолу даже в условиях повышенной влажности. Его добавляют в эпоксидку в малом объеме — всего 15 – 18 %, чего хватает для получения заливок холодной полимеризации.

Продукт используется в составе компаундов, связующих для пластика, наливного пола. Разрешено пользоваться отвердителем при температуре от +15 градусов. Полученные изделия отличаются высокой влагостойкостью.

Этал

Аминный отвердитель, нетоксичный, без едкого запаха. Предназначается для полимеризации эпоксидок и компаундов при любой влажности, температуре, начиная с -20 градусов. Представляет собой одно из самых современных средств, вкупе с эпоксидной смолой используется для таких целей:

• антикоррозионное покрытие металла — труб, полов, крыш, емкостей;
• ремонт металлических, пластиковых, стеклопластиковых изделий;
• герметизация электротехнических изделий;
• создание заливок и пропиток;
• изготовление клеев, стойких к действию кислот, щелочей.

АФ-2

В основе средства — аминофенол. Представляет собой смешанный продукт — результат соединения фенола, формальдегида, амина. Отвердитель позволяет полимеризировать смолу холодным способом в самых неблагоприятных условиях — при высокой влажности и низкой температуре. Добавляется к смоле в количестве 20 – 25 %, при комнатной температуре отверждает ее за 24 часа.

Чем и как разводить?

Своими руками сделать в домашних условиях готовый эпоксидный состав можно, если правильно развести смолу с отвердителем. Пропорции смешивания, как правило, составляют 10 частей смолы к 1 части отвердителя. Это соотношение может быть и другим, в зависимости от разновидности эпоксидного состава. Например, есть такие составы, где необходимо смешивать 5 частей полимерной смолы и 1 часть отвердителя. Перед тем как приготовить рабочий полимерный состав, необходимо рассчитать количество эпоксидной смолы, которое необходимо для выполнения той или иной задачи. Расчет расхода смолы можно сделать, исходя из того, что для заливки 1 м² площади на толщину слоя 1 мм потребуется 1,1 л готовой смеси. Соответственно, если нужно залить на такой же площади слой, равный 10 мм, придется разбавить отвердителем смолу, чтобы получилось 11 л готового состава.

Отвердитель для эпоксидной смолы – ПЭПА или ТЭТА, является химическим катализатором процесса полимеризации. Внесение этого компонента в состав эпоксидной смоляной смеси в необходимом количестве обеспечивает готовому изделию прочность и долговечность, а также влияет и на прозрачность материала.

Смолу можно приготовить в различных по объему количествах.

• Приготовление небольшого объема. Компоненты эпоксидной смолы смешиваются холодным методом при комнатной температуре, не превышающей +25°C. Не рекомендуется смешивать сразу все необходимое количество материала. Для начала можно попробовать сделать пробную партию и посмотреть, как она будет застывать и какие имеет особенности. При смешивании небольшого количества эпоксидной смолы и отвердителя будет выделяться тепло, поэтому нужно подготовить специальную посуду для работы с полимером, а также место, куда эту емкость с горячим содержимым можно поставить. Перемешивать компоненты полимеров нужно медленно и аккуратно, чтобы в смеси не было воздушных пузырьков. Готовый смоляной состав должен быть однородным, вязким и пластичным, с абсолютной степенью прозрачности.
• Приготовление большого объема. Чем больше по объему ингредиентов участвует в процессе смешивания, тем больше тепла выделяет полимерный смоляной состав. По этой причине для приготовления эпоксидной смолы в большом количестве пользуются горячим методом. Для этого смолу подогревают на водяной бане до температуры +50°C. Такая мера позволяет в результате лучше смешать смолу с отвердителем и продлить срок ее работоспособности до затвердевания примерно на 1,5–2 часа. Если при нагревании температура повысится до +60°C, то процесс полимеризации ускорится. Кроме того, необходимо следить за тем, чтобы в эпоксидную смолу при нагревании не попадала вода, которая испортит полимер тем, что он потеряет свои клеящие свойства и помутнеет.

Если в результате работы необходимо получить прочный и пластичный материал, то перед введением отвердителя к эпоксидной смоле добавляется пластификатор марки ДБФ или ДЭГ-1. Его количество к общему объему смоляного ингредиента не должно превышать 10%. Пластификатор увеличит стойкость готового изделия к воздействию вибрации и механических повреждений. Через 5–10 минут после введения пластификатора в эпоксидную смолу добавляют отвердитель.

Что следует знать при работе с эпоксидной смолой

Изучая вопрос, как работать с эпоксидной смолой, учитывайте, что эта субстанция не застывает сама по себе (как лаки, которые отвердевают за счет испарения составляющих). Для отвердения смолы требуется определенная химреакция, катализатором которой выступает отвердитель.

Из смолы можно создавать различные предметы и украшения

Работа с эпоксидной смолой для начинающих требует некоторых знаний. Это необходимые нюансы, которые должен знать каждый домашний мастер, решивший создавать различные сувениры.

Соблюдайте точность пропорций

Одно из главных правил, показывающих, как пользоваться эпоксидной смолой: точность пропорций замешивания эпоксидки и отвердителя зависят от типа используемого вещества и производителя. Обычно об этом рассказывает инструкция к смоле. В классическом варианте на 10 частей смолы добавляется 1 часть отвердителя-катализатора.

Грамотно смешивайте компоненты

Все ингредиенты соединяются в чистой емкости, причем отвердитель добавляется в смолу, а не наоборот. Неаккуратное замешивание портит рабочий материал и приводит к образованию трещин и пятен после полимеризации. При соединении составов перемешивайте их очень тщательно и медленно (на протяжении 5–7 минут), помните, что у смолы начинается тепловая реакция. Если она станет очень бурной, субстанция может закипеть и испортиться.

Придерживайтесь температурного режима

Также следует знать, как заливать эпоксидную смолу и помнить, что данный состав реагирует на окружающий его температурный режим. Смолистую субстанцию нельзя заливать в полностью закрытую емкость. А заливочные формы (молды) должны быть изготовлены из жаропрочного материала.

Искусственно провоцировать ускорение полимеризации не стоит. Это можно сделать путем повышения температуры (например, поставив емкость на батарею). Но при таких условиях смолистая субстанция будет образовывать много воздушных пузырей, которые могут испортить конечный результат работы.

Для застывания смоле требуется определенное время

Не забывайте о технике безопасности

Любой способ применения эпоксидки требует соблюдение личных правил безопасности. Смола становится безвредной только после окончания процесса полимеризации. В жидком состоянии – это токсичное вещество, выделяющее вредные пары. При попадании на кожные покровы субстанция вызывает ожоги и аллергические реакции. Обязательно придерживайтесь следующих правил безопасности:

1. Проводите работы со смолой в хорошо проветриваемом помещении.
2. Используйте средства личной защиты: перчатки, маску-респиратор, очки.
3. Всю одежду после окончания работ стирайте, а помещение проветривайте.
4. При попадании смолы на руки сразу уберите субстанцию с помощью ватки, намоченной спиртом. Затем промойте руки мыльной водой.

Вред для здоровья

Многих пользователей волнует вопрос вредности смол на базе эпоксидных компонентов. После застывания эпоксидка совершенно безвредна для здоровья детей и взрослых. Но в заводских условиях при затвердении вещества в составе нередко остаются частички золь-фракции, в растворенном состоянии она опасна для человека. Впрочем, на производстве большая часть процессов автоматизирована, поэтому риск вредного воздействия подобных продуктов на организм сводится к минимуму.

А вот до застывания эпоксид характеризуются токсичностью и может оказать негативное воздействие на состояние здоровья человека. Правилами безопасности установлено, что работать с ЭС можно только при наличии индивидуальных защитных средств. В первую очередь это касается дыхательной системы, поскольку до окончательного застывания смола выделяет вредные пары. Работать с ЭС следует в вентилируемом помещении либо в комнате с вытяжкой. Полностью уберечь органы дыхания от вдыхания их паров может только респиратор. Если вы случайно проглотили смолу или она попала в глаза — незамедлительно обращайтесь за медицинской помощью.

Где применяется?

По сферам применения все виды эпоксидки можно разбить на группы. Так, в строительной сфере эпоксидка используется для нанесения разметки на автомагистралях, оформления наливных полов. В качестве декоративного материала получила распространение в ремонтно-отделочных работах. В составе угле- и стеклопластика нашла применение в проведении починки ЖБК и аэропортов. Эпоксидка позволяет выполнить проклеивание мостовых конструкций.

Из смолы производятся лопатки компрессоров и гребные винты плавсредств. Они нашли применение при выпуске резервуаров и сосудов. В машиностроении смола позволяет исправить изъяны литья. Плотность состава позволяет выполнять пружины, а также рессоры. Полимер нашел широкое применение в сфере авиастроения — из композитных компонентов на базе смол выполняют обшивку крыльев и узлов реактивного двигателя, а также оперения и конкурса сопел. Именно из ЭС изготавливают топливные баки и корпуса деталей в ракетах.

Ограниченное применение имеют смолы в пищевой промышленности — некоторые составы используются при изготовлении консервных банок. Благодаря экологичности, эпоксидка в бытовой области может использоваться без ограничений. Ее применяют для создания ювелирных украшений и элементов декора интерьера. Смола используется для изготовления малых скульптурных форм и предметов мебели.

Основные правила

Работать с эпоксидным смоляным составом можно в домашних условиях. Чтобы такая работа доставляла удовольствие, а результат творческого труда радовал и вдохновлял, необходимо знать и соблюдать основные правила использования этого полимера.

• При смешивании компонентов необходимо строго соблюдать пропорции. Количество компонентов, смешиваемое друг с другом, зависит от марки эпоксидной смолы и рекомендаций производителя. Если вы первый разработаете с новой для себя маркой полимерной смолы, то полагаться на прежний опыт здесь не стоит – каждый вид смоляных составов имеет свои особенности. Если вы совершите ошибку, то получившаяся смесь может быть непригодной для применения. Кроме того, пропорции эпоксидной смолы и отвердителя должны строго соблюдаться по массе или объему. Например, чтобы отмерить точное количество ингредиентов, используют медицинский шприц – для каждого компонента отдельный. Смешивают ингредиенты полимерной смолы в отдельной посуде, а не в той, с помощью которой вы выполняли измерения.
• Соединение компонентов нужно выполнять в определенной последовательности, если ее нарушить, то состав начнет полимеризацию раньше времени. При смешивании необходимо отвердитель доливать к основе, но не наоборот. Вливать нужно медленно, при этом выполнять медленные помешивания состава в течение 5 минут. При помешивании из смолы будут уходить пузырьки воздуха, попавшие в состав при вливании отвердителя. Если при соединении ингредиентов масса получилась чрезмерно вязкой и густой, то ее подогревают до +40°C на водяной бане.
• Эпоксидная смола очень чувствительна к окружающему температурному фону. Когда смоляной компонент смешивается с отвердителем, происходит химическая реакция с выделением тепла. Чем больше объем смеси, тем больше тепловой энергии выделяется при соединении компонентов. Температура смеси при этом процессе может достигать более +500°C. Поэтому смесь смоляного компонента и отвердителя разливают для работы в формы, выполненные из жаропрочного материала. Обычно смола застывает при комнатной температуре, но если необходимо ускорить этот процесс, то исходные ингредиенты нужно предварительно нагреть.

Полимерную смоляную смесь можно наносить тонким слоем или выполнять из нее объемное литье в подготовленную форму. Нередко эпоксидную смолу используют для пропитки ее составом конструкционной стеклоткани.

Свойства

Перед началом работы с эпоксидной смолой необходимо четкое знание свойств жидкой смеси и затвердевшего материала.

Жидкое состояние

Для получения рабочей смеси требуется смешать в нужных пропорциях эпоксидную смолу с отвердителем. Наиболее часто встречающееся соотношение 10 к 1 соответственно. В отдельной емкости, при помощи деревянной палочки или лопаточки медленными движениями проводится смешивание компонентов.

Медленными движения должны быть потому, что в процессе реакции выделяется тепло. При превышении температуры полученного состава свыше 60°С, кристаллизация (отверждение) происходит практически моментально.

Среди свойств жидкого материала можно отметить:

• изменение вязкости путем добавления пластификатора или растворителя (не ухудшая качество смеси);
• придание любой формы;
• высокие клеящие свойства;
• добавление наполнителя без вреда для рабочего состава;
• возможность окраски жидкости;
• широкий температурный диапазон для работы: от -15 до 80°С градусов.

Путем добавления не только отвердителя, но и, например, ацетона (растворителя) эпоксидная смесь становится своего рода пропиткой, например, для дерева или стеклоткани.

В твердом же состоянии свойства не менее известны и востребованы среди мастеров и потребителей.

Твердое состояние

Чтобы получить твердое состояние эпоксидной рабочей смеси, потребуется оставить заготовку с залитым жидким материалом на некоторое время в отдельном помещении. Желательно, чтобы помещение было с хорошей вентиляцией, но в то же время теплое и сухое. В таких условиях полимер затвердевает достаточно быстро и без внешних дефектов.

В отвержденном состоянии (готовое изделие) эпоксидная смола обладает следующими свойствами:

• устойчивостью к внешним воздействиям;
• водонепроницаемостью;
• относительно небольшим весом;
• стойкостью к агрессии химических веществ разной направленности;
• термостойкостью;
• диэлектричностью;
• повышенной прочностью;
• незначительной усадкой;
• высокой адгезией с любыми материалами.

Список качеств отвержденной эпоксидной смолы весьма обширный. Однако, наиболее интересующим многих потенциальных мастеров и потребителей является прочность.

Свойства эпоксидной смолы

Эпоксидные смолы входят в «семейство» универсальных смол, являющихся олигомерами и обретающими окончательные свойства после отверждения. Состав материала сложный, в него входят эпихлоргидрин, фенолы, связующие компоненты и модификаторы.

Эпоксидка превращается в полимер после контакта с отвердителем. От соотношения компонентов зависят качества готового материала – он может стать твердым, как стекло, или напоминающим резину. Конечные свойства эпоксидки таковы:

• отсутствие реакции на действие слабых кислот, щелочей, бытовой химии;
• высокая влагостойкость, устойчивость к действию механических факторов, абразивов;
• низкая усадка или ее полное отсутствие;
• безопасность для здоровья после отверждения;
• отличная адгезия с металлом, бетоном, большинством других строительных и бытовых материалов;
• хорошие показатели клеевого шва.

Эпоксидный клей и смола – доступные средства для применения в домашних условиях. Ими можно клеить пластик, дерево, стекло и керамику, кирпич и железо. Лишь силикон, полиэтилен могут не скрепиться клеевым составом, а порой и испортиться от эпоксидки. Чаще всего дома материал используют для отливания украшений и воплощения творческих идей, для ремонта деталей автомобиля, заливки днища лодок, полов в ванной и гараже.

Особенности работы с эпоксидной смолой и стеклотканью

Охотно расскажут, как работать со стеклотканью и эпоксидной смолой работники автомастерских. Именно в работах, связанных с ремонтом машин, и используется это соединение. В результате тандема получается особо прочный материал. Таким покрытием быстро восстанавливают днища, двери, бамперы и крылья автомобилей. Наиболее эффективными считаются несколько вариантов нанесения подобной смеси.

«Влажное» нанесение

Такой способ применяется для обработки достаточно крупных площадей и экономии исходного материала. В его основе заложено оклеивание поверхностью стекловолокном, предварительно пропитанным эпоксидкой. Процедура нанесения выглядит так:

1. Подготавливается необходимый по размеру кусок стекловолокна.
2. На рабочую поверхность накладывается толстый слой эпоксидки.
3. Поверх смолы укладывается стеклоткань. Если покрывается поверхность под углом, вначале дожидаются легкого подсыхания и загустения смолистой субстанции, а затем накладывают стеклоткань.
4. В процессе выкладки убираются и сглаживаются неровности по направлению от центра к краям. При образовании складок их подрезают и на непродолжительное время накладывают друг на друга.
5. Если проявляются сухие участки, смола накладывается на них с помощью поролонового валика с нанесенным на него составом.
6. Удаляются все пузырьки и излишки смолы. Используют скребок.
7. При необходимости стекловолокно дополнительно сверху покрывается слоем смолы.
8. После полного отвердения поверхности с нее убираются излишки материала и эпоксидки.
9. В результате получается прочная и тонкая защищающая поверхность с видимой тканевой структурой.

Ткань и смола активно используются в автомобильной отрасли

«Сухой» метод

Такой вариант предполагает нанесение рабочего материала на сухую обрабатываемую поверхность. А после его нанесения производится пропитывание эпоксидкой. Работы делаются по такой инструкции:

1. Стекловолокно обрезается по заданным размерам и с дополнительными припусками в 30–35 мм. При необходимости материал разрешается укладывать внахлест. Если поверхность угловая или скатная, то стекловолокно дополнительно фиксируется скотчем либо скрепками.
2. Эпоксидная смола покрывается по всему участку стеклоткани. При работе используют различные валики, щетки, скребки. Эпоксидка накладывается, начиная с центральной части поверхности.
3. Одновременно удаляются все образовавшиеся складки (они аккуратно обрезаются).
4. После полного покрытия скребком удаляют излишки субстанции и воздушные пузырьки.
5. Просматривают рабочую поверхность на предмет необработанных площадей.
6. По аналогии наносят следующие слои покрытия.
7. После полной полимеризации эпоксидки излишки стеклоткани отрезают.

Качество проделанной работы определяют по виду покрытия. Если смола прозрачная, со слабовыраженной структурой ткани – техника выполнена идеально. При слишком густом и плотном нанесении эпоксидки поверхность становится излишне глянцевой.

Техника напыления

Такой процесс отличается повышенной сложностью и требует использования специализированных инструментов. Сама суть заключается в предварительном измельчении стеклянных нитей и перемешивании их с эпоксидкой. Полученная масса наносится на обрабатываемую поверхность с помощью пистолета-измельчителя. Устройство подготавливает состав и под высоким давлением наносит его в виде мелкодисперсного вещества на поверхность.

После окончания работ производится дополнительная прокатка поверхности валиком для удаления огрехов и воздушных пузырьков. Такая методика не относится к массовым, так как требует слишком большого расхода эпоксидной смолы. И получаемый слой из-за нарушенной целостности стекловолокна не отличается особой прочностью. А при самом процессе нанесения требуется обязательное использование респиратора – пистолет-измельчитель при распылении создает вредную пыль из эпоксидки и микрочастичек стекла.