Отвердитель для эпоксидной смолы – состав, разновидности, особенности применения

Разновидности отвердителей для смолы эпоксидного вида

Для того чтобы развести эпоксидную смолу применяют отвердители, которые делятся на два вида:

1. Соединения кислотного вида. В их состав входят дикарбиновые кислоты, и ангидриды этих соединений. Смола эпоксидного вида застывает при высокой температуре, до 200 градусов.
2. Аминные составы. Аминные вещества способствуют затвердению смолы при обычной температуре, при этом нет необходимости использовать специальные приборы, это значительно облегчает процесс.

Со вторым видом отвердителя работать намного легче и проще, но кислотная группа является наиболее эффективной. Так как при отвержении смолы под воздействием высокой температуры, улучшаются, её химические и физические показатели.

Отвердители кислотного вида состоят из ангидридов дикарбоновых кислот, таких как:

• фталевый и малеиновый;
• метилендиковый и гексагидрофталевый;
• метилтетрагидрофталевый.

Благодаря таким элементам, смола обладает высокими диэлектрическими показателями, является устойчивой к влаге и изменению температур. Такие элементы могут использоваться в армированном пластике, или для изоляции электричества.

Веществами аминного вида являются: полиэтиленполиамин, аминоакрилат, триэтилентетрамин, полиамины.

Диэтилентриамин является прозрачным и жидким отвердителем без какого-либо оттенка, отличается аммиачным запахом. При 25 градусах отвержение происходит сутки, а при 70 – всего 5 часов. При отвержении смолы, температура данного состава поднимается, такое средство не используется для объемных элементов. Для смолы ЭД-20 добавляют от 8 до 12% отвердителя.

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.

Средства для творчества

Эпоксидная смола позволяет изготовить оригинальные украшения. В продаже есть специальные виды смол – они отличаются кристальной прозрачностью. Но их стоимость, особенно импортного производства, высокая. Рукодельницы нашли ряд замен эпоксидке, но использовать их можно не всегда. Вот они:

1. Гель-лак для наращивания ногтей. Особенно хорош материал для покрытия изделий, а также заливки форм с небольшой толщиной слоя. Качество итогового продукта будет отличным. Чтобы высушить, изделие выдерживают под УФ-лампой для гель-лака. Приобретать следует финишное средство, так как базовое остается липким даже после сушки.
2. Силикат натрия. Это «жидкое стекло», которое идеально подходит для аллергиков. Средство сохнет за 3 часа, иногда после сушки липнет. Но при правильном нанесении и полноценном выжидании времени полимеризации результат порадует. На поверхности изделия появится красивый глянец.

Преимущества гель-лака высоки в плане скорости работы. Эпоксидке надо 1-2 суток для сушки, а гель-лак сохнет за несколько минут. Но по прочности материал уступает смоле, при механическом воздействии на нем образуются царапины, сколы, ямки. Зато убрать пузырьки из гель-лака намного проще, и коррекция готового украшения займет минимум времени.

Что касается «жидкого стекла», то есть своя специфика нанесения средства. Изделие покрывают тонким слоем, через сутки протирают спиртом против липкости. Далее можно наносить еще один слой, потолще. Лучше всего силикат натрия схватывается с обычным стеклом.

Традиционные отвердители (ПЭПА, ТЭТА, ДТБ-2)

Отвердители оказывают огромное влияние на смолу, поэтому на их качестве экономить не стоит. Лучше купить средство, сделанное по стандарту и рекомендуемое производителем к конкретному виду эпоксидки. Отвердители бывают традиционными и модифицированными (современными). Самые бюджетные по стоимости ПЭПА и ТЭТА, которые выпускаются многими компаниями, довольно дешевы, удобны в применении, но по качеству уступают дорогим модифицированным средствам.

ПЭПА или полиэтиленполиамин (входит в состав клея ЭДА, ЭДП, ряда грунтов и эмалей) — очень популярный материал. Работать с ним просто, даже не требуется строгого соблюдения технологии. Может применяться при комнатной температуре.

На вид ПЭПА представляет собой вязкую коричневую жидкость, поэтому там, где важно сохранить прозрачный материал, использование отвердителя будет невозможным. До 75 % продукта составляют неконтролируемые примеси, и только 25 % средства участвует в реакции со смолой

Это причина того, что нельзя использовать ПЭПА для изделий, контактирующих с пищей, водой.

ТЭТА или триэтилентетрамин — прозрачная жидкость с резким запахом импортного производства. Представляет собой более качественную замену предыдущего средства. В описании продукта указано, что примеси составляют не более 4 %, но в составе меньше третичных аминогрупп. Это снижает способность к полимеризации при комнатной температуре, и доотверждение лучше делать при повышенных температурах. Строгое соблюдение техники и пропорций в работе с ТЭТА обязательно. Из плюсов следует указать:

• высокая прочность;
• однородность и прозрачность;
• химическая чистота.

Отвердитель ДТБ-2 — смесь аминоэфиров сложного состава, невязкая, окрашенная в желтый цвет жидкость. Позволяет разводить эпоксидку при комнатной температуре. Технические характеристики готового изделия:

• высокая ударопрочность;
• влагостойкость;
• низкая истираемость;
• отличный глянец.

Хранение

Если упаковка не вскрывалась, имеет производственную герметичность и соблюдается температурный режим (10–30 градусов), то срок хранения составляет 1–2 года.

Не допускается хранение полиуретанового клея вблизи отопительных элементов и прямого воздействия ультрафиолета.

Если упаковка с клеем вскрыта, то масса должна быть израсходована на протяжении полугода. Хранение должно проводиться в плотно закрытой таре, без доступа воздуха, влаги. Чтобы не произошло внутреннего отвердения у выхода из тубы, он переворачивается на крышку и хранение происходит в вертикальном положении.

Советуем посмотреть видео:

Процесс изготовления

Если используются качественные отвердители, то можно проводить полимеризацию холодным способом. Но все равно рекомендуют эпоксидную смолу немного нагреть. Тогда она будет не такой вязкой, но нужно следить, чтобы она не закипала. Это ее испортит и использовать такую смолу нельзя.

К тому же в процессе нагревания эпоксидную смолу лучше помешивать и следить за уровнем температуры.

Важно правильно рассчитать количество растворителя, которое нужно добавить. Если его будет мало, тогда смола либо останется вязкой, либо же застынет, но будет липкой

Перед смешиванием необходимо внимательно изучить инструкцию, там всегда указывают нужное количество и пропорции. Количество растворителя зависит от состава эпоксидной смолы, поэтому его количество может меняться от 10 до 50 процентов.

Смолу и раствор набирают в разные шприцы. Некоторые производители уже производят материал в таких бутылках с мерными метками, что очень удобно.

Как получить маленьких объем смеси

Для получения маленького количества смолы для домашних нужд используют холодный метод

В таре осторожно помешивают компоненты в необходимом количестве. Маленькое количество перемешивают палочкой, инструмент никакой не используют

Во время процесса должна быть температура не больше 25 градусов. В разведенном средстве не должны появляться пузырьки с воздухом, цвет должен быть прозрачным, без различных вкраплений.

Такой материал будет однородный, если весь процесс разведения был сделан правильно.

Получение смолы в большом количестве

Так как при смешивании эпоксидной смолы и отвердителя, первая выделяет тепло, поэтому холодным способом можно пользоваться только для получения малого количества продукта.

Для получения достаточно большого количества средства эпоксидную смолу нужно довести до +50 градусов.

Дальше быстро добавляют отвердевающее вещество. Вода ни в коем случае не должна попасть в смесь, иначе все придется переделывать.

После того, как эпоксидная смесь нагрелась, с ней нужно быстро работать дальше, поэтому заранее подготавливают тару и отвердитель в необходимом количестве.

Основные ошибки

Добиваться стабильно высокого качества ремонта можно только при соблюдении технологических рекомендаций по применению тех или иных материалов. Другого пути у тех, кто хочет ремонтировать современные автомобили и ремонтировать качественно, просто нет.

А между тем, игнорирование технологических требований продолжает оставаться главной причиной дефектов и ошибок. Краскопульт настраиваем «на слух», краску смешиваем «на глаз», забываем об ограниченных «сроках жизни» приготовленных материалов…

Например, знаете ли вы, что за час у лака меняется вязкость в среднем на 100%. Он густеет. До обеда мы его размешали, измерили вязкость — 20, довольные ушли кушать. Возвращаемся через час, а у него уже все 40! Разумеется, наносить лак уже нельзя. Но часто ли мы считаемся с подобным «пустяком»?

Часто ли мы помним о том, что материал, в который мы недолили отвердителя, уже не сможет толком отвердеть, как его ни суши. Акриловые двухкомпонентные материалы ведь как отверждаются: за счет химической реакции между акриловым связующим (основой) и веществом для сшивания молекул — полиизоцианатом (отвердителем). И только производитель ЛКМ может знать, какое количество звеньев -N=C=O (присутствующих в отвердителе) необходимо для реакции с определенным количеством звеньев OH (находящихся в составе основы) и превращения материала в прочную полимерную пленку (подробнее об этом здесь).

Вот и получается, что если мы наливаем недостаточно отвердителя, то для корректного отверждения пленки просто не хватает сшивающего материала. Покрытие получается мягким, неотвержденным.

Обратная ситуация — с избытком отвердителя (и, соответственно, излишком звеньев -N=C=O) имеет противоположный эффект — покрытие получается слишком твердым, но при этом неэластичным, сильно подверженным отслаиванию, растрескиванию, возникновению сколов.

Так что если на банке лака написано разбавлять в пропорции 2:1, то нужно не полениться отмерить строго две части лака и одну часть отвердителя. Ни больше, ни меньше.

Корректная полимеризация двухкомпонентных материалов возможна только при соблюдении правильных пропорций смешивания с отвердителем

Ну а то, что отверждать акриловые ЛКМ можно только оригинальными отвердителями — вообще обсуждению не подлежит. В акриловых системах сополимер и полиизоцианат тщательно подбираются друг к другу, и если мы возьмем отвердитель от другого лака или другой фирмы — получим другой полимер с совершенно другими свойствами.

Экономить на разбавителе при покупке фирменной краски также не стоит: дорогая краска помутнеет, и это быстро отобьет охоту к подобным экспериментам.

Хороший специалист, которому важно то, чем он занимается, все подобные рекомендации должен хорошо знать. Он должен иметь под рукой всю технологическую документацию и уметь читать пиктограммы, чтобы знать, где, как и какой именно продукт применить

Итак, все вышеописанные действия были последовательно и добросовестно выполнены. Базовая краска приготовлена с рекомендованным количеством разбавителя, тщательно перемешана, отфильтрована и залита в бачок краскопульта. Теперь главное не забыть сделать тест-напыл, чтобы убедиться, что краскопульт распыляет лакокрасочный материал равномерно. Подробнее об этом — в следующей статье.

1.”Упрощенные” компаунды

Выбирая
ювелирный эпоксидный компаунд вы
обязательно наткнетесь на предложения
таких «бульонов», в которых компонентом А
служит только одна «чистая» смола без
всяких добавок, например, чешская CHS-Epoxy
520, корейская KER-828,
тайваньская YD-128
и др. В качестве компонента В обычно
используют отвердители  ТЭТА или 921(ОП). 
Основное
достоинство этих компаундов – дешевизна.
Такие составы могут быть использованы в
бижутерии для нанесения покрытий или
склеивания и по своим оптическим
характеристикам, конечно же, лучше обычных
хозяйственных эпоксидных клеев, например,
ЭДП. Однако упрощенная рецептура
сказывается на качестве изделия: могут быть
проблемы с удалением пузырей в процессе
отверждения, растрескивание при
механической обработке и перепадах
температур в полимеризованном состоянии.
Кроме того, для образцов, полученных с
использованием ТЭТА, характерно появление
так называемой аминной пленки – «жирных»
пятен на поверхности (выпотевания,
белесости).  А у образцов с применением
отвердителя 921(ОП) прекрасная глянцевая
поверхность, но… невысокая стойкость к
воздействию УФ света, как это видно на фото на примере образцов
3а,3б. Предлагают такие компаунды в
подавляющем большинстве предприимчивые
частные лица, руководствуясь простым
принципом: “Не боги горшки обжигают. Сам с
усам”. Предшествующий технологический
опыт в
учет не берется.

Ещё
одной разновидностью «упрощенных»
компаундов являются УФ отверждаемые
эпоксидные смолы (клеи), обычно японского
производства.  Их преимуществом является то,
что смола однокомпонентная и быстро
отверждается в течение нескольких минут.
Последнее обстоятельство, несомненно,
важно при сборке объективов, когда оптик
соединяет несколько линз в нужном
положении (юстирует), затем их следует закрепить
(склеить) с высокой точностью. В бижутерии применение этих материалов
встречается по ряду причин не часто,
главным образом, из-за высокой цены в сравнении с
обычными двухкомпонентными компаундами,
необходимостью иметь под рукой
ультрафиолетовую лампу и невозможностью
облучать УФ светом эпоксидную массу
толщиной более 1см. 

Положительные и отрицательные моменты полиэфирки

Основное вещество в составе – это полиэфир, а другие компоненты могут меняться. Если для такой смолы покупают еще определенное финишное покрытие, то качество и прочность будет намного лучше.

Области, где используют такую смесь:

1. Судостроение;
2. Машиностроение;
3. В строительстве;
4. В химической промышленности;
5. При производстве стеклопластика, сантехники;
6. При производстве искусственного камня.

Положительные стороны смолы:

1. Низкая цена;
2. Не боится различной химии, износостойкая;
3. Диэлектрическая;
4. Безопасная для здоровья человека после полного высыхания;
5. Высыхает при нормальной температуре;
6. Легко с ней работать.

Чтобы улучшить свойства полиэфирной смолы, необходимо применять специальное покрытие: если помещение с низкой влажностью – тогда это ортофталевое покрытие, а если помещение с высокой влажностью – тогда неопентиловое покрытие.

Также к недостаткам можно приписать и однокомпонентный состав, потому что если состав старый, то он будет уже твердым и с ним невозможно будет работать.

А вот эпоксидную смолу нужно разводить, она подойдет на любые поверхности, срок годности не так важен.

В отличие от эпоксидки называют еще недостатки:

1. Низкий уровень сцепления;
2. Сильная степень усадки;
3. Высокая фильтрация воды.

Виды и химсоставы смолы, применяемой для заливки

Эпоксидка давно и часто применяется людьми в быту. Для любых домашних работ, при которых требуется надежное и твердое соединение – она стала незаменимым помощником.

По составу различают сразу несколько типов смолы:

• Эпоксидно-диановые, которые маркированы буквами «ЭД» и имеют номера 10,16,20 и 22. К этому же ряду относится и смола ЭП-СМ-ПРО. Данные вещества плотно применяются и в бытовой, и в производственной областях: изготовление сложных материалов (компаундов) с возможностью пропитки, устройство наливных полов, производство клеевых составов и т. п. Вот далеко не весь список области применения подобного типа смол;
• Эпоксидно-диановые, применяемые в сфере приготовления лаков и красок. Имеют маркировку «Э» с номерами 40 и 40-Р. Незаменимы в создании лакокрасочных покрытий;
• Эпоксидно-модифицированные – маркировка «ЭПОФОМ» с номерами 1,2,3. Применяются для проведения ремонтных работ;
• Эпоксидные особого назначения. В их состав могут входить иные вещества, например, резорцином, хлор, поэтому их применение возможно в специальных условиях окружающей среды.

Стоит отметить, что любая эпоксидка включает в себя два элемента – отвердитель и непосредственно сама смола. А разные наполнители придают ей специальные свойства.

Эпоксидка и ее потребительские качества

Себестоимость данного вещества довольно-таки высока. Приобретение небольшого количества для домашних нужд не особо ударит по карману, но вот покупка больших объемов потребует немалых денежных затрат. Однако, популярность смолы среди населения не падает. Объяснить сей факт можно отличными качествами полимера, к которым можно отнести следующие:

• Прочность скрепления. В отдельных случаях, при высокой степени соблюдения технологии процесса, застывшая смесь вполне может оказать достойную конкуренцию даже отдельным видам бетона;
• Жаропрочность. Смола способна успешно противостоять высоким температурам (+200 градусов по Цельсию и даже выше);
• Влагостойкость. При затвердевании смола абсолютно не пропускает и не абсорбирует влагу;
• Клеящие свойства. Высокий уровень прилипания, последующая соединительная прочность, способная склеивать немалые площади поверхностей;
• Практическая устойчивость к большинству агрессивных веществ (например, кислоты);
• Небольшой вес в застывшем состоянии.

Перечисленные свойства характерны для всех видов данных веществ. Свойства могут быть понижены или повышены за счет добавления в смолы особых компонентов, используемых при ее производстве. В процессе приобретения эпоксидной смолы следует удостовериться в обязательном порядке в целевом назначении состава. Данную информацию возможно почерпнуть из сведений, написанных на этикетке либо проконсультировавшись с продавцом консультантом. Даже незначительное отклонение от состава, необходимого для определенных работ, может прямо исказить их результат.

Области использования эпоксидки

Область ее применения довольно широка. Вещество весьма популярно в использовании как для бытовых, так и для производственных нужд. В свою очередь, применяемые для изготовления эпоксидки технологии совершенствуются на постоянной основе, что расширяет сферу ее применения. При этом, состав приобретает обновленные качества.

Чаще всего на производстве смолу используют для решения следующих задач:

• Склеивание поверхностей и пропитывание стекловолокна. Это необходимо для строительной отрасли, электротехники и радиоэлектроники, авиа- и машиностроения, при производстве стеклопластика, в ремонте машин и судов;
• Формирования слоя гидроизоляции. Подобный симбиоз эпоксидки с другими материалами используют для покрытия стен в помещениях с высокой влажностью, подвалов, бассейнов, иных резервуаров, в которых хранят жидкости;
• Создание стойких в химическом плане покрытий для их взаимодействия со внутренними/внешними средами, а также защита пористых материалов;
• Создание прозрачных деталей, предметов, путем заливания смолы в формы. В дальнейшем такие детали могут быть подвергнуты резке, шлифовке, иной механической обработке.

В случае надобности склейки твердых поверхностей гораздо лучше подойдет эпоксидный клей, чем любой другой смоляной эпоксидный состав. Конечно, эффект прилипания достигнуть получится, но спецсостав (клей) позволит добиться куда лучших результатов.

Отверждение эпоксидных смол

Для отверждения эпоксидных смол применяются соединения двух типов:

• Кислые отвердители, к которым относятся различные дикарбоновые кислоты или их ангидриды (малеиновый ангидрид, фталевый ангидрид, метилтетрагидрофталевый ангидрид, эндикангидрид, додеценилянтарный ангидрид). Для отверждения эпоксидных смол этими отвердителями требуется повышенная температура 100–200 °С, поэтому данный вид отвердителей называется отвердителями горячего отверждения.
• Аминные отвердители, к которым относятся различные амины (полиэтиленполиамин, гексаметилендиамин, метафенилен-диамин).

Отверждение аминами (кроме некоторых, как, например, триэтаноламин, дициандиамид) происходит при нормальной температуре или небольшом нагреве (70–80 °С). Поэтому эта группа называется отвердителями холодного отверждения.

Наиболее высокие физико-технические свойства композиции получаются при горячем отверждении. Свойства отвердителей приведены в таблице 2.

Отвердитель своими руками

Отвердитель для эпоксидной смолы своими руками хоть можно приготовить, но его качество окажется сомнительным. Такая необходимость возникает довольно часто, ведь отвердители реализуются в комплекте со смолой, но первого компонента не всегда хватает. Довольно сложно бывает соблюсти точную дозировку, поэтому отвердитель расходуется быстрее.

На строительном рынке или в магазине найти отвердитель довольно сложно. Перед домашними мастерами довольно часто возникает вопрос замены или самостоятельного изготовления компонента. В домашних условиях заменить отвердитель практически невозможно. Совершенно не подходят подручные средства, необходимо приобретать соответствующие химические вещества — отвердители, которые малоизвестны. Среди них следует выделить «Этал-45М». Способ применения такого вещества может отличаться от использования обычного полиэтиленполиамина. Вам придется подбирать тестовым способом наиболее подходящее соотношение отвердителя и смолы.

Область применения

Материал занял прочные позиции в промышленности и быту, но сейчас появляются все новые и новые сферы его массового применения. Самые распространенные области использования средства таковы:

• пропитывание стеклонити, стеклоткани;
• создание стеклопластика, углеволокна, иных типов пластмассы;
• склеивание деталей в электротехнике, радиоэлектронике;
• гидроизоляция бассейнов;
• заливка полов и подвалов, разработка заливочных компаундов и пластоцементов;
• производство красок, лаков, пропиток, шпаклевок.

Корпус лодки из стеклопластика

• включение в состав химически стойких покрытий;
• герметизация лодок;
• применение в авиастроении, автомобильной промышленности, кораблестроении;
• создание крепежа для ракет «земля-космос»;
• шитье бронежилетов;
• ремонт кузовов автомобилей;
• изготовление украшений, галантереи, изделий для кухни, ванной, дома и быта;
• поделки;
• заливка и герметизация плат, микросхем компьютера.

Изготовление стола из эпоксидной смолы и дерева своими руками описанно здесь.

Перечислить все сферы и направления эксплуатации эпоксидки сложно. Где взять материал для работы? Разнообразные марки реализуются в крупных маркетах (Castorama, ИКЕА), во всех магазинах строительно-отделочных материалов.

Создание формы для заливки

После того как древесину подготовили, залили ее тонким слоем состава, пока она сохнет, приступаем к созданию формы. В ней надо будет разместить деревянную заготовку. По размерам форма может быть как впритык по длине с доской, так и больше. Во втором варианте по краям будут полоски эпоксидки.

Для создания формы подойдет любой листовой материал с гладкой поверхностью. Чем более гладкой будет форма, тем меньше усилий потребует шлифовка. Форму собирают с бортиками, которые на несколько сантиметров выше планируемой толщины столешницы. После сборки стыки герметизируют герметиком, который нужно тщательно выровнять. Оборачиваем палец пищевой пленкой, смачиваем в воде и заглаживаем до идеального состояния. Но делать это надо быстро. Герметизация должна быть тщательной, иначе смола потечет из формы. А она далеко не дешевая, да и следы убирать непросто.

Можно сделать форму из ламинированного ДСП, а можно из фанеры, но ее надо будет обязательно чем-то покрыть. Например, воском, специальным разделительным составом. Самый простой и дешевый вариант — обтянуть пленкой, но она должна лечь гладко, без каких-либо волн и неровностей. Можно заклеить скотчем в два слоя. Клеить стык в стык, без захлестов. Второй ряд клеим сдвинув так, чтобы швы нижнего ряда были перекрыты лентами примерно на середине длины. Скотч тоже должен ложиться гладко. Его можно заменить виниловой пленкой, но надо будет подогревать в углах, чтобы легла ровно.

Можно сделать форму из стекла, посадив бортики на герметик. Для более легкого отделения стекло смазать слоем жира. Не пренебрегайте смазкой — будет намного меньше проблем. В общем и целом, делая стол из эпоксидной смолы даже на подготовительных процессах можно включать фантазию. Технология очень гибкая, вариантов множество.