Принципиальной разницы между разведением эпоксидных смол дома или на производстве нет, особенно если это касается смол с отвердителями, работающими по холодной схеме. К ним в первую очередь относятся отвердители ПЭПА, или полиэтиленполиамин. Добавленный в эпоксидную основу, он начинает взаимодействовать с нею при обычной комнатной температуре, хотя ниже 23°C градусов работать с ПЭПА не рекомендуют, поскольку процесс полимеризации может стать очень долгим.
На производстве обычно имеют дело с большими объемами эпоксидки, и вот там могут применять другие отвердители не аминные, вроде ПЭПА или ТЭТА, работающие по холодному процессу, а кислотные или из ангидридов кислот, которые отверждаются в температурном диапазоне от 100°C до 200°C градусов. Для этого там могут иметься автоклавы с сухими режимами работы, и даже большие боксы, способные держать и выдерживать такие температуры для формовки изделий с размерами в несколько метров. Пример, изготовление композитных материалов для авиации: участки крыльев, силового каркаса фюзеляжей.
Ничего этого в домашних условиях воспроизвести невозможно, поэтому речь в нашем материале пойдет о сугубо холодных способах отверждения эпоксидных материалов.
Что такое эпоксидная смола
Синтетический олигомер, которым является всем известная эпоксидка, используется в разных сферах. Однако в чистом виде смола не применяется, требуется отвердитель, обеспечивающий завершение процесса полимеризации.
При разном комбинировании этих компонентов можно получить разнообразные итоговые составы – с высокой твердостью или жидкие, прочные и более мягкие, что прекрасно видно на фото эпоксидной смолы.
Данное вещество отличается стойкостью к кислотам, галогенам, щелочам. Раствориться оно может в ацетоне или эфирах сложного типа с отсутствием пленок. После отвердения состав не продуцирует летучих компонентов и не имеет большой усадки.
Полимеризирующим элементом является специальный отвердитель. Получаемый в результате соединения состав имеет свойства, различающиеся из-за соотношения компонентов. Отвердителем могут быть фенолы, третичные амины, разнообразные аналоги. Соединение компонентов необратимо, поэтому не следует ожидать, что смола после застывания растворится или расплавится.
Инструкция как разводить эпоксидную смолу поможет вам правильно подобрать пропорции. Превышение нормы отвердителя или его нехватка приведут к ухудшению качества всего состава. Например, теряется прочность, термостойкость, устойчивость к химическим соединениям и действию воды.
Наиболее часто встречающимися пропорциями смолы и отвердителя являются 1:2 или 1:1. Для изготовления клея пропорции составляют 1: 10 или 1:5.
Увеличить скорость застывания эпоксидки нельзя за счет повышения присутствия отвердителя. Сделать правильно это можно при помощи увеличения температуры смеси.
Полимеризация ускорится в 2-3 раза при нагревании на 10°С. В продаже можно встретить компаунды с ускорителями полимеризации. Некоторые составы могут застывать и при низких температурах.
Объем смолы, форма сосуда и их влияние на нагрев смеси
Смесь компонентов А и Б, то есть смоляного компаунда, и отвердителя, при смешивании в той или иной степени саморазогреваются. Притом степень нагрева может быть такой, что состав самовоспламенится или задымится или, во всяком случае, закипит, быстро на глазах твердея, что сделает его использование абсолютно невозможным.
Все без исключения эпоксидные смолы, независимо от того, по горячему или по холодному способу они полимеризуются, работают как термореактивные составы, то есть реакция полимеризации с постепенным загустением, а потом и отверждением смеси, происходит с большим выделением тепла, то есть является классической экзотермической. При этом огромное значение на скорость повышения температуры и ее величину оказывает, как это ни покажется невероятным, форма сосуда, в котором разводятся компоненты А и Б. Чем ближе она к кубической или, тем более, шарообразной, тем быстрее и сильнее нагрев.
Полезно узнать > Как избавиться от пузырей в эпоксидной смоле, доступные методики
Полная аналогия с ядерным расщепляющимися материалами, критическая масса для плутония и урана-235 около двух килограммов. Но цепная реакция деления при этой массе возможна только, если придать этому металлу форму шара. Раскатайте его в блин толщиной 5 мм, и плутониевую или урановую отливку можно сделать вплоть до 10 кг, реакции распада ядер не произойдет.
С эпоксидкой происходит нечто подобное, только не на физическом уровне, затрагивающем сами основы материи, а на более низком, химическом. Подобно тому, как в плутонии свободные нейтроны увеличивают свою концентрацию при равном весе, но в более компактном объеме, что вызывает цепную реакцию, так и тепловые кванты в массе эпоксидки, близкой по форме к кубической или шарообразной в ее жидком и смешанной с отвердителем состоянии, тоже увеличивают свою концентрацию на единицу объема и инициируют быстрый саморазогрев. Ну и конечно же, несопоставим выход энергии, чудовищной по своему объему внутриядерной или просто тепловой в случае с химической реакцией.
Если нужно сразу развести много смолы, чтобы залить большие плоскости, следует просто использовать для этого посуду с широким дном и низкими бортиками, то есть в форме, далекой от куба или шара. Большая поверхность соприкосновения с воздухом послужит своеобразным охлаждающим радиатором. Такой прием применяют, если площадь заливки пола требует единовременного разведения большого объема эпоксидной смолы. Можно также дополнительно поставить такую посудину в большую по площади и объему, но заполненную частично ледяной водой или даже льдом.
Другой способ не допустить вскипания и преждевременного отверждения эпоксидной смеси, делать дискретную, прерывистую заливку. Залили слой в 1 см, дождались его полного застывания, только после этого разводят новую порцию смолы и заливают следующий, и так до тех пор, пока не получится отливка нужного объема и толщины. Правда, такой метод требует особой чистоты рабочего места, отсутствия грязи и пыли, а также нужно исключить попадание влаги, а тем более воды в заготовки.
Преимущества и сфера применения
Эпоксидка обладает рядом достоинств, которые обеспечивают ее широкое применение:
- повышенная прочность составов клеевого типа;
- абразивная стойкость и не подверженность износу;
- небольшая усадка;
- низкий уровень влагопроницаемости после отвердения;
- высокие параметры физико-механического типа.
Многих интересует, что можно сделать из эпоксидной смолы. Сфера применения ее разнообразна:
- для пропиточной обработки стеклоткани или стеклонити;
- в качестве гидроизоляционного материала;
- для создания химически устойчивых смесей при обработке пористых материалов;
- в процессе производства изделий из стеклопластика в промышленности и быту;
- при создании клеящих составов высокой прочности.
Разновидности смолы
Лучшие производители эпоксидной смолы предлагают на рынке разнообразные модификации данного вещества. Смола может твердеть при диапазоне температур от -10 до +200°С, что определяется особенностями конкретного состава.
При полимеризации применяются отвердители холодного и горячего типа. Первый вариант популярен в быту и в сферах, где невозможна термообработка. Смолы горячего отверждения выдерживают повышенные нагрузки и применяются для изделий высокой прочности.
Читайте также:
В быту и промышленности применяют такие виды смол:
- эпоксидно-диановые;
- эпоксидно-диановые для лакокрасочных материалов;
- эпоксидно-модифицированные для изготовления составов, применяемых в качестве защитных покрытий;
- эпоксидные особого применения – задействуются в экстремальных условиях.
Особенности придания цвета
Существует цветная и бесцветная эпоксидная смола. Для окрашивания в быту можно использовать специальные пигменты. Чтобы обеспечить равномерное их распределение в смоле и обеспечения качественного покрытия применяются поверхностно-активные вещества.
При пигментировании происходит ухудшение прозрачности, смола может темнеть. Добавляют краситель перед внесением катализатора, но после добавления воска.
Комбинировать смолу можно с разными материалами, например тканными. Допускается сочетание с другими смолами, например полиэфирного типа.
Однако при этом не следует допускать контакта смол в жидком состоянии до их затвердения. Сначала поверхность обрабатывается полиэфирным составом, после отверждения которого наносят эпоксидку.
Техника безопасности
Степень агрессивности эпоксидных смол в большой степени зависит от выбора применяемого с ними отвердителя, большинство вредных веществ содержится именно в аминовых или кислотно-ангидридных составах, служащих для запуска процессов полимеризации. Но независимо от степени их токсичности, на период работы с ними, пока они находятся в жидком или застывающем состоянии, нужно обезопасить себя от их воздействия.
- Органы дыхания, на лицо при работе с большим объемами эпоксидки нужно надевать респиратор с возможностью вставки в него изолирующего органику фильтра.
- Руки должны быть защищены перчаткам на латексной основе, так как у эпоксидных смол очень высокая адгезия, то есть способность прилипать ко всем поверхностям, а также пропитывать их, матерчатые перчатки защитой послужить не могут.
- Убрать волосы под шапочку или косынку, и не только для того, чтобы вредные пары как-то не воздействовал на них, но и чтобы уберечь смолу от попадания в нее волос. Согласитесь, по меньшей мере странно будет выглядеть застывший в толще отливки волосы. Почти как в еде, столь же неуместно.
- Кроме того, на поверхность стола или верстака, на которой вы будете работать, нужно расстелить полиэтиленовую пленку. Этот материал один из немногих, наряду с силиконом, резиной или тефалем, которые с эпоксидной смолой или эпоксидным клеем склеить невозможно, так как с ними у них нулевая адгезия. Но по этой же причине эти материалы служат отличными предохраняющими от контакта со смолой покрытиями.
Иметь дома хотя бы небольшое количество эпоксидного материала нужно. Это как ножовка по дереву и металлу, пассатижи, газовый ключ для ремонта сантехники и набор прокладок для кранов, лежит, пить и есть не просит, но бывают моменты, когда необходимы позарез. Правда, к имеющейся в доме эпоксидке и инструментам нужны еще и руки. Но, надеемся, этот материал послужит хоть какой-то инструкцией к пользованию одним из этих компонентов.
