Ювелирное обозрение

Прочнейший клей, который склеит почти все, за исключением капрона, оргстекла, полиэтилена и других непористых эластичных материалов — двухкомпонентная эпоксидная смола. Вещество также применяется в рукоделии, изготовлении мебели, декупаже, авто, творчестве, строительстве. Иначе оно называется компаунд эпоксидный. В свободном виде эпоксидка не применяется, только в сочетании с отвердителем, который дает возможность проявиться после реакции полимеризации ее уникальным свойствам. По этой причине важно знать, как развести эпоксидную смолу правильно.

Что такое эпоксидная смола

Эпоксидная смола — это олигомеры, которые содержат эпоксидные группы и при воздействии отвердителей формируют сшитые полимеры. Отвердителями могут быть полиамины и другие соединения. Самыми распространенными эпоксидными смолами являются продукты поликонденсации с бисфенолом А либо поликонденсации с фенолами эпихлоргидрина.

Жидкая эпоксидная смола может быть различных оттенков: от белого, прозрачного, до винно-красного. Но обычно имеет вид желто-оранжевой прозрачной жидкости, по консистенции напоминающей мед, или твердой, коричневой (как гудрон) массы.

Состав

Эпоксидная смола по химическому составу представляет собой синтетическое олигомерное соединение. Подобные вещества на сегодняшний день востребованы практически во всех отраслях промышленности. После соединения эпоксидной смолы с отвердителями получаются:

• прочные и мягкие материалы;
• твердые и жесткие;
• материалы, напоминающие резину.

Эпоксидная смола обладает устойчивостью к воздействию кислот, галогенов, щелочей, но растворяется в ацетоне и сложных эфирах без формирования пленки. После отвердения летучие вещества не выделяются, происходит совсем незначительная усадка состава.

Как работать с эпоксидной смолой

Для работы с эпоксидной смолой понадобится отвердитель, одноразовый стаканчик, 2 шприца и палочка для перемешивания.

Совет
Вливайте отвердитель в смолу, а не наоборот. Обычно отвердитель имеет жидкую консистенцию и при резком нажатии на шприц может разбрызгиваться, поэтому делаете это осторожно.

Инструкция по применению:

1. Возьмите шприц, наберите в него необходимое количество смолы и выпустите в стаканчик. То же самое проделайте с отвердителем. Пропорции смешивания у разных производителей различны, потому перед началом работы внимательно прочитайте инструкцию по применению. Неправильно разведенная эпоксидка плохо застывает.
2. Хорошенько перемешайте смолу с отвердителем, масса должна стать однородной. Смешивать необходимо медленно и осторожно, если делать это резкими движениями и быстро, то в массе появятся пузырьки. Жидкая консистенция состава обеспечит быстрый выход пузырьков наружу, в изначально густых компонентах они останутся. Плотность смолы зависит от производителя. Недостаточно хорошо смешанные компоненты обусловят плохое застывание состава.
3. Полимеризация не происходит мгновенно, необходимо немного подождать пока масса приобретет требующуюся для работы консистенцию.
4. Залейте в форму или сделайте линзу.
5. Подождите указанное производителем в инструкции время, пока эпоксидная смола окончательно застынет.

Как развести

Разводить пропорции необходимо очень тщательно, так как недостаточное либо избыточное количество отвердителя в смеси отрицательно сказывается на качестве образующегося полимера.

Избыток отвердителя характеризуется тем, что состав остается устойчивым к нагреванию, действию химических веществ и воды, но становится менее прочным. Кроме того, излишек выделяется на поверхности при эксплуатации изделия, поэтому необходимо точно знать, как развести эпоксидную смолу правильно.

Недостаточное количество отвердителя делает смолу липкой, так как ее часть остается несвязанной.

Для получения различных смесей отвердитель и эпоксидная смола смешиваются в различных пропорциях, о чем вы узнаете, прочитав инструкцию по применению. Современный состав обычно делается так: на 1 часть отвержающих компонентов берутся 2 части смолы или отвердитель и смола смешиваются 1 к 1.

Расход на 1м 2

Сколько будет израсходовано эпоксидной смолы, зависит от цели ее применения. Если воспользоваться эпоксидкой как клеем, то на расход повлияют свойства соединяемых поверхностей:

• пористость;
• шероховатость;
• способность впитывать вещества.

Совет
Нанесите минимально приемлемое количество эпоксидки на склеиваемые поверхности, затем прижмите их друг к другу и зафиксируйте в таком положении до полного застывания клея.

Расход на площадь имеет большое значение при изготовлении, например, напольного покрытия. Если необходимо покрыть бетонный гладкий пол, просто чтобы он не пылил, то достаточно будет 100 г на 1 м 2 . При изготовлении более прочного покрытия, армированного и идеально ровного потребуется до 3,5 кг эпоксидной смолы на 1 м 2 .

Модифицированные эпоксидки различных оттенков применяются при устройстве полимерных наливных полов. Полимер выливается из емкости на пол и растекается благодаря силе тяжести. Подобное нанесение обуславливает расход от 1 кг эпоксидки на 1м 2 на один слой.

Сколько сохнет

Полное застывание эпоксидки обычно происходит через 24 часа. Изделия (например, броши, заколки), которые не подвергаются значительным нагрузкам, готовы к эксплуатации уже через 12 часов.

Какую температуру выдерживает

Температура плавления застывшей эпоксидной смолы составляет до +150—180° С, при этом ее прочность уменьшится незначительно. Некоторые марки клея выдерживают кратковременный нагрев до +400° С и продолжительный — до +250° С.

Вредна ли для здоровья

После застывания эпоксидная смола при нормальных условиях эксплуатации абсолютно безвредна для человеческого организма. Но ее применение ограничивается тем, что при отвердении в условиях промышленного производства в составе остается немного растворимого остатка (золь-фракции). Именно этот остаток может нанести серьезный ущерб здоровью, если будет вымыт растворителями и проникнет в организм человека. Эпоксидные смолы до застывания ядовиты и способны отрицательно повлиять на здоровье.

Полезные советы

Советы и рекомендации профессионалов помогут облегчить работу с эпоксидной смолой и сделать все максимально качественно:

1. Перед началом работы застелите стол полиэтиленовой пленкой, чтобы избежать протекания и загрязнения его поверхности. Бумага не защитит от пятен, так как эпоксидка пропитывает ее.
2. Не допускайте попадание воды в отвердитель, эпоксидную смолу или смесь этих веществ. Если работать с составом при высокой влажности воздуха в помещении, застывание будет происходить плохо.
3. Можете придать эпоксидке любой оттенок. Это делается с помощью добавления в состав специальных тоннеров, но их стоимость сравнительно высока. Более приемлемым по цене вариантом являются чернила гелевых ручек, краска, находящаяся внутри фломастеров, маркеров или витражная.
4. Не работайте с эпоксидкой при температуре окружающего воздуха ниже +22° С, так как существует вероятность, что состав плохо застынет.
5. Если смолу подержать в холодном помещении, например, на балконе, в ней могут появиться хлопья или крупинки. Чтобы вернуть состав в первоначальное состояние, нагрейте его до 40—60° С.
6. Поставив изделие на батарею отопления, вы сократите продолжительность застывания эпоксидной смолы. Обеспечьте не слишком сильное повышение температуры, чтобы состав не закипел с образованием множества пузырьков.
7. Если близко к поверхности эпоксидной смолы сформировался пузырек — просто подуйте на него через коктейльную трубочку или раскрученную ручку. Образовавшийся пузырек лопнет.
8. Эпоксидка характеризуется повышенной текучестью, по этой причине не применяйте состав в качестве покрытия (лака) для рельефных изделий.
9. Сделать качественно линзы на заготовках с плоской поверхностью удастся, только разместив их в идеально горизонтальном положении. В противном случае линзы получатся неровными — с одной стороны выше, с другой — ниже.
10. Если линза сползается к центру и не закрывает края заготовки, это говорит о том, что эпоксидки было налито мало или она очень жидкая. Попробуйте залить еще один слой, это позволит исправить положение.
11. Чтобы с течением времени эпоксидная смола не пожелтела под действием солнечных лучей и тепла, приобретайте продукт, в составе которого имеется УФ-фильтр.
12. При попадании эпоксидки на кожу рук оттирайте загрязнения спиртом, после чего вымойте руки с мылом.
13. Если смола попала в глаза или была проглочена — обратитесь к врачу.

Эпоксидные смолы токсичны в большей или меньшей степени, в зависимости от состава. По этой причине работать с ними необходимо в хорошо проветриваемой комнате или под вытяжкой. Полностью обезопасить себя от вдыхания паров органических кислот можно, работая с эпоксидкой в респираторе.

Все мы знаем о таких замечательных клеях, как эпоксидные. Однако далеко не все умеют правильно ими пользоваться. В том числе и я. Поэтому пришлось поискать хорошую инструкцию…

Источник информации:
Справочник инженера-механика.
Том: Технология ремонта автомобилей.
Под редакцией доктора технических наук профессора В.В. Ефремова.
Издательство “Транспорт”, Москва 1965.

Эпоксидные смолы выпускаются в жидком и твердом состоянии. Они термопластичны, но под влиянием различных отвердителей превращаются в неплавкие полимеры, которые находят широкое применение в промышленности как материал для склейки, герметизатор и пр. Процесс отверждения этих смол может происходить в широком температурном интервале от нормальной комнатной температуры до 200 С и выше. При отверждении смолы не выделяют летучих побочных продуктов и обладают весьма малой усадкой.
Отверженные смолы обладают высокой механической прочностью, хорошими электроизолирующими свойствами, высокой адгезией к металлам, стеклу, керамике и другим материалам, довольно высокой химической стойкостью против кислот, щелочей, воды, бензина и других органических растворителей. Эпоксидные смолы растворяются ацетоном.

Эпоксидная смола ЭД-6 (ЭД-20), Э-40 или ЭД-5 (ЭД-16) — основной связующий материал пасты. Свойства отверженных смол приведены в таблице:

При холодном отверждении механические и другие свойства эпоксидных смол снижаются. Длительное воздействие пара снижает прочность сцепления эпоксидных смол с металлом.
Пластификатор — дибутилфталат и полиэфиры улучшают пластичность композиции, снижают хрупкость паст и повышают ударную вязкость и прочность на изгиб и отдир.

Оптимальное количество вводимого пластификатора 10-20% от веса смолы.

Наполнители увеличивают объем, повышают теплостойкость, механическую прочность, снижают усадку пасты и приближают коэффициент термического расширения пасты к коэффициенту металлов.

В качестве наполнителей могут применяться тонкоизмельченные графит, асбест, маршалит, окись алюминия, серно-кислый барий, слюдяная пыль, алюминиевая пудра, а для повышенной прочности — кварцевый песок, фарфоровая мука, титановые белила, железный порошок.

Отвердитель — ангидриды и амины — ускоряет реакцию соединения пасты с основным материалом. Ангидриды применяют при горячем отверждении, а амины — при холодном. Смола, отверженная ангидридами, имеет более повышенную прочность, чем аминами. К холодным отвердителям относятся полиэтиленполиамин, гексометилендиамин, а к горячим — малеиновый и фталевый ангидриды.

Отвердители в эпоксидную пасту следует вводить в строго определенном количестве. Отклонение от правильной дозировки, особенно аминов, ведет к ухудшению отвержденных паст.

================
Пасты холодного отверждения
================
готовятся по рецептам, указанным в таблице:

Примечание: Клей ЭДП состоит из эпоксидной смолы ЭД-20, отвердителя ПЭПА (полиэтиленполиамина).

Рецептура паст может быть изменена в зависимости от значения и условий применения с учетом свойств составляющих компонентов.

Приготовление эпоксидной пасты
================
производится в лабораторных условиях в следующем порядке: смолу предварительно нагревают до 60-80 С и затем вводят дибутилфталат, смешивая его со смолой. В полученную смесь вводят наполнитель, перемешивая его в течение 5 мин., а затем смесь охлаждают до комнатной температуры. Приготовленную смесь можно хранить неограниченно долгое время в закупоренной таре. Перед применением после подготовки поверхности в состав смеси вводят отвердитель (полиэтиленполиамин).

Приготовление пасты по рецепту номер 3:
асбест, предварительно просушенный при температуре 80-100? С, пропитывают лаком этиноль в соотношении 1:1. Для удаления из асбеста растворителя лака пропитанный асбест нужно выдержать в течение двух суток, периодически перемешивая его. Уложенный плотно в сосуд с крышкой асбест пригоден к работе в течение 4-5 суток.
В эпоксидную шпатлевку вводят отвердитель номер 1. После тщательного перемешивания добавляют небольшими порциями асбест. Смешивание компонентов производится в высоком эмалированном сосуде.
После введения отвердителей композицию нужно тщательно перемешивать течение 5-6 мин. и затем немедленно применять по назначению во избежание ухудшения качества пасты. Срок технологической пригодности пасты после введения в нее отвердителей при комнатной температуре не превышает 20 мин.
Паста, приготовленная по рецепту номер 3, должна быть использована в течении 2-3 час. При необходимости сохранения приготовленной пасты свы?ше 30-60 мин. она должна быть охлаждена до температуры менее 5 С. При температуре 1-2 С паста может храниться более 8 час.

================
Подготовка поверхности
================
оказывает большое влияние на качество склеивания. Поверхность детали в зоне склеивания должна быть тщательно очищена от ржавчины и грязи. Склеиваемые трещины на деталях должны быть расфасованы под углом 90-120 градусов. Перед нанесением пасты поверхность должна быть обезжирена ацетоном, четыреххлористым углеродом, спиртом или другими растворителями жиров.
Лучшие результаты по подготовке поверхности достигаются крошкоструйной обработкой поверхности, отбеленной крошкой чугуна или косточковой крошкой, или обработкой поверхности раствором фосфорной кислоты (один объем кислоты, четыре объема ацетона, два объема воды).

================
Нанесение пасты
================
на подготовленную поверхность производят шпателем. Паста с вертикальных поверхностей не стекает. Избыток пасты очищают до отверждения, так как снятие большого слоя пасты после отверждения затруднительно. После нанесения пасты деталь отправляют на отверждение.

================
Отверждение пасты
================
происходящее в эпоксидных смолах при ведении в них катализаторов (отвердителей), происходит с выделением тепла, и поэтому эпоксидные пасты могут отвердевать и без нагрева.
Самопроизвольное отверждение пасты в помещении с температурой не менее +15 С происходит в течение 24-48 час.
Процесс отверждения пасты можно ускорить подогревом слоя пасты инфракрасными лучами, нагревом детали в сушильном шкафу и другими способами.
В таблице 284 приведены режимы отверждения паст:

Поверхность с отвердевшей пастой нужно зачищать наждачным кругом, напильником, сводя края пасты на нет. Обработку отвержденной пасты рекомендуется производить при сверлении 100-200 об/мин, при обточке 300-400 об/мин.
В отвержденной пасте можно получить высококачественную резьбу.
Эпоксидные смолы могут применяться для склеивания металла.
Ниже приведена рецептура клея на основе эпоксидных смол:

При приготовлении клея холодного отверждения на 100 г эпоксидной смолы ЭД-6 или ЭД-5 добавляют 6,5 г отвердителя (полиэтиленполиамина или гексаметилендиамина). Смолу подогревают до температуры 60-80 С в термошкафу или на плитке в бачке с водой. Затем в разогретую смолу вливают отвердитель при температуре 45 С. Отвердитель разогревают в плотно закрытой посуде во избежание его испарений. Смолу и отвердитель тщательно перемешивают. Если клей слишком вязок, то добавляют растворитель (ацетон, толуол).
При приготовлении клея горячего отверждения на 100 г эпоксидной смолы ЭД-6 или ЭД-5 добавляют 30 г малеинового или 40 г фталевого ангидрида. Ангидриды следует расплавлять в термошкафу. Расплавленный ангидрид тщательно перемешивают с эпоксидной смолой. Склеивающая способность клея 45-75 мин.

================
Процесс склеивания
================
Перед склеиванием поверхности следует очищать и обезжиривать, а затем высушивать на воздухе. При склеивании деталей из стекла, фарфора, дюралюминия, алюминия поверхность не требует очистки.
На подготовленную поверхность наносят стеклянной палочкой или кистью слой клея. Покрытые клеем детали выдерживать на воздухе до отлипа, затем наносить второй слой клея и выдержать снова до отлипа (для удаления растворителя). Затем прижимают друг к другу склеиваемые части и выдерживают при комнатной температуре 24-48 час.
Лучшие результаты склеивания можно получить при отвердителе полиэтиленполиамида, если изделия дополнительно подвергнуть термической обработке при температуре 150? С в течение 4-6 час.

================
Техника безопасности
================
Ввиду токсичности отвердителей следует избегать их испарений. Для этого необходимо:
— взвешивать или обмеривать компоненты в лабораторных условиях или в помещениях с хорошей приточной вентиляцией;
— не допускать попадания состава на тело и особенно отвердителя в глаза;
— при приготовлении эпоксидных составов пользоваться спецодеждой (халатом или комбинезоном из плотной ткани, резиновыми перчатками, прорезиненными фартуками, защитными очками), маской и респиратором;
— при попадании смолы или пасты на тело необходимо снять ее тампоном, смоченным ацетоном, отвердитель смывать водой;
— загрязненную посуду протирать ватой, смоченной в ацетоне;
— эпоксидный состав наносить только шпателем, кистью или стеклянной палочкой.
===================================

==========
МОИ СООБРАЖЕНИЯ применительно к починке карбюраторов:
— Эпоксидные смолы стойки к бензину. Это то, что надо.
— Эпоксидные смолы растворяются ацетоном, значит мочить карбклинером их нельзя, т.к. основной компонент карблинера — ацетон. Это минус, т.к. придется закрывать эпоксидку от попадания карблинера.
— Для склеивания разных материалов надо использовать разные наполнители. Так карболитовые детали лучше клеить с добавлением графита, а алюминий — с добавлением алюминиевой пудры.

Температура — один из наиболее важных факторов, влияющих на правильное отверждение эпоксидной смолы. Идеальная температура рабочей эпоксидной смолы и воздуха в помещении немного выше комнатной температуры: 24-30°C.

Что станет со смолой при более низкой температуре?

При комнатной температуре эпоксидная смола кристально чистая и имеет консистенцию жидкого меда. Холодная смола становится густой и комковатой, что затрудняет работу с ней. Также холодная эпоксидка может принять мутный молочный вид из-за тысяч микропузырьков, вызванных холодом. От этих многочисленных микропузырей будет довольно сложно избавиться.

Для отверждения смолы в холодном рабочем помещении потребуется гораздо больше времени. Она может оставаться липкой в течение многих дней и даже может не застыть вовсе. Если с вашей эпоксидкой это произошло, переместите работу в более теплое место или увеличьте температуру в помещении. При температуре 24-30°C смола должна высохнуть до отлипания за 24 часа.

Как увеличить температуру?

Мы рекомендуем заранее готовиться к работе с эпоксидной смолой, особенно в холодные зимние месяцы. Заранее включите обогреватель, чтобы прогреть помещение. Оставьте смолу в прогреваемой комнате, чтобы она также достигла оптимальной температуры.

Если перед началом работы смола все еще холодная, согрейте ее на водяной бане:

• поместите плотно закрытые бутылки со смолой и отвердителем в емкость с горячей (не кипящей) водой
• дайте им постоять в воде 15-20 минут (время будет зависеть от того, насколько холодной была смола и насколько горячей является вода)
• тщательно высушите бутылки перед тем, как их открывать (потому что даже одна капля воды в смоле или отвердителе может привести к помутнению)
• поскольку нагревание ускоряет отверждение, помните, что нагревание эпоксидки на водяной бане сокращает ваше 45-минутное рабочее время примерно на 10 минут.

Какие еще условия важны для правильного затвердевания эпоксидной смолы?

Если для смешивания эпоксидной смолы важны теплые и сухие условия (24-30°C и 50% влажность), то для правильного отверждения важен еще один фактор — температурная стабильность.

Первые 24 часа отверждения имеют решающее значение, поэтому помещение должно оставаться теплым, сухим и стабильным, без колебаний и перепадов температуры.

Например, поместить изделие с застывающей смолой возле окна в солнечный день кажется отличной идеей. Но когда наступит ночь и температура резко упадет, может образоваться так называемый эффект «апельсиновой корки»: на поверхности появятся ямочки, неровности или волны.

Какова оптимальная температура хранения эпоксидной смолы?

Храните емкости со смолой и отвердителем в темном месте вдали от прямых солнечных лучей при комнатной или чуть ниже (20°C) температуре.

Итак, помните, что при работе с эпоксидной смолой важно соблюдать 3 важных условия:

“>