Эпоксидная смола: виды, применение и особенности работы с ней
Эпоксидная смола – материал с высокими прочностными свойствами, который используется для создания защитного слоя, а также для декоративных целей. Существует два вида эпоксидной смолы: холодное и горячее отверждение. Для работы с материалом требуется дополнительное оборудование и соблюдение технологических процессов.
Эпоксидную смолу впервые стали использовать в середине XX века. Ее применяют в промышленности, строительстве, а также в домашнем хозяйстве и творчестве. Современное разнообразие этого материала чрезвычайно широко.
Что нужно знать об эпоксидке
Этот материал создан искусственно. Его составными компонентами являются короткие молекулы-цепочки – олигомеры, включающие повторяющиеся эпоксидные группы. Воздействуя на эти группы отвердителями, добиваются получения сетчатых (или иначе – сшитых) полимеров с более сложной структурой.
Один из видов эпоксидных смол получают в результате синтеза соединений эпихлоргидрина и фенолов. Среди вторых чаще используется бисфенол А. Смолы такого состава называют эпоксидно-диановыми по имени ученого-химика Дианин, который первым в России получил это вещество.
В чистом виде смолу не применяют. Необходимых для практического применения свойств добиваются введением в вещество отвердителя. Чаще – это получаемые из аммиака органические амины. Их добавление вызывает полимеризацию. Благодаря этой реакции продукт приобретает нужные свойства.
Есть смолы с разными свойствами. Свойства же определяются составом продукта.
Какие добавки вводятся в эпоксидку
Во время изготовления производитель может добавлять к основному компоненту следующие примеси:
Алебастр, мел либо цемент. Добавляются в эпоксидку в виде порошка, в количестве до трети ее общего объема. Они после отвердения уплотняют структуру готового материала, придают ему прочность.
Полые стеклянные микросферы малой плотности. Они загущают массу и делают ее более воздушной.
Стеклянные либо хлопковые волокна. Добавляются для повышения вязкости материала. Смола с такими добавками густеет и отлично пропитывает, заполняя щели и зазоры, покрываемые ею поверхности.
Древесина в виде крошки. Снижает общую массу материала.
Аэросил – диоксид кремния в виде легкого порошка. Препятствует образованию потеков при обработке вертикальных поверхностей.
Для придания цвета используются пигменты:
Графит – дает поверхности черный цвет.
Алюминиевая пудра – окрашивает состав, которым покрывают поверхности, в какой-либо из оттенков серого.
Двуокись титана – применяется для окраски прозрачной смолы в белый цвет.
Эти добавки можно использовать по отдельности или комбинировать. Затвердевшая эпоксидка довольно хрупка, поэтому для устранения этого недостатка к основе добавляют вещества-пластификаторы:
Специальные синтетические пластифицирующие добавки и разбавители.
Хорошо сочетающееся с эпоксидной смолой масло клещевины (касторовое масло).
Необходимый объем таких добавок обычно определяют опытным путем.
Плюсы
Практически не поддается воздействию бытовых абразивов. Это качество существенно повышает срок эксплуатации поверхности.
Устойчив к влаге.
Соединительные швы, которые неизбежны при поэтапной обработке большой поверхности или при ее сложной конфигурации, исключительно прочны.
Усадки с течением времени нет или она практически не возникает.
Физико-химические параметры материала вне конкуренции в сравнении с другими полимерами и большинством натуральных материалов.
Виды эпоксидной смолы
Цвет чистой эпоксидки может быть желтым или оранжевым разных оттенков. Прозрачностью и цветом не включающая добавок смола напоминает свежий, не засахарившийся мед. Однако существуют смолы и более темных оттенков, вплоть до темно-коричневого, напоминающего гудрон.
Изменить оттенок материала, придав ему белый, серый, черный или красный цвет, можно путем введения разнообразных окрашивающих примесей, упомянутых выше.
Клеящие составы на основе эпоксидки
Этот полимер устойчив к воздействию щелочных веществ и галогенов и разрушить связи между его молекулами могут лишь сильные кислоты. Это позволяет создавать клеящие составы для разных материалов. Помимо металлов, к которым эпоксидка обладает наибольшей адгезией, клеями на основе смолы соединяют:
Кожу
Резину
Керамику и фаянс
Древесину
Место соединения деталей можно сделать эластичным или жестким, для чего применяется клей.
Отличаются клеящие материалы следующими свойствами:
По плотности
По прочности на растяжение, сжатие и изгиб
По температуре, при которой начинается полимеризация
По времени для полного застывания
По количеству отвердителя
По количеству влаги, поглощаемой клеем на протяжении суток
По устойчивости к воздействию повышенных температур
По ударной вязкости, устойчивости к механическим воздействиям
Какая бывает эпоксидная смола
Эпоксидные смолы состоят из двух компонентов – базового вещества и отвердителя. Обе составляющие соединяют перед работами. Различают два типа:
Горячего отверждения. Такие смолы используют для обработки изделий. Предназначенных для работы в агрессивной среде – при высоких температурах, под влиянием химических веществ.
Холодного отверждения. Они предназначены для обработки предметов и деталей в обычных атмосферных условиях.
По предназначению эпоксидки классифицируют:
Для бытового применения и применения в промышленности разработаны стандартные эпоксидно-диановые составы, маркируемые буквами ЭД с цифирным (10, 16, 20, 22) либо буквенным (СМ ПРО) кодом. Такой материал подойдет для создания герметиков и клеящих составов, изоляционных покрытий и взрывозащитных средств, а также он используется для монолитной заливки полов. Из эпоксидно-диановых смол указанных марок изготавливают защитные покрытия и пластмассы.
Для изготовления красок, лаков и защитных покрытий разработаны устойчивые к механическому и атмосферному воздействию эпоксидно-диановые составы. Они маркируются Э-40 Р или просто Э-40.
Модифицированные, также используемые при производстве изоляционных и взрывозащитных материалов – компаундов, для ремонта трубопроводов и исправления дефектов полов. Обозначаются – ЭПОФОМ с цифирной маркировкой 1, 2 или 3.
Предназначенные для специального применения в экстремальных условиях – пожароопасная среда, воздействие агрессивных жидкостей. Обозначаются соответствующей маркировкой – УП, ЭХД, ЭА.
Технология производства
Изготовление этого материала освоили многие страны с развитой промышленностью. Впервые синтезировал полимер в 1936 году Кастан, швейцарский химик. Процесс выделения смолы происходит при взаимодействии базового вещества (эпихлоргидрина) с пищевыми маслами или с фенолами.
Смолу наилучшего качества получают путем окисления сырья в ходе его горения при пониженных температурах. Во время реакции элементы непредельных соединений, выступающих катализаторами, присоединяются к базовому веществу. Это повышает устойчивость материала, получаемого на выходе, к воздействию влаги, электрического тока, что является обязательным свойством при изготовлении изоляции.
В качестве отвердителя, обязательного для двухкомпонентной эпоксидной смолы, применяются определенные кислоты, проявляющие свойства кислот ангидриды или производные аммиака – амины. Отверждающий компонент часто содержит катализатор, сокращающий необходимое для полной стабилизации смолы время. Застывшее эпоксидное покрытие по окончании процесса становится нерастворимым и приобретает окончательные свойства.
Где применяются эпоксидка
Искусственная смола стала незаменимой в промышленном производстве:
Как пропитка для стеклотканей. Из разных комбинаций ткани и эпоксидной смолы получают разнообразные пластмассы, стеклопластик или углеволокно.
Как склеивающий состав в электротехнике и радиоэлектронике.
Как средство герметизации. Заливают полы и подвалы, на основе эпоксидки изготавливают разнообразные герметики.
Как присадка для цемента, краски, лака, шпаклевки.
Материалы на основе и с добавлением эпоксидки применяются:
В авиастроении, судостроении и автомобильной промышленности
Для стойкого и герметичного крепежа при производстве ракет
В производстве пластин бронежелетов
Эпоксидку применяют не только для склеивания и герметизации. Умельцы научились применять его:
Для ремонта корпусов автомобилей и другой техники
Для изготовления поделок
Для склеивания и герметизации
Разные виды эпоксидной смолы и их назначение дают широкий простор для творчества.
Распространенные марки
Популярными эпоксидными смолами считаются "Момент" от группы Хенкель, "Новол", "Химпром", "Эпоксимакс", "Югреактив", "Химизоляция", "Эпитал", "Мила Групп", "Экованна". Широким спросом пользуются марки "Леонардо" для творческих работ. Все эти товары – малая часть существующих эпоксидок.
Наиболее популярными материалами являются:
EPS-2106 – двухкомпонентный наливной состав, используемый в качестве самостоятельного покрытия или для выравнивающей заключительной отделки бетонных оснований.
"Арт-Эко" и "Арт-Массив" нужны для покрытия металлических, каменных и деревянных изделий. Это также материал для полов с эффектом 3D. Изготовлены данные эпоксидные смолы на основе модифицированных смол малой степени вязкости.
МК ХТ-116А торговой марки "Мастер" – удобна для заливки предварительно подготовленных форм. Этот материал также добавляют в смеси для защитного покрытия бетонных оснований. Покрытые смолой предметы и поверхности приобретают глянец.
Artline Crystal Epoxy – материал для творчества. Используется при изготовлении украшений и поделок. Здесь же отмечается Gold Glass производителя Poly Max и Linkuid 3D Opti.
"Этал Optic" – разработан с учетом специфики небольших скульптур, его используют для столешниц. Для заливки столешниц и создания полов с эффектом трехмерности используют также Linkuid 3D Opti.
Вариант для творчества – Pebeo Crystal Resin Gedeo. Преимущества – небольшая упаковка и цена. Здесь же можно указать прозрачную Epoxacast 690 и Liquid Glass, а также EpoxyMax Decor, превосходно сочетающуюся с крошкой гранита, кварца и мрамора.
Crystal 7 и Crystal 9 – смолы повышенной вязкости. Этот вариант полимера подходит для покрытия криволинейных, вогнутых или выпуклых поверхностей. Позволяют получить очень твердую поверхность.
KER 828 от Витахим. Эта смола создает изолирующие покрытия. Используют в электротехнике и радиоэлектронике. Еще один вариант для этих же целей и для защиты от вибраций материала – К-153.
Cernit – лак, применяемый для защиты металлических и деревянных поверхностей.
Эпоксидка L – средство для отделки деталей средств передвижения, их тюнинга.
Для литья емкостей, труб и заливки полов – Epidian 601.
Как совмещать эпоксидку
Любые виды эпоксидной смолы для творчества – дорогое удовольствие. Поэтому ее комбинируют с полиэфирной смолой. Эти компоненты не должны смешиваться. Поэтому предварительную пропитку (герметизацию или склеивание) проводят полиэфирной смолой и только после ее затвердевания наносят слой эпоксидки.
Экономия на отвердителе недопустима
Текучесть эпоксидки позволяет отливать из нее изделия. Производитель рекомендует соблюдать пропорцию отвердителя и смолы. Эта присадка запускает процесс полимеризации. При «экономии» отвердителя результат окажется недостаточно прочным, а покрытие будет липким.
Выбор
Не поленитесь уточнить срок годности. Просроченная эпоксидка не годится для работы.
Для импортных материалов обязательна проверка всех таможенных кодов, чтобы не купить «левый» продукт.
Нужно уточнить условия хранения. Если товар передержали при высокой температуре (свыше +35 градусов), то его качество под вопросом.
Эпоксидка требует осторожности
Отвердевшая эпоксидка безвредна. Но при полимеризации приходится контактировать с токсичными растворителями. Их пары опасно вдыхать, их попадание на кожу вызывает раздражение (ожоги, дерматиты).
Для работы используется рабочая одежда, респиратор, перчатки и очки. Манипуляции с эпоксидкой нужно проводить в хорошо вентилируемых помещениях.