Клей эпоксидный

Время застывания или засыхания эпоксидного состава, будь то эпоксидка для ювелирных поделок, заливка-покрытие для пола или эпоксидный клей, зависит от многих факторов. Ключевую роль играют возраст состава или сколько лет прошло после выпуска эпоксидного материала заводом-изготовителем, срок годности, соотносимый с датой производства. Среди факторов, влияющих на скорость полимеризации, значимыми величинами будут:

  • Состав реактива-отвердителя.
  • Количество отвердителя при добавлении в эпоксидную смолу или клей.
  • Температура, при которой производится смешивание компонентов и застывание готового состава.
  • Площадь заливаемой поверхности или ее объем.

Мнение эксперта Олег Васильев Мастер по изготовлению мебели и предметов интерьера из эпоксидной смолы. Создает уникальные вещи на заказ на своем производстве. Задать вопрос мастеру Нельзя удержаться, чтобы не сказать о том, что термины «сохнет» или «застывает» практически не верны и применяются только для бытового разговора. Смесь эпоксидной смолы и отвердителя проходит стадию отверждения.

Состав

Основой состава является эпоксидная смола. Перед приклеиванием ее надо смешать с отвердителем.

Таким дополнительным компонентом может быть полиэтиленполиамин, триэтилентетрамин или ангидрит. Соединяясь со смолой, отвердитель образует прочную полимерную субстанцию. Отвердителем может также выступать полиамин, карбоновые кислоты, аминоамиды. На долю отвердителей приходится 5-15% состава. Для улучшения характеристик ударной вязкости в смесь добавляют каучук. Для снижения горючести средства в него подмешивают форфорорганические модификаторы, а лапроксив увеличивает эластичности клея.

Однокомпонентные клеи имеют в составе растворители. При контакте с воздухом они испаряются и смесь затвердевает. В качестве растворителя в клей может добавляться ацетон, ксилол, спирт. Его содержание в составе не превышает 3%.

  • Дополнительно в клеевую смесь может подмешиваться синтетический каучук, формальдегидная смола, стекловолокно, оксиды металлов, металлический порошок, глина или мел.
  • Для придания массе пластичности её состав может дополняться пластификаторами, которые предотвращают крошение клея после кристаллизации (например, фталевая или фосфорная кислота). Шов после нанесения клея с пластификатором получается более эластичный и прочный. Доп. компоненты в эпоксидке могут составлять 5-50% от основной массы. В то время как доля наполнителей, повышающих характеристики, может доходить до 300%.

Возможные компоненты и добавки

Добавляя в состав клея различные компоненты, можно улучшить характеристики.

  • Порошковый алюминий. Повышает теплопроводность и прочность шва.
  • Асбест улучшает устойчивость к температурам и делает шов более твёрдым.
  • Оксид железа окрашивает шов в красный цвет и повышает его огнеупорность.
  • Железный порошок повышает коэффициент теплопроводности и теплоустойчивости.
  • Сажа делает клеевой шов чёрным.
  • Диоксид кремния делает состав менее вязким, но более прочным после высыхания.
  • Диоксид титана делает прозрачный клей белым.
  • Оксид алюминия повышает прочность состава и его диэлектрические характеристики.
  • Стеклянные волокна и древесная стружка помогают придать смеси объём. Это необходимо, когда эпоксидкой заполняются большие пустоты.

Области применения

Эпоксидный состав имеет широкое применение. Работа с клеем проводится в следующих сферах.

  • В строительстве. Клей используется для заполнения трещин в бетоне, цементной стяжке, в железобетонных балках, для заделки швов в панельных домах. Его применение обеспечивает конструкции дополнительную крепость. Соединяют железные и бетонные детали при строительстве мостов. Эпоксидку используют для герметизации утеплителя, сэндвич-панелей, ДСП, для снижения тепловых потерь, для отделки поверхностей плиткой или мозаикой. Эпоксидка входит в состав праймеров, шпаклёвок, плиточных смесей.
  • В машиностроении. Можно клеить тормозные колодки, прикреплять запчасти из пластмассы и металла. Состав используют при ремонтных работах, для соединения металлических или пластмассовых частей. Поскольку клей водостойкий, им можно заделывать отверстия в кузове или топливном баке, проводить реставрацию обшивок.
  • В судо- и самолётостроении. В строительствt судов их корпус обрабатывается эпоксидкой, чтобы сделать его водонепроницаемым. Соединяются стеклопластиковые части и крепления технологических узлов. Во время сборки самолётов крепятся элементы теплозащиты. Средство применяется при производстве и закреплении солнечных батарей.
  • В быту. Состав можно использовать для ремонта мебели, обуви, пластиковых, металлических и деревянных элементов, для ремонта техники. Эпоксидкой заделывают трещины в стеклянных вазах, плафонах, аквариумах. Даже разбитым на осколки деталям можно придать первоначальную форму. Средством приклеиваются сколы керамогранита, заделываются трещины в керамической плитке, закрепляются крючки или держатели на стенах. Модные дизайнеры-архитекторы используют эпоксидку для заливки столешницы, создания авторской мебели. Её применяют в рукоделии, при изготовлении сувениров. Составом закрепляют крепёж при изготовлении бижутерии или аксессуаров для волос. Им приклеивают пайетки, бусины, полубусины, кружевные, атласные ленты, кожу, полимерную глину и проч.

Свойства

  • Эластичность шва. Даже если склеенные поверхности будут иметь небольшую подвижность, шов не потрескается и не разрушится. Эластичный шов не повреждается и не скалывается при сверлении или шлифовании поверхности.
  • Универсальность. Можно склеить большинство известных материалов.
  • Поскольку в состав клея входят растворители, им нельзя склеивать силиконовые, полиэтиленовые и тефлоновые основания, есть высокий риск их разрушения. Застывший слой эпоксидки можно покрасить или вскрыть лаком. Кроме того, он устойчив к растворителям, щелочам и маслам.
  • Морозостойкость. Шов не теряет своих прочностных характеристик при снижении температуры воздуха до -30°С, из-за чего можно применять средство для наружных работ.
  • Влагонепроницаемость. Шов после полного затвердевания не подвержен влаге, водяному пару, конденсату.
  • Быстрое высыхание. На первоначальную сцепку уходит не более двух минут. После полной полимеризации отсоединить склеенные детали почти невозможно.
  • Термостойкость. Состав выдерживает воздействие высоких температур до +250°С. Есть сверхтермостойкие клеи, способные выдержать до +400°С.

Вреден ли для здоровья

Эпоксидный клей вреден для здоровья, поэтому им нельзя склеивать посуду и все предметы, которые будут соприкасаться с продуктами питания.

При попадании компонентов средства в пищеварительную систему есть большой риск отравления. Контакт с кожей может спровоцировать аллергическую реакцию. Работать с эпоксидкой лучше в перчатках.

Проводит ли электричество

Эпоксидка не проводит ток. Её используют в качестве диэлектрика.

Отличие эпоксидного клея от смолы

Эпоксидная смола по своему составу является полимером, соединённым с отвердителем, а клей на её основе – это сложное соединение, включающее модификаторы и наполнители.

Отличить одно от другого можно по некоторым признакам.

  1. Скорость застывания. Производитель на упаковке клея указывает точное время его затвердевания, ускорить или замедлить которое невозможно. Повлиять на скорость полимеризации смолы можно воздействием из вне.
  2. Окрас. Смола изначально прозрачная. Со временем лишь немного меняет оттенок. Клей сначала также бесцветный, но с течением времени он желтеет.
  3. Сфера применения. Смолу добавляют при изготовлении пластика, шпатлёвки, праймеров, красок, также ею делают заливку. Клей же используется только при ремонтно-строительных работах.

Марки

Наименование Описание
Контакт Эффективно используется в помещениях с высокой влажностью. Им можно герметизировать трубы, душевые, ванны, туалеты.
Момент от компании Henkel В тубусах или шприцах объёмом от 5 г выпускается двухкомпонентный клей «Момент Супер Эпокси». Также продаётся состав Эпоксилин по 30, 48, 100 или 240 г. Средство надёжное, прочное и удобное в использовании.
Супер-Хват Это равнокомпонентный эпоксидный клей, содержащий минеральные наполнители, повышающие прочность шва. Клеит практически любые материалы.
Зубр Прозрачный гель, состоящий из двух компонентов. Им можно заполнять пустоты, трещины, сколы, восстанавливать первоначальную форму деталей.
Класс Средство аналогичное предыдущему. Склеивает металлы, сплавы, используется для ремонта машин, поклейки труб или раковин.
Секунда Склеивает все поверхности всего за три минуты.
Новоколор универсал Слабо усаживается, обладает высокой адгезионной способностью с разными основаниями. Средством можно склеивать крупные трещины, сколы.
Metal Bond Первоначальная сцепка всего за 5 минут. Можно приклеивать металл к дереву, пластиковым или другим основаниям.
Компаунд К-153 Для соединения металлоконструкций, подвергающихся постоянному воздействию влаги или нефтехимических продуктов.
Ультима (двухкомпонентный клей) Используется в декоративно-облицовочных работах. Им можно ремонтировать автотранспорт, лодки, катера, бытовую технику или сантехнику.
Поксипол Кристаллизуется за 10 минут после замешивания, поэтому с ним нужно работать быстро.
ЭДП Склеивает любые поверхности, начиная со стекла, заканчивая металлом. Имеет хорошее соотношение цены и качества.
Epoxy steel Средство для любых основ. Относится к автохимическим товарам, поскольку чаще используется при ремонте авто.
DoneDeal Эпокси Адгезив 2-х компонентный эпоксидный клей, выпускаемый в шприцах. Создаёт плотный герметичный, водонепроницаемый шов.
BisonEpoxy 5 мин Надёжно сцепливается с любой поверхностью, имеет высокую скорость полимеризации.
Абро Это холодная сварка, соединяющая основания из любых материалов. Может выпускаться в белом и чёрном цвете.
Novol Plus Средство на основе смолы, соединённой с отвердителем и стекловолокном. Можно склеивать крупные сколы, трещины или дефекты.
Uhu Соединяет пластик, металл или используется в качестве заливки.
Дифенс-ЭК Эпоксидка устойчивая к химическим реагентам. Выпускается в вёдрах по 10 кг. Чаще применяется на производстве.
Эпокси Титан Равнокомпонентное средство. Обладает повышенной прочностью и стойкостью к ударным нагрузкам. Продаётся в блистерах по 20 и 200 мл, в вёдрах по 2 л.

О составе отвердителей

Самые массовые реактивы-катализаторы, запускающие механизм полимеризации – это полиэтиленполиамин (ПЭПА) и триэтилентетраамин (ТЭТА). Оба относятся к аминовой группе отвердителей эпоксидной смолы, но действуют несколько по-разному.

ПЭПА принято относить к «холодным» реактивам, это означает, что для нормального, в течение суток, застывания катализатор добавляют в основной состав смолы, замешивают и наносят на какие-то поверхности или отливают в виде объемного изделия при обычной комнатной температуре, в пределах 20-25°C. Изделия или поверхности из такой смолы выдерживают без ущерба для качества температуру до 350-400°C градусов, и только после 450-500°C начнется разрушение застывшего полимера.

При нагревании смеси эпоксидной смолы с полиэтиенполиаминным отвердителем время засыхания рабочего раствора уменьшится, но некоторые эксплуатационные качества готовых застывших поверхностей или объемов могут ухудшиться. В частности, уменьшится сопротивление на разрыв от стекловолокна при его изготовлении, с 9,3-11,0 до меньших величин или разрушающее напряжение при изгибе в Мпа вместо величин 60-100 может стать всего 40, а при растяжении вместо 35-70 – всего в 30.

Триэтилентетраамин ведет себя несколько иначе. Относясь к «горячим» катализаторам застывания эпоксидного состава, у ТЭТА рабочие температуры при длительной эксплуатации в среднем на 100°C градусов выше, чем у ПЭПА, температура начала разрушения при перегреве готовых изделий – 473-480°C, а разрушающее напряжение Мпа на изгиб держится в пределах 90-130, а на растяжение – 70-98.

Для ТЭТА желателен некоторый нагрев готовой смеси, что вызовет ускорение реакции застывания. Чем температура смеси будет ближе к 50°C градусам, тем скорость полимеризации будет выше.

Только нужно иметь в виду, что повышение температуры нагрева для ускорения процесса выше 50°C крайне нежелательно. В больших объемах (иногда этот «большой объем» равен всего 100-150 куб. см) может начаться быстрый саморазогрев готовой эпоксидной смеси, вплоть до закипания, даже задымления.

Поэтому если нужно сделать объемную отливку из эпоксидки с отвердителем ТЭТА, то проводить ее нужно в несколько этапов, заливая объем слоями, и при этом давая каждому предыдущему слою полностью застыть. Хлопотно, тогда воспользуйтесь ПЭПА, у которого коэффициент саморазогрева ниже в разы и можно заливать сразу большой объем.

Поэтому «горячие» катализаторы полимеризации находят большее применение в тех случаях, когда будущие изделия будут подвергаться значительным нагрузкам и воздействию высоких температур. В процессе застывания повышенная температура эпоксидной массы с отвердителем способствует образованию более густой молекулярной сетки с обширным и разветвленными валентными связями, а это и прочность, и жаростойкость, и большее сопротивление на растяжение, изгиб, разрыв и скручивание.

Повышение температуры смеси эпоксидка с отвердителем на 10°C градусов ускоряет застывание такой смеси в 3 раза.

Мнение эксперта Олег Васильев Мастер по изготовлению мебели и предметов интерьера из эпоксидной смолы. Создает уникальные вещи на заказ на своем производстве. Задать вопрос мастеру Но при этом резко возрастает и вероятность «закипания» смеси с образованием пузырьков в толще отвержденной смеси.

Полезные советы при работе с эпоксидкой

Температурный режим – один из важных и основополагающих факторов при работе с эпоксидными смолами. Поэтому при использовании смолистой субстанции обязательно следует придерживаться рекомендованных условий. В идеале, в помещении, где происходит процесс полимеризации и заливка эпоксидки, температура должна быть в пределах +24⁰–30⁰С. Следует придерживаться и иных рекомендаций:

  • в рабочем помещении должно быть не только тепло, но и сухо;
  • ингредиенты до момента смешивания (смолы и отвердитель) находятся в герметично закрытой упаковке;
  • при замешивании смеси в смолу добавляется отвердитель, а не наоборот;
  • при добавлении катализатора эпоксидку можно немного разогреть до +40⁰–50⁰С;
  • стандартное время первой полимеризации смолистой субстанции — 1 сутки при температуре в +24⁰С;
  • период набора максимальной прочности составляет до недели;
  • при смешивании слишком больших доз смолы и отвердителя, эпоксидка может закипеть и потерять свои рабочие свойства.

Выводы

Эпоксидные смолы – популярный и удобный материал для работы. Но следует понимать разницу между промышленными составами и ювелирной эпоксидкой. При замешивании смолистой субстанции строго придерживайтесь инструкции и не выполняйте все рекомендации специалистов.

Зависимость скорости высыхания от площади заливки

С температурой разобрались, хотя есть еще один интересный нюанс, но и он полностью связан со следующей темой. Иногда смолы с аминовыми отвердителями типа ТЭТА не нуждаются в подогреве, он происходит спонтанно, и связано это с той формой, в которую заливают исходное сырье.

Здесь прослеживается следующая зависимость: чем компактнее форма заливки, то есть чем ближе она по форме к кубу и тем более к шару, тем быстрее и интенсивнее будет происходить процесс саморазогрева, вплоть до закипания и даже задымления, что безусловно может испортить заготовку.

Если эпоксидной смолы с отвердителем взято небольшое количество, то при комнатной температуре 100 г состава полностью полимеризуются уже через 5-6 часов. Но тот же самый объем смолы, разлитый по площади в 100 кв. см, будет застывать уже сутки, то есть в смоле с отвердителем ТЭТА образуется некая критическая масса, зависимая от объема, который занимает такая эпоксидная смесь, и эта критическая масса тем меньше, чем больше занимаемый ею объем стремится к шарообразной форме.

Полная аналогия с плутонием: в форме цилиндра его нужно, предположим, 5 килограммов для начала самопроизвольной цепной реакции деления ядер, а в форме шара всего 2 килограмма. В форме же плоского листа масса металла может быть хоть до центнера, и ничего не произойдет.

Только в случае с эпоксидкой процессы протекают химические, затрагивающие сугубо внешне оболочки атомов вещества и его молекулярные связи, а с делящимися материалами вроде плутония или урана-235 в дело вступает чистая физика, где задействованы уже внутриядерные процессы. Но механизм схож: образование критической массы, зависимой от компактности размещения.

Мнение эксперта Олег Васильев Мастер по изготовлению мебели и предметов интерьера из эпоксидной смолы. Создает уникальные вещи на заказ на своем производстве. Задать вопрос мастеру Речь идет о площади теплоотдачи такой «критической массы». Чем больше площадь, тем меньше разогревается смесь и тем больше время ее отверждения. У шара эта площадь минимальна и, соответственно, разогрев наибольший.

Как смешать компоненты оптимально

От точности отмеривания доз основного эпоксидного компонента зависит время застывания смолы и качество получаемых отливок или покрываемых площадей. Кроме того, большое значение имеет тщательность зачистки обрабатываемых поверхностей или форм для заливки.

В зачистку входит как удаление пыли и предварительное придание некоторой шероховатости обрабатываемой поверхности, но второе не обязательно, так и химическая подготовка стенок емкости для отливок или заливаемых площадей. Обычно это обезжиривание ацетоном или спиртом, нужно только дождаться испарения их частиц перед заливкой эпоксидным составами, иначе и спирт, и ацетон вступят в реакцию затвердения и изменят ей время, ведь они применяются и в качестве пластификаторов уже в готовых застывших изделиях.

Как проводится работа:

  • Компоненты эпоксидки тщательно отмеряют. Для этого нужно воспользоваться одноразовым мерным стаканчиками с делениями, пусть даже без оцифровки. Для небольших объемов, где точность может быть критична, лучше применять медицинские шприцы большого объема на 20 или 50 мл.
  • Для ускорения процесса застывания (сушки) эпоксидную смолу, пока без отвердителя, подогревают на водяной бане до 40-50°C при постоянном медленном помешивании. Быстро мешать не следует, от этого образуются воздушные пузырьки, которые при быстром протекании процесса могут не успеть выйти на поверхность и так и остаться в толще застывшего полимера.
  • Далее следует быстро влить при постоянном помешивании отвердитель, проследить, чтобы смесь получилась однородной.
  • Использовать полученный состав в течение не более 30 минут. Если задержитесь, смесь может критически загустеть и не лечь равномерно.

Здесь описывается работа с неким конкретным образцом смолы и отвердителя. В реальности и компоненты разных эпоксидок можно отмерять по весу, а не по объему, и время использования может составлять от указанных 30 минут до нескольких часов. Все зависит от типа и области применения смолы, позиционируемой производителем

Двухкомпонентная смесь

В упаковке находятся две емкости. Одна с композитным составом, другая с отвердителем. Перед работой их нужно соединить, строго соблюдая пропорции, которые производитель указывает в инструкции. Преимущество двухкомпонентного материала в том, что его можно смешивать по мере необходимости, получая состав для больших объемов работ.

Фото: Instagram hmstudio_com_ua

Стадии застывания

Смесь эпоксидки и отвердителя не встает вся разом, образования сплошных и сверхдлинных (в молекулярном масштабе) полимерных цепочек во всей массе эпоксидного состава не происходит. Полимеризация идет отдельными фрагментами, которые только потом, со временем, сливаются в единую полимерную массу.

Процесс застывания, загущения и сушки изделия из эпоксидной смолы в смеси с отвердителем проходит несколько стадий:

  1. Жидкая текучая консистенция, позволяющая за счет этой текучести заполнить малейшие неровности каверны заливаемого материала.
  2. Загущение смеси до состояния холодного гречишного меда. В таком виде смесь уже неспособна полностью залить поверхности со сложным и ярко выраженным рельефом.
  3. Густота уже такая, что из опрокинутого сосуда сползает со скоростью не более сантиметра в секунду. Годится только для склеивания крупных деталей.
  4. Такая густата, что при попытке отделения хоть часть от общей массы за этой частью тянется длинный шлейф смолы, застывающий на глазах.
  5. «Резиновая стадия», к рукам уже не липнет, можно сгибать, растягивать, перекручивать отливку из состава.
  6. На ощупь изделие из оргстекла или пластмассы. Твердое, прочное, мало подверженное внешним воздействиям.

Влияние наполнителей

Многие наполнители сам по себе способны быть катализаторам запуска полимеризации в некоторых эпоксидных составах, поэтому их добавление в готовую смесь эпоксидки и отвердителя способны укоротить время застывания эпоксидного состава даже без предварительного нагрева.

Например, такими свойствами обладают алюминиевая пудра или железные опилки. Но даже если наполнитель химически нейтрален, как это бывает с песком или стекловолокном, с ним эпоксидная смесь все равно застывает быстрее и прочность ее по завершению процесса полимеризации также существенно вырастает.

Необходимые меры безопасности

При работе с эпоксидными смолами не нужно забывать о мерах безопасности. Ведь это только готовая, застывшая эпоксидная смесь химически нейтральна и никакой опасности для здоровья человека не представляет. В процессе же застывания из массы смолы, особенно в ее «горячем» варианте с отвердителями ТЭТА, выделяется очень много опасных для человека токсичных веществ вроде формалина и фенола.

Поэтому нужно предохраняться от вредных воздействий при помощи и одноразовых перчаток из латекса или даже х/б, респиратором, как на этапе застывания смолы с выделением альдегидов, так и во время окончательной отделки в виде шлифовки и полировки с их неизбежным образованием пыли. Помещение, где производятся работы с эпоксидкой, должны быть оборудованы принудительной вытяжной вентиляцией.

Меры безопасности

Во время работ нужно тщательно проветривать помещение. Лучше поклейкой заниматься на свежем воздухе. Эти меры предосторожности нужны из-за выделений эпоксидной смесью токсичных паров.

  1. Клеить нужно в плотной одежде, с респиратором или защитной маской на лице.
  2. Руки защищаются перчатками.
  3. Если смесь попадает на открытые участки кожи, её нужно немедленно смыть водой с мылом.
  4. Посуду, в которой смешивается состав, после использования выбрасывается. В ней нельзя хранить продукты питания и питьевую воду, поскольку даже маленькая доза клея, попавшая в организм, может вызвать отравление.

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *