Разное

Эпоксидная смола свойства и характеристики: Эпоксидная смола: виды, характеристики, применение

admin

Содержание

Эпоксидная смола: виды, характеристики, применение

Содержание статьи

В былые времена эпоксидная смола использовалась преимущественно в промышленности, где данный состав применялся для склеивания различных поверхностей. Причем уже тогда «эпоксидка» считалась достойной альтернативой шурупам, гвоздям, сварке и прочим средствам соединения деталей.

В наше время эпоксидная смола обрела еще большую популярность, и сегодня используется повсеместно, в том числе и в частном строительстве, где ею покрывают столешницы и деревянные подоконники, применяют для герметизации швов и используют для изготовления наливных полов.

Давайте поближе познакомимся с этим удивительным материалом и, возможно, он не раз придет вам на помощь в процессе строительства.

Характеристика эпоксидной смолы

Эпоксидная смола является синтетическим олигомерным соединением, которое при контакте с отвердителем образует прочный полимер. При этом данный полимер имеет удивительные адгезивные способности, благодаря которым склеивает практически любые материалы – кожу, дерево, стекло, металл и т. д.

Важно! Не поддается «эпоксидке» лишь оргстекло, полиэтилен, капрон и прочие эластичные материалы, не имеющие пор.

По сути, эпоксидная смола представляет собой сильнейший двухкомпонентный клей на синтетической основе, который внешне напоминает смолу. Ее цвет может варьироваться от белого до темно-оранжевого, хотя чаще всего приходится работать с желтой прозрачной жидкостью, похожей на жидкий мед или древесную смолу.

Эпоксидная смола и эпоксидный клей

Стоит сказать, что многие путают понятие эпоксидного клея и эпоксидной смолы. Смола представляет собой синтетический полимер, коих в природе насчитывается огромное множество. Но чтобы эта субстанция приносила пользу, ее необходимо смешать с отвердителем. В качестве отвердителя могут применяться третичные амины или различные фенольные соединения.

От выбора конкретных компонентов зависит конечный продукт, который мы желаем получить. Это может быть смола, по твердости не уступающая металлу, а может быть смола, напоминающая резину. Да и по цвету они могут серьезно отличаться.

Эпоксидный клей – это один из вариантов соединения синтетического полимера с отвердителем. Он создан в одном варианте и изначально использовался только для склеивания деталей. Сегодня же эпоксидный клей применяют во многих сферах производства и в быту.

Выпускается данный продукт в тубах 30-70 мл, а также в строительных шприцах, флаконах, строительных ведрах и даже в промышленных бочках (от 15 до 19 кг). Большие объемы эпоксидного клея, как правило, применяются для изготовления наливных полов.

Технические характеристики эпоксидного клея

  1. Расход клея составляет 1,0-1,1 кг на 1 м² поверхности.
  2. Температура, при которой эксплуатируется такой клей, варьируется от -20°C до +120°C.
  3. Не подходит для склеивания посуды (т.к. может вызвать отравление).
  4. Класс опасности – 3. Состав считается малоопасным, однако в процессе нанесения важно беречь дыхательные пути и кожные покровы. Попадание клея на кожу вызывает ожоги!
  5. Хранить клей можно, только если не нарушена герметичная упаковка. Срок хранения не должен превышать 3 лет.

Важно! Клей отлично отталкивает воду и может использоваться для соединения изделий, работающих в условиях повышенной влажности.

Различия эпоксидной смолы и эпоксидного клея

Здесь мы наблюдаем ключевые различия между описываемыми материалами:

  1. Время застывания. Эпоксидная смола застывает медленно, до 24 часов, и на этом этапе проходит несколько состояний. Их можно использовать для придания «эпоксидке» различной формы. Клей же схватывается за несколько минут, а до окончательной кристаллизации проходит не более 3 часов.
  2. Цвет. Даже после застывания смола долгое время остается прозрачной, в то время как клей мутнеет и приобретает желтоватый оттенок.
  3. Сфера использования. Эпоксидный клей используется при строительных работах и в быту, для соединения различных элементов, создания наливных полов и мозаики. Смола также может использоваться для этих целей, но помимо этого применяется для создания декоративных изделий.
  4. Смешивание. Смолу нужно смешивать, а значит, импровизируя, можно получать тот или иной результат. В отличие от нее, клей – это готовый продукт, который годится исключительно для использования по назначению.

Сфера применения эпоксидной смолы

Создатель полимерного материала, швейцарский химик и изобретатель П.Кастан, даже представить не мог, что спустя 90 лет его детище не только не потеряет свою актуальность, но и получит небывалое распространение в самых разных сферах:

1)  Машиностроение – изготовление штампов и оснастки, рессор, специальных емкостей и даже подшипников;

2)  Судостороение – изготовление корпусов плавающих суден, емкостей для хранения топлива и гребных винтов;

3)  Авиа- и ракетостроение – обшивка лопастей вертолета и крыльев самолета. Изготовление баков и газовых емкостей;

4)  Радиотехника – используется для изоляции электрических кабелей и проводов, для заливки трансформаторов;

5)  Строительство – заливка популярных в наши дни наливных полов, изготовление трубопроводов, создание лакокрасочных материалов, а также нанесение разметки на асфальтированные дороги.

Кроме того, эпоксидная смола входит в состав плиточного клея, шпаклевок и других строительных смесей, для повышения адгезии (сцепления смесей с поверхностями).

6)  Применение в быту – подходит для склеивания разорвавшихся труб, кожи и металлических изделий, ремонта техники и мебели.

7)  Декоративное использование — эпоксидную смолу широко используют любители мастерить необычные изделия своими руками, начиная от декоративных украшений, а заканчивая ювелирными изделиями. Более того, «эпоксидку» можно заливать в различные формы, получая необычные и невероятно красивые изделия!

Итак, можно сделать вывод о том, что эпоксидная смола и эпоксидный клей – один и тот же продукт. Просто когда нам необходимо склеить определенные предметы или залить пол, проще использовать готовый продукт – эпоксидный клей. Если же мы решили заняться декорированием помещения или изготавливать красивую бижутерию, понадобится более универсальная в этом плане эпоксидная смола.

Важно! Эпоксидный клей бывает трех видов: моментально застывающий (не более 2 минут), застывающий в течение 10 минут, а также обычный, схватывающийся в течение получаса.

Из известных марок такого клея стоит обратить внимание на следующие: «Момент», «ЭДП», «Контакт», «Секунда», а также «Холодная сварка» и «Класс».

Если говорить об эпоксидных смолах, то наибольшую популярность получили полимерные материалы марок ЭД-16, ЭД-20, а также «Экованна», «Леонардо» и «EPS2106».

Как пользоваться эпоксидной смолой

Для приготовления «эпоксидки» понадобится соединить смолу с отвердителем. Продаются они, обычно, вместе, причем на обоих флаконах можно отыскать пропорции, в которых смешиваются материалы.

В зависимости от того, какую смолу вы желаете получить, пропорции могут быть: 10:1, 10:4 или же 10:6 (первой указывается смола, второй – отвердитель). Если на упаковке не указаны пропорции, используйте для расчетов мерные стаканчики.

Важно в точности соблюдать пропорции смешивания смолы с отвердителем. Повышая количество отвердителя, вы делаете состав менее прочным, а при недостатке этого компонента, смолянистая масса будет слишком липкой.

Для смешивания удобно использовать также шприц. Им можно набрать определенное количество смолы, заполнить ею емкость, а затем туда же добавить отвердитель.

Помните! Заливаться должен именно отвердитель в смолу, а не наоборот.

Отвердитель следует добавлять медленно, в противном случае он может разбрызгаться. После добавления приступайте к перемешиванию. Делать это также нужно медленно, ведь быстрое перемешивание приведет к образованию внутри состава пузырьков с воздухом.

Кстати, если консистенция смолы жидкая, пузырьки самостоятельно выйдут на поверхность. Если же консистенция смеси густая, пузырьки могут остаться. Густая консистенция плоха еще и тем, что в случае заливки определенных форм, смола не сможет проникнуть во все щели и рельеф получится неявным.

Далее нужно дать составу застыть до определенной консистенции, и применять по назначению.

Стадии застывания «эпоксидки»

— Первые 30 минут смесь остается жидкой и легко может проникнуть в самые мельчайшие поры. Если вы заливает определенную форму, и желаете, чтобы на ее поверхности проявились все рытвинки и углубления, наполняйте форму в этот период, пока оно отличается хорошей текучестью.

— С течением времени смола густеет и становится менее текучей. В этот период ею легче управлять, а потому смолу такой консистенции используют для заливки полов, столешниц, или любых других плоских поверхностей.

Важно! Когда слой эпоксидной смолы застывает, он притягивает к себе пыль, и это может испортить всю авторскую задумку. Поэтому производить работы с «эпоксидкой» нужно в чистом помещении, удалив предварительно всю пыль. Если же изделие небольшое, заранее придумайте коробку, которой сможете накрыть изделие до его полного застывания.

— Став еще гуще, состав уже не подходит для создания рельефных форм. Зато на данной стадии сильнее проявляются адгезивные свойства материала. Это значит, смола становится идеальным материалом для склеивания предметов.

— В определенный момент загустевшая смола приобретает свойства подобные резине. Она перестает прилипать к рукам, но при этом остается достаточно эластичной, чтобы вы смогли придать ей необходимую форму. Если вы поместите данный материал в определенную форму и хорошо зажмете его на несколько часов, эпоксидная смола затвердеет в нужном вам положении.

— Полностью затвердев, смола превращается в прочный пластик, который не так просто поцарапать.

Нужно сказать, что указать точное время каждого из этапов застывания невозможно. У каждого состава оно будет своим, а потому устанавливать его следует самостоятельно, практическим путем.

Важно! При отсутствии специальной формы, подходящей для заливки эпоксидной смолы, можно использовать форму из любого материала, предварительно смазав ее поверхность растительным маслом. Но будьте осторожны! Каждый состав «эпоксидки» реагирует на масло по-разному.

Температурный режим при застывании «эпоксидки»

На скорость кристаллизации, а значит, и затвердевание эпоксидной смолы, влияет температура. Если подогреть состав буквально на 10ºC, этот процесс ускорится в 3 раза!

Кстати, в подавляющем большинстве случае в быту применяются отвердители холодного типа, которые нет необходимости подогревать. Однако в некоторых случаях есть необходимость в применении отвердителей горячего типа. Они позволяют получить прочнейшие изделия, выдерживающие высокие температуры и большие нагрузки. Просто застывание в нагретом состоянии приводит к формированию более густой сетки молекул, в результате чего изделие становится прочнее.

Расход эпоксидной смолы

Очевидно, что на расход данного материала во много влияет качество заливаемой поверхности, в частности, ее шероховатость, пористость и склонность к впитыванию других веществ.

Обычно вопрос расхода «эпоксидки» волнует тех, кто решил залить наливной пол. И здесь, опять же, большое значение имеют требования, предъявляемые к полу. Если вы хотите, чтобы бетонный пол перестал пылить, хватит и 100 г на 1 кв.м. поверхности. Когда же необходимо получить идеально ровное, прочное и даже армированное покрытие, расход может увеличиваться до 3-3,5 кг смолы на квадратный метр пола.

Применение «эпоксидки» для изготовления наливных полов

Это один из наиболее популярных способов применения рассматриваемого материала. Он прост в использовании и позволяет получить гладкий, блестящий, бесшовный полиуретановый пол, который прослужит вам долгие годы.

Тонкослойный и толстослойный заливной пол

Важно понимать, что ваш пол может быть как тонкослойным, так и толстослойным.

1. Тонкослойный пол представляет собой пленку на поверхности, толщиной не более 1 мм, которую можно нанести на пол обычным валиком. С этим может справиться даже непрофессионал.

В результате вы получите гладкую матовую или глянцевую, прозрачную либо цветную поверхность, которая выгодно выделит помещение. Правда, даже учитывая твердость застывшей смолы, такой пол подвержен царапинам и склонен к истиранию, особенно если заливать им часто используемые помещения — кухонные полы или полы в коридоре. А учитывая, что данный слой, скорее, относится к защитному, при необходимости им можно покрывать кирпичные, бетонные или деревянные стены.

2. Толстослойный заливной пол представляет собой пленку толщиной от 3 до 10 мм. Благодаря имеющейся толщине, в материал можно добавлять не только различные красители, но и наполнители, в т.ч. кварцевую крошку, мелкие речные камешки, медную или алюминиевую стружку и т.д. Этот пол подойдет для любых жилых помещений с интенсивной пропускной способностью, например, для ванной комнаты, спальни, кухни, гостиной или даже гаража.

Такой слой довольно сложно повредить, он не царапается и не трескается. Кроме того, выбирая смолу с частиками кварца, вы получает идеально ровный пол, по которому не будут скользить ноги!

Важно лишь понимать, что залить двухкомпонентный толстослойный пол без определенных навыков и подходящего инструмента проблематично. Вы можете испортить материал. Такую работу стоит доверить профессионалам.

Технология изготовления наливного пола

Итак давайте подробнее рассмотрим процесс изготовления наливного пола

Расчет количества материала

Эпоксидная смола в больших объемах может показаться вам дорогой, а потому нужно рассчитать точное количество материала, чтобы не переплачивать. Для этого просто посчитайте площадь поверхности, которую планируете заливать, после чего умножьте полученное число на толщину слоя, которую желаете получить. Останется лишь перевести полученный объем в литры и можно приобретать материал.

Этап 1. Подготовка поверхности

Лучше всего формировать такой пол на основании из бетона. Древесина будет впитывать смолу и вам может понадобиться больше материала. При этом с пола необходимо удалить старую краску и заделать все щели. А чтобы смола лучше держалась, поверхность пола желательно обработать наждачной бумагой или вибрационной шлифтмашинкой.

Перед тем, как приступить к заливке, поверхность стоит обезжирить, вымыв ее с мыльным раствором и оставив сохнуть на сутки.

Важно! Если вы совсем недавно залили бетонный пол, должно пройти не менее месяца, прежде чем можно делать наливные полы. Повышенная влажность поверхности рискует испортить все ваши старания.

Перед нанесением смолы пол следует прогрунтовать специальной эпоксидной грунтовкой. Наносить ее можно в один или в два слоя, но с обязательным высыханием каждого из слоев не менее 12 часов.

Этап 2. Смешивание эпоксидной смолы

В ведро следует вылить смолу, а затем добавить отвердитель. Взяв строительный миксер, компоненты нужно медленно перемешивать на протяжении 5-7 минут. Важно не спешить, чтобы состав не разбрызгался, и в нем не появились пузырьки. При желании к составу можно добавить подходящий по цвету краситель.

Этап 3. Заливка первого слоя

Как только состав будет готов, кистью нанесите смолу по углам и кромке пола. После этого вылейте жидкую массу на центр, и при помощи валика распределите по всей поверхности. У вас должен получиться слой примерно в 5 мм толщиной.

Этап 4. Нанесение рисунка (при необходимости)

Как только пройдет 72 часа, и первый слой высохнет, можно наносить рисунок.

Этап 5. Заливка второго слоя

После можно наносить финишный слой эпоксидной смолы. К слову, чтобы создать особый наливной пол с различными декоративными элементами, можно использовать несколько слоев.

 

Вред для здоровья

Работать с «эпоксидкой» нужно осторожно. Особенно это касается смолы, ведь в процессе разведения капли могут попадать на кожу, вызывая ожоги. Для работы с таким составом нужно использовать перчатки.

Важно! Если капли эпоксидной смолы попали на кожу, удалите их при помощи спирта, а затем помойте руки с мылом. Если же «эпоксидка» попала в глаза или на слизистые оболочки, немедленно обратитесь к врачу!

Более того, начиная от процесса смешивания, и до полного отвердевания смолы, из состава выделяются ядовитые соединения, которые могут вызывать отравление. Поэтому работать с рассматриваемой смолой нужно в помещении, которое хорошо проветривается или имеет вытяжку. Если же работы происходят в гараже или другом помещении, которое плохо вентилируется, желательно находится в респираторе. Зато после застывания данная смола становится абсолютно безопасной!

Советы по использованию эпоксидной смолы

  1. Используйте полиэтилен в работе. Учитывая, что «эпоксидка» не склеивается с полиэтиленом, перед началом работы застелите все ответственные поверхности полиэтиленовой пленкой. Это убережет вас от попадания на них капель лака. В противном случае убрать загрязнения будет проблематично.
  2. Не используйте бумагу. Использовать бумагу для защиты поверхностей, не лучший вариант. Смола пропитывает бумагу и проникает сквозь нее.
  3. Работайте в сухом помещении. Нормальному застыванию «эпоксидки» может помешать попадание на состав воды. Даже работа во влажном помещении может привести к ухудшению застывания.
  4. Температура должна быть более 22ºC. Помешать застыванию способна и низкая температура в помещении. Для нормального процесса температура воздуха должна быть более 22ºC.
  5. Для ускорения застывания используйте батарею. Чтобы нанесенный состав застыл быстрее, небольшое изделие можно положить на теплую батарею отопления. Важно лишь, чтобы смола не слишком сильно нагрелась, и в ней не начали образовываться пузырьки.
  6. Используйте трубочку. Пузырек воздуха, который находится близко к поверхности, можно убрать, если подуть на него через трубочку.
  7. Для придания разных цветов можно использовать краску из фломастера или чернил гелевых ручек. Для декорирования поверхностей используется эпоксидная смола разных цветов и оттенков. Добиваются этого добавлением в состав специальных тонеров. Правда, стоимость их довольно высока, поэтому находчивые обыватели придумали добавлять в «эпоксидку» краску из фломастеров или чернила из гелевых ручек.
  8. При обнаружении крупинок и хлопьев положите банку на батарею. Если после хранения эпоксидной смолы в холодном помещении вы обнаружили появление в составе крупинок и хлопьев, достаточно поставить банку с лаком на батарею. Разогреть состав до 50-60ºC, он станет однородным.
  9. Для работы на солнце используйте материал, имеющий ультрафиолетовый фильтр. При изготовлении декоративных изделий важно, чтобы эпоксидная смола не желтела под воздействием солнечных лучей. Для этого изначально покупайте материал, имеющий ультрафиолетовый фильтр.

Теперь вы знаете, как можно использовать эпоксидную смолу в строительстве и декорировании помещений. Дерзайте, проявляйте фантазию и удивляйте окружающих изделиями из «эпоксидки»!

Рекомендуем почитать:

Свойства эпоксидной смолы для творчества

Свойства эпоксидной смолы для творчества

  • Post author:

    Промышленность Примеры
    Строительство Эпоксидные смолы предназначены для укрепления и укрепления конструктивных элементов, таких как напольные материалы, технические клеи и краски. Эпоксидные смолы оказались популярными для промышленных напольных покрытий, улучшение сцепления напольных покрытий было отмечено HSE. В чистых помещениях такие полы должны соответствовать требованиям cGMP, установленным MHRA.
    Возобновляемые источники энергии Краски, покрытия и детали
    Электроника Электрические изоляторы и изоляторы высокого напряжения
    Автомобильная промышленность Автомобильные детали из углеродного волокна на эпоксидной основе
    Покрытия и грунтовки
    Морской Композитные конструкции и детали, такие как корпуса яхт, конструкции каноэ, весла и т. д., а также защитные покрытия.
    Аэрокосмическая отрасль Композитные конструкции на эпоксидной основе, такие как стекловолокно и углерод
    Пространство Конструкции и детали, а также покрытия.

    Имущество Значение
    Вязкость (сП) 12 000 — 13 000
    Плотность (г/см3) 1,16
    Прочность на растяжение (МПа) 73
    Удлинение (%) 4
    Прочность на изгиб (МПа) 60
    Температура тепловой деформации (oC) 100

    Собственность Стоимость
    Плотность (кг/м3) 1 100 — 1 500
    Модуль упругости (ГПа) 30 — 50
    Разрушающее напряжение (МПа) 60 — 80
    Напряжение разрушения при изгибе (МПа) 100–150
    Удлинение при разрыве (%) 2 — 5
    Прочность на сдвиг (МПа) 30 -50
    Температура прогиба под нагрузкой (oC) 290

    Усиление Описание
    Волокна
    Углеродное волокно Ткани и ткани на основе углерода, состоящие из волокнистых структур различных конструкций. Используется с эпоксидными и другими смолами.
    Арамидное волокно Класс чрезвычайно эластичных и термостойких синтетических волокон. Высокое отношение прочности к весу превосходит углеродное волокно. Отличная размерная стабильность (благодаря высокому модулю Юнга), жесткость и низкое удлинение при разрыве. Также предлагает выдающуюся стойкость к истиранию. Устойчив к порезам и истиранию.
    Стекловолокно Маты, ткань и ткань из стекловолокна. Состоит из стеклянных волокон различных конструкций. Используется с эпоксидными, полиэфирными и другими смолами.
    Полифениленсульфидное волокно
    Полибензоксазоловое (ПБО) волокно Одно из самых прочных волокон. Высокоэффективное термостойкое волокно. Представляет структуру оксазольного кольца, конденсированного с бензолом. Эти волокна имеют длину ок. в 2 раза прочнее арамидных волокон (например, кевлар, номекс) и прибл. В 10 раз прочнее стали. Температура разложения на 100°С выше, чем у арамида. Демонстрирует небольшую ползучесть при стрессе. Идеально подходит для высоких непрерывных нагрузок.
    Полиэтиленовые волокна высокой плотности
    Наполнители
    Рубленый жгут из углеродного волокна Изготавливается из рубленого жгута. Называется «кованый углерод». Используется для ручного ламинирования, снятия шкур, инфузии и формования.
    Порошок тригидроксида алюминия Дешевый наполнитель, используемый для увеличения объема литьевой смолы
    Тиксотропный порошок коллоидного кремнезема Коллоидный/пылевидный кремнезем, используемый для увеличения толщины смолы
    Стеклянные пузырьки (микросферы) Микрошарики, добавленные в смолу гелькоута для увеличения толщины при уменьшенном весе
    Графитовый порошок Добавляется в смолы и гелькоуты для уменьшения трения или снижения статического заряда
    Измельченное углеродное волокно Порошок из измельченного углеродного волокна, добавляемый в смолы и ламинаты для повышения прочности на разрыв
    Раствор восковой добавки Раствор воска добавляется в гелькоуты, чтобы они не оставались липкими на поверхности

    Недвижимость    
    Низкая усадка при отверждении
    Высокая влагостойкость
    Химическая стойкость
    Хорошие электрические свойства
    Высокая прочность
    Ударопрочность
    Стойкость к истиранию
    Высокая усталостная прочность
    Высокая прочность на изгиб
    Высокая прочность на сжатие
    Высокая прочность на растяжение
    Длительный срок хранения

    Свойство    
    Хрупкость
    Стоимость
    Потенциально опасные
    Длительное время отверждения
    Подвержен растрескиванию
    Обесцвечивание
    Селективная химическая стойкость

    Аналитический метод Ссылка
    FTIR Гонсалес (2012)
    Флуоресценция и инфракрасное излучение Rigail-Cedeño (2005)
    Спектроскопия в ближней инфракрасной области Billuad (2002)
    Реометр с параллельными пластинами для динамического механического анализа (DMA) McHugh (2020)
    ЯМР-спектроскопия Сойка (1976)