Пропорции эпоксидной смолы и отвердителя

Технические характеристики

Расход

Расход клея на эпоксидной основе будет зависеть от толщины слоя его нанесения.

Если оклеиваются пористые основания наподобие бетона, древесины или деревянных плит, то расход увеличивается. Чтобы заполнить пустоты объемом в 1 см. куб. нужно израсходовать 1,1 г смеси.

Сколько сохнет

Время высыхания зависит от температуры окружающей среды и соотношения основных компонентов в составе. Чтобы ускорить схватывание средства, нужно добавить в него больше отвердителя. Для увеличения скорости отвердевания клеевой шов после схватывания можно нагреть. Если увеличить температуру нагрева, состав застывает быстрее.

Сохнет эпоксидный клей по-разному. Всё зависит от его вида.

1. Холодная сварка затвердевает за 5-20 мин.
2. Жидкие смеси через час становятся густыми, через 2 – схватываются, за сутки полностью полимеризуются.

Не стоит проводить склеивание при минусовой температуре, поскольку клеевой шов нормально не кристаллизуется. Для ускорения затвердевания лучше работы проводить при температуре от +10 до +30°С.

Температурный режим

Для некоторых клеев характерна повышенная термостойкость, поэтому они могут выдерживать +250°С. Есть вид клея, имеющий повышенную теплостойкость, он держит свою форму при кратковременном воздействии на него температурой в +400°С.

Для нормального застывания клея достаточно, чтобы температура была от +20 до +23°С. Некоторые марки могут затвердеть и при +10…+15°С.

Если состав необходимо сделать более жидким, смолу нужно нагреть на водяной бане, при этом температура плавления составляет 50-60°С. После расплавления эпоксидка легко набирается шприцем и точечно наносится на подготовленные поверхности.

Рекомендации

Проверенные практикой рекомендации опытных мастеров, работающих с эпоксидной смолой, помогут новичкам освоить азы мастерства и предостерегут от совершения наиболее распространенных ошибок. Чтобы создавать изделия с высоким уровнем качества и надежности, вам могут быть полезными несколько советов.

• При прогревании густой эпоксидной смолы на водяной бане необходимо следить за тем, чтобы температура не поднималась выше +40°C и смола не закипела, что приведет к снижению ее качеств и свойств. Если необходимо подкрасить полимерный состав, то для этой цели используются сухие пигменты, которые при добавлении в смолу необходимо тщательным образом равномерно вымешивать до получения однородной окрашенной массы. При использовании водяной бани нужно следить за тем, чтобы ни одной капли воды не попало в эпоксидную смолу, в противном случае состав будет мутным, и восстановить его уже не получится.
• После того как эпоксидная смола смешана с отвердителем, полученную смесь необходимо использовать в течение 30–60 минут. Остатки сохранить невозможно – их придется только выбросить, так как они полимеризуются. Чтобы не тратить понапрасну дорогостоящий материал, необходимо перед началом выполнения работ внимательно рассчитать расход компонентов.
• Для получения высокой степени адгезивности поверхность рабочих объектов необходимо зашлифовать и хорошо обезжирить. Если работа предполагает послойное нанесение смолы, то каждый последующий слой наносят не на полностью подсохший предыдущий. Такая липкость позволит слоям прочно соединиться между собой.
• После того как отливка в форму или на плоскость выполнена, ей предстоит сохнуть 72 часа. Чтобы защитить верхний слой материала от попадания на него пыли или мелких частиц, необходимо накрыть изделие полиэтиленовой пленкой. Вместо пленки можно воспользоваться крышкой большого размера.
• Эпоксидная смола плохо переносит воздействие ультрафиолетовых солнечных лучей, под которыми она приобретает желтый оттенок. Чтобы сохранить изделиям идеальную степень прозрачности, выбирайте составы полимерной смолы, содержащие специальные присадки в виде УФ-фильтра.

При работе с эпоксидной смолой нужно найти идеально ровную горизонтальную поверхность. В противном случае у изделия может получиться неравномерный наплыв полимерной массы с одной стороны. Мастерство в работе с эпоксидной смолой приходит только в процессе регулярной практики.

О том, с чего начать работу с эпоксидной смолой, смотрите в следующем видео.

Основные правила

Работать с эпоксидным смоляным составом можно в домашних условиях. Чтобы такая работа доставляла удовольствие, а результат творческого труда радовал и вдохновлял, необходимо знать и соблюдать основные правила использования этого полимера.

• При смешивании компонентов необходимо строго соблюдать пропорции. Количество компонентов, смешиваемое друг с другом, зависит от марки эпоксидной смолы и рекомендаций производителя. Если вы первый разработаете с новой для себя маркой полимерной смолы, то полагаться на прежний опыт здесь не стоит – каждый вид смоляных составов имеет свои особенности. Если вы совершите ошибку, то получившаяся смесь может быть непригодной для применения. Кроме того, пропорции эпоксидной смолы и отвердителя должны строго соблюдаться по массе или объему. Например, чтобы отмерить точное количество ингредиентов, используют медицинский шприц – для каждого компонента отдельный. Смешивают ингредиенты полимерной смолы в отдельной посуде, а не в той, с помощью которой вы выполняли измерения.
• Соединение компонентов нужно выполнять в определенной последовательности, если ее нарушить, то состав начнет полимеризацию раньше времени. При смешивании необходимо отвердитель доливать к основе, но не наоборот. Вливать нужно медленно, при этом выполнять медленные помешивания состава в течение 5 минут. При помешивании из смолы будут уходить пузырьки воздуха, попавшие в состав при вливании отвердителя. Если при соединении ингредиентов масса получилась чрезмерно вязкой и густой, то ее подогревают до +40°C на водяной бане.
• Эпоксидная смола очень чувствительна к окружающему температурному фону. Когда смоляной компонент смешивается с отвердителем, происходит химическая реакция с выделением тепла. Чем больше объем смеси, тем больше тепловой энергии выделяется при соединении компонентов. Температура смеси при этом процессе может достигать более +500°C. Поэтому смесь смоляного компонента и отвердителя разливают для работы в формы, выполненные из жаропрочного материала. Обычно смола застывает при комнатной температуре, но если необходимо ускорить этот процесс, то исходные ингредиенты нужно предварительно нагреть.

Полимерную смоляную смесь можно наносить тонким слоем или выполнять из нее объемное литье в подготовленную форму. Нередко эпоксидную смолу используют для пропитки ее составом конструкционной стеклоткани.

Чем и как разводить?

Своими руками сделать в домашних условиях готовый эпоксидный состав можно, если правильно развести смолу с отвердителем. Пропорции смешивания, как правило, составляют 10 частей смолы к 1 части отвердителя. Это соотношение может быть и другим, в зависимости от разновидности эпоксидного состава. Например, есть такие составы, где необходимо смешивать 5 частей полимерной смолы и 1 часть отвердителя. Перед тем как приготовить рабочий полимерный состав, необходимо рассчитать количество эпоксидной смолы, которое необходимо для выполнения той или иной задачи. Расчет расхода смолы можно сделать, исходя из того, что для заливки 1 м² площади на толщину слоя 1 мм потребуется 1,1 л готовой смеси. Соответственно, если нужно залить на такой же площади слой, равный 10 мм, придется разбавить отвердителем смолу, чтобы получилось 11 л готового состава.

Отвердитель для эпоксидной смолы – ПЭПА или ТЭТА, является химическим катализатором процесса полимеризации. Внесение этого компонента в состав эпоксидной смоляной смеси в необходимом количестве обеспечивает готовому изделию прочность и долговечность, а также влияет и на прозрачность материала.

Смолу можно приготовить в различных по объему количествах.

• Приготовление небольшого объема. Компоненты эпоксидной смолы смешиваются холодным методом при комнатной температуре, не превышающей +25°C. Не рекомендуется смешивать сразу все необходимое количество материала. Для начала можно попробовать сделать пробную партию и посмотреть, как она будет застывать и какие имеет особенности. При смешивании небольшого количества эпоксидной смолы и отвердителя будет выделяться тепло, поэтому нужно подготовить специальную посуду для работы с полимером, а также место, куда эту емкость с горячим содержимым можно поставить. Перемешивать компоненты полимеров нужно медленно и аккуратно, чтобы в смеси не было воздушных пузырьков. Готовый смоляной состав должен быть однородным, вязким и пластичным, с абсолютной степенью прозрачности.
• Приготовление большого объема. Чем больше по объему ингредиентов участвует в процессе смешивания, тем больше тепла выделяет полимерный смоляной состав. По этой причине для приготовления эпоксидной смолы в большом количестве пользуются горячим методом. Для этого смолу подогревают на водяной бане до температуры +50°C. Такая мера позволяет в результате лучше смешать смолу с отвердителем и продлить срок ее работоспособности до затвердевания примерно на 1,5–2 часа. Если при нагревании температура повысится до +60°C, то процесс полимеризации ускорится. Кроме того, необходимо следить за тем, чтобы в эпоксидную смолу при нагревании не попадала вода, которая испортит полимер тем, что он потеряет свои клеящие свойства и помутнеет.

Если в результате работы необходимо получить прочный и пластичный материал, то перед введением отвердителя к эпоксидной смоле добавляется пластификатор марки ДБФ или ДЭГ-1. Его количество к общему объему смоляного ингредиента не должно превышать 10%. Пластификатор увеличит стойкость готового изделия к воздействию вибрации и механических повреждений. Через 5–10 минут после введения пластификатора в эпоксидную смолу добавляют отвердитель.

Особенности материала

Образование сшитых полимеров внутри олигомерного синтетического соединения возможно исключительно под воздействием отвердителя. Уникальные свойства материала проявляются только после соединения двух компонентов. Вещество, которое получается после реакции полимеризации, не имеет резкого запаха. Одной из характеристик изделий из эпоксидной смолы является их высокая прочность, стойкость к механическим воздействиям и химикатам – кислотам, щелочам.

ЭДП

В рабочем состоянии консистенция раствора – жидкая и вязкая. Это качество дает возможность заливать состав в форму при изготовлении сувениров и украшений, электродеталей, предметов мебели. После застывания состав становится твердым и прочным, легко поддается обработке – подрезке, шлифовке. Поверхность материала после застывания – прозрачная, без посторонних включений. При этом полученное изделие является абсолютно безопасным и не токсичным.

Консистенция готового раствора

Качество полимерного изделия напрямую зависит от соблюдения пропорций при смешивании двух основных компонентов. Если количество отвердителя будет превышать рекомендуемую дозировку, то он проступит на поверхности полимера. Если же отвердителя будет недостаточно, то процесс полимеризации пройдет некорректно и поверхность изделия останется липкой.

Как работать со смолой?

При работе со смолой главное — тщательно соблюдать пропорции, поскольку недостаточное или, наоборот, слишком большое количество отвердителя самым негативным образом сказывается на функциональности итогового состава. При избыточном объеме отвердителя состав утрачивает свою прочность. Помимо того, излишек может выделяться на поверхность по мере застывания. При нехватке отвердителя часть полимеров остается несвязанными, подобный состав становится липким.

Современные составы обычно разводятся в пропорции: на 1 часть отверждающего вещества — 2 части ЭС, допускается использование равных пропорций. Эпоксидку и отвердитель необходимо тщательно размешивать, чтобы консистенция получилась однородной. Перемешивание выполняют медленно, если движения будут резкими — появятся пузырьки.

После выполнения заливки следует подождать, пока смола затвердеет. В ходе полимеризации ЭС проходит несколько стадий.

• Жидкое состояние. Смесь основных составляющих легко стекает с палочки-мешалки, этот момент оптимален, чтобы заливать состав в форму.
• Густой мед. В этом состоянии масса не ложится тонким ровным слоем, но с легкостью заполняет собой небольшой объем.
• Засахаренный мед. На данном этапе проведение каких-либо действий со смолой не представляется возможным, единственная возможность использования — склеивание поверхностей.
• Переход от меда к резине. В этот момент смолу не нужно трогать, иначе можно нарушить формирование полимерных цепочек.
• Резиновая. Масса компонентов уже вступила во взаимодействие и перестала липнуть к ладоням, однако, ее твердости пока недостаточно. В таком состоянии заготовку можно перекрутить и деформировать.
• Твердая. Эта смола не гнется, не крутится и не отковыривается.

Эпоксидка разных изготовителей имеет разный период отверждения, оно определяется только опытным путем.

Впрочем, и без лака ее поверхность выглядит глянцевой и мерцающей.

Процесс изготовления

Но все равно рекомендуют эпоксидную смолу немного нагреть. Тогда она будет не такой вязкой, но нужно следить, чтобы она не закипала. Это ее испортит и использовать такую смолу нельзя.

К тому же в процессе нагревания эпоксидную смолу лучше помешивать и следить за уровнем температуры.

Важно правильно рассчитать количество растворителя, которое нужно добавить. Если его будет мало, тогда смола либо останется вязкой, либо же застынет, но будет липкой

Перед смешиванием необходимо внимательно изучить инструкцию, там всегда указывают нужное количество и пропорции. Количество растворителя зависит от состава эпоксидной смолы, поэтому его количество может меняться от 10 до 50 процентов.

Смолу и раствор набирают в разные шприцы. Некоторые производители уже производят материал в таких бутылках с мерными метками, что очень удобно.

Как получить маленьких объем смеси

Во время процесса должна быть температура не больше 25 градусов. В разведенном средстве не должны появляться пузырьки с воздухом, цвет должен быть прозрачным, без различных вкраплений.

Такой материал будет однородный, если весь процесс разведения был сделан правильно.

Получение смолы в большом количестве

Так как при смешивании эпоксидной смолы и отвердителя, первая выделяет тепло, поэтому холодным способом можно пользоваться только для получения малого количества продукта.

Для получения достаточно большого количества средства эпоксидную смолу нужно довести до +50 градусов.

Дальше быстро добавляют отвердевающее вещество. Вода ни в коем случае не должна попасть в смесь, иначе все придется переделывать.

После того, как эпоксидная смесь нагрелась, с ней нужно быстро работать дальше, поэтому заранее подготавливают тару и отвердитель в необходимом количестве.

Из чего состоит универсальный эпоксидный клей?

Эпоксидный клей славится прочностью и устойчивостью к воздействию различных химических веществ. Такая стабильность объясняется его химическим составом. Его главный компонент – эпоксидная смола – относится к классу синтетических смол. Ее получают путем соединения эпихлоргидрина с дифенилолпропаном с последующим добавлением едкого натра и нагреванием до 60–70°С. Затем смесь отстаивают и нагревают для удаления из нее воды.

Полученный продукт имеет вид прозрачной жидкости желтоватого или красноватого оттенка с различной степенью вязкости. Эпоксидная смола – полиэфир, который твердеет при взаимодействии с соединениями, имеющими подвижный атом водорода. Такие соединения называются отвердителями. В роли катализаторов полимеризации эпоксидной смолы могут выступать:

• диамины (гексаметилендиамин, метафенилендиамин);
• карбоновые кислоты;
• малеиновый или фталевый ангидриды карбоновых кислот.

Эпоксидный клей также делают на основе одноименной смолы, но в его состав входят дополнительные компоненты. Они улучшают его адгезивные свойства и облегчают работу с ним. Виды добавок:

• отверждающий агент (диамины, карбоновые кислоты или их производные);
• наполнители (мел, сажа, порошки металлов);
• углеродное волокно и стекловолокно;
• растворители (спирт, ацетон, ксилол);
• пластификаторы (эфир фталевой или фосфорной кислоты);
• модификаторы;
• полимеры (каучуки).

Приготовление эпоксидной смолы в малых объемах

Для получения обычного склеивающего состава, предназначенного для бытовых нужд, достаточно холодного смешивания. На одну часть смолы берут десять частей отвердителя, то есть в соотношении 1:10. Все работы выполняются при температуре не выше +25 градусов по Цельсию.

Не следует сразу смешивать все количество компонентов. Сначала проведите тестовое разведение в небольших количествах, чтобы убедиться в правильности выбора пропорций. После получения образца нужного качества смешивают необходимое количество обоих компонентов, заливая их в емкость, тщательно перемешивая.

Получить большое количество эпоксидной смолы холодным смешиванием невозможно. Реакция протекает с выделением тепловой энергии. И чем большие объемы смешиваются, тем больше тепла будет выделяться. Следовательно, полимеризация может наступить мгновенно и состав станет непригоден.

В полученной смеси должны отсутствовать пузырьки воздуха. Она должна быть абсолютно прозрачной, иметь равномерную вязкую консистенцию.

Получение эпоксидной смолы в больших объемах

Кустарным способом приготавливают только при разогревании смолы на водяной бане. Вещество доводят до температуры +50 градусов по Цельсию. Это позволяет получить не только больше состава, чем при холодном способе разведения, но и увеличить его пригодность для работы примерно на один или даже два часа.

Нужно поддерживать температуру нагрева все время равномерной. Если она повысится выше +60 градусов, то полимеризация станет неизбежной. Использовать полученную таким способом смолу будет уже невозможно. Через несколько минут она затвердеет. Нельзя допускать попадания в компонент воды. Это приведет к потере склеивающих свойств, о которой свидетельствует помутнение.

Как готовить рабочую смесь

Требования к емкости. Тара должна быть чистой, без воды и жиров, желательно не пластиковую. Если нет уверенности в чистоте емкости, лучшее ее предварительно обезжирить. Помещение должно быть хорошо проветрено, при этом обязательно использовать индивидуальные средства защиты: респиратор, очки и перчатки.

Что бы избежать закипания можно использовать тару с большей площадью относительно ее глубины.

Смешивание компонентов. Процесс смешивания смолы и отвердителя необходимо проводить в помещении с рекомендованной производителем температурой. В тару наливается смола, затем медленно добавляется отвердитель в необходимой пропорции, при этом постоянно перемешивается вся смесь. Если отвердителя будет больше чем необходимо, излишки не вступят в реакцию и выйдут на поверхность при застывании состава.

Таблица соотношения смолы с отвердителями

Важно. Все ингредиенты необходимо добавлять в весовом соотношении

Далее, в течении 10-15 минут смесь необходимо перемешать миксеров на низких оборотах. Рекомендуется так же сделать так называемый “двойной перемес”, то есть перелить смесь в другую тару и перемешать еще раз. Далее можно добавлять пигменты и красители, о которых я расскажу чуть позже. После этого смолу нужно оставить на 10-15 минут что бы из нее вышли пузырьки воздуха.

Для более качественного перемешивания с наполнителями смолу можно прогреть до +50°C, она станет практически жидкой. В таком виде ее удобно заливать в форму.

Жизнеспособность готовое смеси с отвердителем обычно примерно 30 минут – 1 час, за это время ее необходимо выработать. С отвердителем Telalit-590 смесь можно использовать в течении 8 часов.

Назначение отвердителей

Роль отвердителя заключается в том, что он является не только катализатором реакции, но и полноценным ее участником. Результатом становится компаунд определенной консистенции, пригодный для работы. А получающееся после застывания изделие будет отличаться надежностью, прочностью и долговечностью.

В состав современных компаундов входят вещества, влияющие на ускорение процесса твердения, который зависит от температуры раствора и вида используемого отвердителя. В продаже имеются растворы, застывание которых происходит даже в условиях низких температур. Полимеризация некоторых составов возможна в условиях повышенной влажности.

Виды отвердителя

Для бытовых нужд используют смолу, твердеющую при нормальной температуре, ее еще называют «холодного отверждения». Однако наиболее прочными, химически и механически стойкими являются изделия, полученные из составов горячего типа отверждения.

От того, насколько точно подобрана пропорция отвердителя, зависит показатель однородности, твердости, долговечности и прозрачности состава. Неправильно подобранное количество и смешивание компонентов снижает качественные характеристики, влияет на уменьшение эксплуатационного срока раствора и получаемого изделия.

Разновидности

На качество результата в первую очередь влияет тип отвердителя, а не смолы. К наиболее распространенным разновидностям с невысокой стоимостью относятся отвердители ПЭПА и ТЭТА. Однако их качество существенно ниже, чем у модифицированных составов.

Набор с отвердителем ПЭПА

К основным недостаткам дешевых составов относят следующее:

1. Температура, при которой наступает отверждение для ТЭТА, составляет не меньше 30 градусов, для ПЭПА – 15 градусов.
2. Составы уязвимы перед влагой – это существенный минус при проведении гидроизоляционных работ или при заливке пола.
3. Полимеризация наступает быстро, поэтому создать толстый слой проблематично.

Что касается модифицированных соединений, то для них эти недостатки не свойственны. Единственный минус – высокая стоимость.

Набор с отвердителем ТЭТА для получения прозрачного раствора

Если сравнивать эти две разновидности отвердителя, то с ПЭПА работать проще, так как он допускает незначительное отклонение от соблюдения пропорций и отлично ведет себя при комнатной температуре.

Характеристики разных марок отвердителя

Как обеспечить хорошую текучесть

Эпоксидный клей и  эпоксидная смола для объемных и площадных заливок, при всей их разнице в составах (в клеи добавляют наполнители и разбавители), обладают таким великолепным качеством, как повышенная адгезия, то есть способность прилипать к склеиваемым материалам. Главное, обеспечить чистоту склеиваемых поверхностей от механических и химических загрязнений. Это достигается их механической обработкой перед склеиванием с помощью абразивной шкурки разной степени мелкости, а затем обезжиривания средствами, для этого берут ацетон или этиловый спирт. Ацетон можно также добавить с слишком густую смолу, но не более 1/20 части от ее объема, он снизит механическую прочность клеевого шва.

Но основным способом разжижить чрезмерно загустевший компаунд, или часть А, является его нагрев. Греют смолу с целью сделать ее более жидкой до введения в нее отвердителя, иначе есть риск получить твердый монолит еще до того, как захотите применить его для работы

Для этого стаканчик с отмеренным количеством смолы помещают в горячую воду, осторожно, чтобы не вызвать образования пузырьков воздуха, размешивают его палочкой, и только после равномерного прогрева добавляют туда отвердитель, причем отвердитель размешивают также осторожно

В продажу поступают смолы и отвердители, предусматривающие разную степень сцепки склеиваемых поверхностей и разную структуру и физические свойства смолы после отверждения. Пример, обувной клей на основе эпоксидных смол, которому для нормального функционирования в этом качестве не требуется жесткость структуры. Нужна гибкость, сколько раз а день обувь претерпевает циклы сгиб-разгиб, а для таких клеев пропорции смешивания основного состава А с отвердителем Б могут отличаться от указанных выше. Но информация об этом у сертифицированных клеев обязательно размещается или непосредственно на упаковке, или в приложенной распечатанной инструкции. Если ничего этого нет, перед вами подделка, такой эпоксидный материал лучше не брать.

В инструкции также может быть размещены не жесткие нормы смешивания, а их зависимость от сроков годности, температуры окружающей среды, применения альтернативных видов отвердителя.

Состав и особенности изготовления

ЭС относится к сложным соединениям, свои физико-технические характеристики проявляет исключительно в форме полимера. При реакции с отвердителями олигомеры формируют структуру множества сшитых между собой полимеров. Выпускается в соответствии с ГОСТ 10587-84. Говоря о составе эпоксидки, надо отметить, что ее можно модифицировать физическими либо химическими методами.

Химическая техника предполагает реакцию с дополнительными веществами, в результате изменяется формула основного вещества, трансформируется само строение клетки полимера. К примеру, при реакции с полиэфирами спиртов глицидиловой группы изменяются параметры эластичности затвердевшей смолы. Вместе с этим меняется и ее гигростойкость. А введя в структуру галогенорганические либо фосфорорганические соединения, можно многократно увеличить горючеустойчивость материала.

Физическая техника предполагает перемешивание ЭС с отдельными дополнительными веществами без запуска химической реакции. Так, добавление каучука увеличивает параметр поглощения механической энергии при ударах. А при перемешивании с диокисью титана изменяются визуальные характеристики смолы — она становится абсолютно непрозрачной для лучей УФ-спектра.

Количество на квадратный метр

Какой объем эпоксидной смолы вам потребуется, несложно понять, выяснив цель ее эксплуатации. При задействовании смолы в качестве клевого вещества, на количество будут влиять свойства склеиваемых поверхностей:

• поры;
• гладкость;
• впитывающая способность.

Для обработки пола, к примеру, количество смолы на покрываемую площадь, будет иметь значение. При покрытии гладкого цементного пола, чтобы избавить его от пыли, хватит небольшого количества – всего лишь ста граммов на квадратный метр. Но, чтобы сделать крепкое покрытие, и добиться превосходной гладкости, может понадобиться до трех килограммов эпоксидки на квадратный метр.

При оформлении наливного пола берется усовершенствованная эпоксидная смола различных цветов. Состав наливается на пол и равномерно распределяется по нему из-за своей силы тяжести. На единственный слой уходит около килограмма на один «квадрат».