Виды, марки и правила разведения отвердителей с эпоксидной смолой

Отвердитель для эпоксидной смолы – состав, разновидности, особенности применения
Эпоксидная смола представляет собой олигомерное синтетическое соединение, которое широко используется для создания лакокрасочных материалов, клеевых составов, красивых и высокопрочных бытовых изделий. Отвердитель для эпоксидной смолы помогает получить средству веществу окончательные свойства, потому что запустит процесс полимеризации.

Для чего он нужен? Разновидность отверждения эпоксидной смолы будет сильно отличаться от того же показателя у ЛКМ. Если грунтовочные смеси, краски, клеящие составы застывают лишь после испарения жидкости, то смолу можно отвердить лишь после добавления особого раствора. По этой причине смолу часто называют двухкомпонентным материалом.

Отвердитель представляет собой химическое жидкое вещества, ускоритель химической реакции и ее полноправный участник. После соединения смолы и отвердителя начинает полимерзация, и в результате состав получается твердое (то есть стабильное) состояние.

Функции отвердителя

Тип отверждения эпоксидки сильно отличается от такового у прочих ЛКМ. Если краски, грунтовки, клеящие составы застывают после испарения жидкости, смолу можно отвердить только после добавления специального раствора. Поэтому эпоксидку называют двухкомпонентной.

Отвердитель — жидкое химическое вещество, катализатор (ускоритель) химической реакции и ее полноценный участник. После соединения смолы и отвердителя начинается процесс полимеризации, в результате состав обретает стабильное (твердое) состояние.

Важно добавлять строго установленные пропорции обоих компонентов смеси. Точность соотношения средств определяет следующие свойства конечного материала:

• время застывания;
• прозрачность;
• долговечность;
• твердость;
• однородность.

Почему правильный химический состав массы так важен? Если нарушить пропорции, качественные характеристики смеси снизятся, как и срок эксплуатации готового компаунда. Верное разведение позволит получить качественный термореактивный состав, который будет обладать такими признаками:

• высокая адгезия с большинством известных материалов;
• отличная водостойкость, прочность на разрыв, разлом, механическое повреждение и действие химии;
• диэлектрические качества;
• безусадочная форма или незначительная усадка по время эксплуатации.

Альтернативные варианты

Существуют и другие составы, которые заменят разделительный воск для эпоксидной смолы, став хорошей альтернативой. Среди них:

• Разделительная смазка Вс-М. Композиция из силиконов и воска, замешанная в виде эмульсии в смеси из растворителей. Антиадгезионное покрытие для форм. Разработано для отливок на границах «силикон-силикон» и «силикон-молды», но с успехом может быть применено и для низкотемпературных процессов, связанных с отливками из эпоксидок. Форма выпуска – аэрозольные баллоны.
• Парафин. Являясь продуктом переработки углеводородного сырья (побочный продукт производства топлива), парафин может вступить в реакцию с полимеризующейся эпоксидкой при достаточно высокой температуре протекания процесса. Поэтому как разделитель (подобно воску) парафин можно использовать только в низкотемпературных реакциях желатинизации и отверждения смолы.
• Стеарин. Получают из стеариновых кислот, выделяемых в процессе мыловарения или подобных этому процессу производствах, разделяя жидкую фракцию в растительных и животных жирах (олеин) и твердую (стеарин). Химически инертен по отношению к эпоксидным материалам, с высокой степенью тугоплавкости (именно поэтому стеариновые свечи, в отличие от парафиновых, не текут при горении). Но это же является и препятствием при использовании в качестве разделителей – трудно нанести на сложные формы при их отливках.

Выбирайте себе разделитель по подходящим свойства, чтобы заливка прошла удачно, как и отделение изделия от формы.

Классификация отвердителей

Все отвердители по принадлежности к химической группе делятся на два типа:

1. Аминные. Сюда входят амины, полиамины и диамины, в том числе полиэтиленполиамин, гексаметилендиамин. Эти отвердители наиболее распространены среди мастеров, ими можно разбавить любую смолу. Эпоксидка после их добавления будет застывать даже при комнатной температуре. Данный тип отверждения называется холодным.
2. Кислотные. Используются карбоновые кислоты и их ангидриды — малеиновый, фталевый, гексагидрофталевый и другие. Кислотные отвердители дают более надежный результат, но сложны в применении. Этот тип отверждения называется горячим, а во время температурного воздействия (100–200 градусов) эпоксидка улучшает физико-химические свойства.

В домашних условиях рекомендуется использовать только аминные растворы, хотя при достаточном опыте и сноровке можно отверждать эпоксидную смолу и при помощи кислот.

Три фактора замены

Полноценную замену эпоксидной смоле найти невозможно. Приходится жертвовать или твердостью, которая тут вне конкуренции, или долговечностью. Например, такой материал, как полиэфирная смола, уступает эпоксидной ненамного, это достойный аналог. Самый массовый пример замены, в быту , во время домашних ремонтных или дизайнерских работ, и в строительстве. Тем более, что две эти сферы тесно пересекаются.

Самый частый пример подобной замены, который приводят, это заливка полов. Внешне, сразу после окончания работ, два типа этих покрытий, эпоксидное и полиэфирное, вообще неотличимы, разница скажется позже, по мере исцарапывания внешнего глянца и износа (эпоксидка все же будет покрепче, чем ее альтернатива). Заставляют осуществить такую замену обычно три обстоятельства:

1. Аллергия на эпоксидную основу или отвердители. В этих случаях сначала пробуют применить защитные меры вроде изолирующих респираторов, плотной одежды, очков и перчаток. Потом пытаются сменить марку смолы или отвердителя, или оба этих компонента, и если только ничего не помогает, ищут альтернативу.
2. Необходимость реставрации сломанной или разбитой на крупные фрагменты посуды, которая применяется для приготовления или приема пищи – эпоксидка в этом отношении хотя и умеренно, но слегка токсична.
3. Стоимость эпоксидки. Для крупных работ ее приобретение выливается в приличную сумму. Дешевые же составы иногда получается найти с подобным функционалом. Хотя недорого, это относительное понятие.

Традиционные отвердители (ПЭПА, ТЭТА, ДТБ-2)

Отвердители оказывают огромное влияние на смолу, поэтому на их качестве экономить не стоит. Лучше купить средство, сделанное по стандарту и рекомендуемое производителем к конкретному виду эпоксидки. Отвердители бывают традиционными и модифицированными (современными). Самые бюджетные по стоимости ПЭПА и ТЭТА, которые выпускаются многими компаниями, довольно дешевы, удобны в применении, но по качеству уступают дорогим модифицированным средствам.

ПЭПА или полиэтиленполиамин (входит в состав клея ЭДА, ЭДП, ряда грунтов и эмалей) — очень популярный материал. Работать с ним просто, даже не требуется строгого соблюдения технологии. Может применяться при комнатной температуре.

На вид ПЭПА представляет собой вязкую коричневую жидкость, поэтому там, где важно сохранить прозрачный материал, использование отвердителя будет невозможным. До 75 % продукта составляют неконтролируемые примеси, и только 25 % средства участвует в реакции со смолой. Это причина того, что нельзя использовать ПЭПА для изделий, контактирующих с пищей, водой.

ТЭТА или триэтилентетрамин — прозрачная жидкость с резким запахом импортного производства. Представляет собой более качественную замену предыдущего средства. В описании продукта указано, что примеси составляют не более 4 %, но в составе меньше третичных аминогрупп. Это снижает способность к полимеризации при комнатной температуре, и доотверждение лучше делать при повышенных температурах. Строгое соблюдение техники и пропорций в работе с ТЭТА обязательно. Из плюсов следует указать:

• высокая прочность;
• однородность и прозрачность;
• химическая чистота.

Отвердитель ДТБ-2 — смесь аминоэфиров сложного состава, невязкая, окрашенная в желтый цвет жидкость. Позволяет разводить эпоксидку при комнатной температуре. Технические характеристики готового изделия:

• высокая ударопрочность;
• влагостойкость;
• низкая истираемость;
• отличный глянец.

ДБТ-2 в смеси с эпоксидкой используется для приготовления заливочных компаундов, наливных полов, смесей для реставрации ванн.

Выводы

Эпоксидная смола – уникальный и универсальный продукт. Эта субстанция становится незаменимой в многочисленных современных отраслях промышленности. Активно используют ее и домашние умельцы в творческой мастерской. Но эпоксидка не может работать без отвердителя. Дополнительная субстанция активирует процессы полимеризации, только с ее помощью смола демонстрирует все свои заявленные качества. Поэтому очень важно разбираться и знать все имеющиеся виды отвердителей и уметь их подбирать для работы с эпоксидкой.

Современные составы

Чем можно заменить описанные средства? Модифицированные отвердители лишены большинства недостатков традиционных, но цена их намного выше. Готовые изделия будут иметь более высокие прочностные свойства, так как смола полимеризируется полнее. Средства выступают как пластификаторы — в ряде случаев способны разбавлять и пластифицировать эпоксидку.

М-4

Отвердитель М 4 — аминный отвердитель модифицированного типа, жидкость с повышенной вязкостью, цвет — красно-коричневый. М4 нужно смешивать с эпоксидной смолой в объеме 20 – 25 % от основного материала. Вещество способно отверждать эпоксидку даже при температуре +2…+5 градусов — это не помешает получить изделие повышенной прочности.

Средство быстрого отверждения произведено на основе ПЭПА, усовершенствовано по составу и свойствам. Кроме холодного отверждения, при необходимости можно делать с М4 горячую полимеризацию. Время пластификации и желатинизации при комнатной температуре составит 30 – 50 минут, при более низких температурах увеличится.

Отвердитель 921

В серии 921 реализуется несколько разновидностей отвердителей — 921, 921 ОП, 921 Т. Это низковязкие средства, которые позволяют получить уникальные эпоксидные композиции с высокой стойкостью к повреждению, УФ-излучению.

Готовые изделия не будут выцветать от солнца, что могут обеспечить далеко не все отвердители. Чаще всего 921 используют для покрытия яхт и лодок, так как может накладываться слоем до 0,5 см толщиной. Продукт способен отвердить даже толстые слои эпоксидки — до 10 см. Для работы его надо смешать в объеме 45 – 55 % от массы смолы.

Отвердитель 620

УП-620 — средство с высокой активностью, может отверждать смолу даже в условиях повышенной влажности. Его добавляют в эпоксидку в малом объеме — всего 15 – 18 %, чего хватает для получения заливок холодной полимеризации.

Продукт используется в составе компаундов, связующих для пластика, наливного пола. Разрешено пользоваться отвердителем при температуре от +15 градусов. Полученные изделия отличаются высокой влагостойкостью.

Этал

Аминный отвердитель, нетоксичный, без едкого запаха. Предназначается для полимеризации эпоксидок и компаундов при любой влажности, температуре, начиная с -20 градусов. Представляет собой одно из самых современных средств, вкупе с эпоксидной смолой используется для таких целей:

• антикоррозионное покрытие металла — труб, полов, крыш, емкостей;
• ремонт металлических, пластиковых, стеклопластиковых изделий;
• герметизация электротехнических изделий;
• создание заливок и пропиток;
• изготовление клеев, стойких к действию кислот, щелочей.

АФ-2

В основе средства — аминофенол. Представляет собой смешанный продукт — результат соединения фенола, формальдегида, амина. Отвердитель позволяет полимеризировать смолу холодным способом в самых неблагоприятных условиях — при высокой влажности и низкой температуре. Добавляется к смоле в количестве 20 – 25 %, при комнатной температуре отверждает ее за 24 часа.

Разбавление с помощью растворителя

Разбавление эпоксидной смолы с использованием растворителя несёт как положительные, так и отрицательные моменты. Это один из легчайших и быстрых способов разбавление эпоксидного клея, при этом имеющий следующие недостатки:

• Сильно снижается прочность будущей проклейки, поэтому не рекомендуется разбавлять эпоксидную смолу растворителем, если необходимо использовать клей в серьёзных работах;
• Увеличивается время затвердевания клея, что увеличивает необходимое время удерживания склеиваемых изделий;
• Существует вероятность усадки смолы в проклеенном месте, что может послужить причиной появления микротрещин;
• Растворитель, находящийся в составе клейкой массы, может сильно навредить некоторым типам поверхностей;
• Сильно повышается текучесть на вертикальных поверхностях, что усложнит работу с такими поверхностями;
• В случае использования такого раствора в коммерческих организациях, существует вероятность получения внушительного штрафа от проверяющих органов.

Отвердители № 1, 2, 3, 4, 5 для эпоксидной смолы

Все перечисленные продукты относятся к полиаминоамидам. Наиболее популярен отвердитель 1 — раствор 50 % гексаметилендиамина на этиловом спирте. Средство используется не только для отверждения смол, но и для создания ЛКМ на их основе. Чаще всего отвердитель № 1 применяется в производстве клеев. На вид жидкость желто-коричневая, вязкая, без осадка.

Отвердитель № 2 имеет аналогичное применение, но по составу это раствор полиамидной смолы на органических растворителях. Жидкость прозрачная, без цвета, без осадка и включений. Время желатинизации — 11 – 17 минут. Состав прочих отвердителей таков:

• № 3 — раствор 50 % ПО-200 на смеси органических растворителей;
• № 4 — раствор 30 % ПО-201 на смеси органических растворителей;
• № 5 — раствор 50 % ПО 300 на смеси органических растворителей.

Советы

При подготовке состава, а также при его нанесении на поверхность или заливке данным клеем форм существуют универсальные советы, помогающие добиться более качественной склейки.

При подготовке состава лучше воспользоваться посудой и вспомогательными инструментами, ненужными для дальнейшего использования. Отчистить их от такого состава практически невозможно, поэтому все используемые ёмкости и инструменты для перемешивания пойдут на выброс.

Заливку в форму необходимо проводить поэтапно, особенно если планируется сделать толщину слоя больше 2 мм. После полимеризации первого покрытия следующая порция заливается только после отверждения слоя, но с липкой поверхностью.

Для больших объёмов лучше покупать специальные составы, не подверженные перегреванию. При смешивании большого количества обычного клея существует риск возгорания состава. Поэтому для собственной безопасности необходимо заранее просчитать нужный объём смеси и купить клей, рассчитанный именно для данного объёма.

О том, как правильно развести эпоксидный клей, смотрите в следующем видео.

Инструкция по разведению смолы

Как развести эпоксидку правильно, что необходимо? Перед началом работы следует подготовить емкость для смешивания, деревянную палочку, 2 шприца для набора веществ. Новичкам надо помнить, что протекающие реакции необратимы — восстановить испорченную эпоксидку будет невозможно. Лучше заранее провести «тестовое» смешивание в малых количествах, чтобы точно рассчитать дозировки.

Порядок приготовления

Несмотря на возможность холодного отверждения при использовании качественных отвердителей, стоит немного подогреть смолу. Это сделает состав менее вязким, но кристаллизации и кипения допускать нельзя (закипание испортит эпоксидку, ее можно будет выбросить). Во время подогревания надо регулярно перемешивать материал и следить за температурой.

Подсчет нормы растворителя очень важен. Если добавить мало, материал останется в стадии желатинизации либо застынет, но поверхность будет липкой. Надо внимательно читать инструкцию к эпоксидке, там всегда указывается пропорциональность разведения. Все составы разные, а норма отвердителя может варьировать от 10 до 50 %. Заменять отвердители на те, что не указаны в рекомендациях производителя, нельзя!

Набирать нужное количество компонентов надо в два отдельных шприца. Некоторые компании выпускают материал в комплекте с пластиковыми флаконами, на которых есть отметки (мерные стаканчики). Для заливки отвердителя игла не нужна, ее убирают. Густую смолу и вовсе вливают через верхнюю часть шприца, убрав поршень — через узкий носик она не втянется.

Получение малых объемов смолы

Чтобы получить немного состава для бытовых нужд, практикуется холодное отверждение. Набранное количество компонентов соединяют между собой в емкости, тщательно, но аккуратно перемешивают. Для этой цели нельзя использовать электроинструмент, желательно применять только деревянную палочку. Работы выполняют при температуре до +25 градусов в помещении.

В готовой массе должны отсутствовать пузырьки воздуха, примеси, состав становится абсолютно прозрачным. Консистенция продукта, если все сделано правильно, ровная, однородная.

Смола в большом объеме

Поскольку реакция полимеризации смолы протекает с выделением тепла, холодным отверждением можно получить только малые порции продукта. При соединении больших объемов следует нагреть эпоксидку на водяной бане до +50 градусов. Далее срочно убирают состав и добавляют отвердитель. Строго воспрещено попадание в смолу воды — это приведет к полной утрате свойств.

Работать после нагревания эпоксидки придется очень быстро, поэтому емкость и верно отмерянный отвердитель должны быть заранее готовыми. Перемешивание должно быть тщательным.

Смешивание компонентов

Многим маркам эпоксидных смол для создания готового изделия нужны пластификаторы. Ряд отвердителей сочетают в себе оба свойства, поэтому стоит использовать средства ДЭГ-1, ДБФ. Отвердитель вливают тонкой струйкой, второй рукой тщательно вымешивают состав. Идеально, если процесс вливания и замешивания длится около 5 минут.

Время отверждения

Сколько сохнет смола после соединения компонентов? Это время определяется в индивидуальном порядке, верхняя и нижняя границы периода всегда указаны в инструкции. До высыхания эпоксидка сохраняет вязкость, текучесть, пригодна для заливки различных изделий и форм.

Обычно при разведении в пропорции 1:10 с отвердителем материал должен высохнуть быстро — за 30 – 60 минут. При снижении количества отвердителя это время возрастает до 2 – 3 часов. Что касается эпоксидных клеев, большинство из них застывает за 24 часа.

Если указанный срок прошел, а смола все еще липкая, причины могут быть такими:

• слишком низкая температура в помещении;
• неверно подобраны пропорции компонентов;
• в массу попала вода;
• отвердитель просроченный, некачественный.

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.