Виды отвердителей для эпоксидной смолы
Эпоксидная смола – популярный материал, активно используемый в различных промышленных отраслях. Успешно применяется эпоксидка и в творчестве, для создания различных сувениров, украшений и поделок. Это олигомерное, синтетическое вещество, которое приобретает все свои заявленные качества только под действием катализатора. В его роли выступает отвердитель для эпоксидной смолы, который может выпускаться в различных модификациях.
Основные функции отвердителя-катализатора для эпоксидки
Если привычные грунтовки, различные лакокрасочные изделия отвердевают после испарения имеющейся в составе жидкости, то эпоксидная смола отвердевает лишь при добавлении к ней отвердителя. Именно поэтому эпоксидку относят к двухкомпонентным составам.
Отвердитель выступает в роли катализатора-ускорителя хим. реакции и является полноценным участником полимеризации.
В состав отвердителя для эпоксидной смолы входят различные кислотные составляющие ангидриты, а также амины и диамины. Очень важно в процессе работ добавлять строго заданное количество ускорителя. Именно точность пропорций и определяет будущие свойства эпоксидки:
Только верное соотношение катализатора и смолы создает высококачественный термоактивный состав. С такими заявленными качествами, как влагостойкость, высокая адгезия, прочность к повреждениям, малая усадка и безупречность итоговой формы-конструкции.
Принятая классификация отвердителей
Все виды отвердителей для эпоксидной смолы подразделяются на две крупные группы:
Классические отвердители
Опытные мастера не советуют пытаться сэкономить на приобретении катализатора для эпоксидки. Лучше выбирать качественные материалы, рекомендуемые изготовителями к определенной марке смолы.
Из группы классических ускорителей самыми бюджетными становятся ТЭТА и ПЭПА, но они уступают по характеристикам и качеству более модифицированным составам.
ПЭПА и ТЭТА — самые популярные марки отвердителей
| Тип катализатора | Характеристики | Нюансы использования | Особенности |
| ПЭПА | коричневая субстанция, в состав включены большое количество неконтролируемых примесей (до 75%), и лишь 25% принимают участие в полимеризации | может применяться в условиях комнатной температуры (подходит для домашнего использования) | нельзя применять для емкостей и изделий, контактирующих с питьевой водой и пищевыми продуктами |
| ТЭТА | прозрачная масса с характерным резким запахом, в состав включены до 4% примесей | для улучшения и ускорения полимеризации следует повышать температуру | хорошая итоговая прочность, однородность состава и прозрачность |
| ДТБ-2 | жидкость желтого окраса, в состав входят сложные аминоэфиры | в основном используют для реставрации ванн и заливных полах | высокие показатели ударопрочности, повышенная влагостойкость |
Современные
Для получения отличных результатов конечных работ лучше использовать современные отвердители модифицированных типов. Они придают изделиям высокую прочность и хорошие рабочие характеристики.
Современные катализаторы не имеют недостатков, присущих классическим отвердителям, но отличаются высокой стоимостью.
| Тип | Характеристики | Нюансы использования | Особенности |
| М-4 | аминный катализатор, окрас насыщенный, коричнево-красный | добавляется в смолистый субстрат в пропорции 22–27% от эпоксидки | высокая прочность итогового изделия, допустима горячая и холодная полимеризация |
| 921 (921-Т и 921-ОП) | низковязкие субстанции, позволяющие получать особо качественные эпоксидные композиции | можно накладывать утолщенным слоем (до 7–10 см), для использования отвердитель вмешивается в количестве 45–55% объема смолы | повышенные ударопрочные соединения, отличные влагостойкие качества и защита от УФ-излучения |
| УП-620 | высокоактивная субстанция, работающая даже при высокой степени влажности | в смолу добавляется в объеме 15–18%, чаще применяется при склеивании пластика и производстве наливных полов | итоговая продукция отличается хорошими техническими показателями, очень стойкие к воздействию влаги и повреждениям |
| ЭТАЛ | отвердитель аминного типа, нетоксичный и безвредный, активирует полимеризацию в условиях любой влажности | самый современный продукт, активно применяемый при прокладке трубопроводов, ремонте различных поверхностей, монтаже крыш и полов | создает отличное защитное покрытие с высокими антикоррозийными показателями, устойчиво к ударам и воздействию щелочей, кислот и иных агрессивных сред |
| АФ-2 | в основе состава заложен аминофенол и формальдегид | включается в эпоксидную смолу в объеме 20–25%, время отвердения около суток | работает даже в самой неблагоприятной среде, возможна холодная полимеризация |
М-4 обеспечивает высокую прочность изделиям
Отвердители класса полиаминоамиды
Полиамидные ускорители процесса полимеризации эпоксидок достаточно популярны. В основном они используются при проведении итоговых внешних работ и в качестве клеящих субстанций. Большим преимуществам таких катализаторов становится высокие показатели адгезии, что обеспечивает прочную склейку и возможность их применения для различных поверхностей.
| Тип | Характеристики | Нюансы использования | Особенности |
| № 1 | раствор этилового спирта с включением гексаметилендиамина в объеме 50% | в основном применяют для изготовления клеев | при работе не дает осадка, вязкая субстанция желто-коричневого окраса |
| № 2 | в состав входят органические растворители | ускоренное время полимеризации, первичная липкость наблюдается уже спустя 10–15 минут | прозрачная масса, без дополнительных включений |
| № 3 | состоит из ПО-200 (50%) в составе органических растворителей | в основном применяется для отвердения различных лакокрасочных поверхностей на основе эпоксидных смолистых субстанций | жидкость без цвета и дополнительных взвесей, токсична и отличается горючестью, следует хранить в плотно закрытой таре и не допускать попадания влаги и прямого солнечного света |
| № 4 | в составе ПО-200 (30%) на смеси растворителей органического типа | ||
| № 5 | включен ПО-200 (50%) в составе органического растворителя |
Правила безопасности при работе с отвердителями
Необходимо помнить, что эпоксидка становится полностью безопасной для человека только после окончания процесса полимеризации. В процессе работы, при разведении ее с катализатором-ускорителем масса может выделять токсичные и вредные испарения. Поэтому процедура приготовления рабочей основы требует соблюдения правил осторожности и личной защиты. Обязательным становится использование защитной маски-респиратора, плотного фартука для защиты кожи, длинных рукавов и очков.
Помните, что все процессы, начинающиеся после добавления к смоле отвердителя, являются необратимыми. Восстановить уже испорченный состав невозможно.
Для ускорения процессов полимеризации состав можно слегка разогреть (это допускается и при «холодном» варианте работы). Смешиваются составы очень тщательно и медленно, так как смола начинает активно выделять тепло. Если пренебречь этим советом, смолистая субстанция может закипеть и стать полностью непригодной для дальнейшего использования.
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.
Универсальный эпоксидный клей ЭДП и его применение
Универсальный клей под бесхитростным названием ЭДП вот уже много лет, не одно десятилетие, если быть точным, является лидером продаж в этом сегменте рынка. Созданный в свое время на основе эпоксидной смолы ЭД-20, после модернизации состава, принятой на основании запросов торговли и производственников, клей приобрел современные структуру и свойства.
Физика и химия процессов
В грубом приближении, если не вдаваться в детальную рецептуру, ЭДП представляет собой двухкомпонентный набор, в который входит непосредственно сам эпоксидный компаунд и реагент-отвердитель. Назовем их условно компонент А и компонент Б.
Во флаконе с первым, имеющим обычно вдесятеро больший, чем второй флакон, объем, находится смесь из самой эпоксидной смолы со множеством добавок, которые улучшают такие свойства готового клеевого шва, как относительные пластичность и упругость, при сохранении твердости и прочности к ударам и вибрациям. Компонент Б – это отвердитель, вещество запускающее процесс полимеризации после смешивания его с содержимым из большого флакона.
При этом нужно понимать, что компонент Б – не катализатор реакции, а полноправный ее участник (катализаторы только инициируют процессы, не являясь их участниками). Именно из взаимодействия компонента А и компонента Б и возникает реакция сшивки простых олигомеров эпоксидных смол с компонентами аминов, которые и есть отвердители.
Полиэтиленполиаминный отвердитель (ПЭПА)
Самые распространенные отвердители, которые применяются для запуска полимеризации в клеях ЭДП, — это амины, диамины и полиамины. На практике, для работы в быту, где чаще всего применяется клей ЭДП, во втором, меньшего размера, флакончик фасуется отвердитель ПЭПА, или полиэтиленполиамин. Это самый неприхотливый из всех составов, запускающих реакцию отверждения. Допускающий даже отклонения от рекомендованной рецептуры разбавления, хотя, конечно, лучше этого не делать.
ПЭПА работает в диапазоне температур от 10°C до 50°C градусов, и не требует каких-то особых условий для начала своей работы и ее благополучного завершения через сутки после инициации процесса смешивания. За эти сутки происходит полная и окончательная полимеризация абсолютно всей массы разведенной с отвердителем эпоксидной смолы. Хотя первичное становление клея в твердую массу можно наблюдать уже после истечения часа после того, как первые капли клея были нанесены на склеиваемые поверхности.
Но у этого простого в работе отвердителя есть и масса недостатков.
Смешивать ПЭПА и эпоксидный компаунд нужно:
Триэтилентетраминный отвердитель (ТЭТА)
Прозрачный и бесцветный отвердитель, чем выгодно отличается от ПЭПА. Этот параметр важен в случаях, когда клеевой шов должен быт незаметным и нетоксичным. Но главное отличие этого отвердителя от традиционно комплектуемого наборы ЭДП в том, что в ПЭПА до 70% массы реагента не участвуют в реакции, зато потом долгое время выделяются в окружающую среду.
В ТЭТА же только 4% массы реагента остаются свободными после полной полимеризации смолы. Хотя свои недостатки есть и у ТЭТА – этот отвердитель хорошо работает только с использованием горячего процесса во второй части времени отверждения. На практике это может выглядеть так:
Назначение и особенности
Универсальный эпоксидный клей ЭДП предназначен для склеивания практически всех видов поверхностей, кроме тефлона, полиэтилена и силикона. Эти материалы имеют глянцевую и твердую поверхность, которая плохо смачивается какими бы то ни было составами, от воды до органических растворителей, они с нее просто скатываются, а к основным клеящим свойствам эпоксидных смол относят их повышенную адгезию, то есть способность прилипать к склеиваемым поверхностям и проникать в малейшие поры и щели. Нет прилипания – не будет и склеивания, и здесь не поможет даже структурирование поверхности в виде обработки абразивными материалами – все равно клей скатится даже с шероховатой структуры.
В остальном же ЭДП ведет себя как клей-универсал: им можно соединять между собой металлы, стекло, фаянс, дерево, бумагу, а также все сочетания этих вроде бы несочетаемых материалов.
Выпускается во флаконах из мягкого полиэтилена, имеющих на своих стенках риски или складки, по которым можно отмерять требуемое количество компаунда и отвердителя. Есть также более удобная для пользователей расфасовка в шприц-тюбиках, где количество клея можно отмерить еще более точно.
Процесс разведения компонентов:
Иногда введенных в ЭДП добавок оказывается недостаточно для выбранной вами сферы деятельности склеиваемых предметов. Типичный пример обувь, у которой разошлась подметка и рант. Если применить для склеивания этих частей обуви клей ЭДП в неизменном виде, то очень скоро разнонаправленные нагрузки на клеевой шов при ходьбе разрушат его.
Как пластификатор-наполнитель в этом случае можно использовать сухой крахмал: его замешивают в пропорции 3-5 частей крахмала на 10 частей компаунда, хорошо перемешивают и только после этого вводят в эту взвесь отвердитель, который также тщательно перемешивают со смесью. Гидроксильные группы смолы играют в этом случае роль воды, в которой крахмал обязательно разбухнет. Вот этот разбухший крахмал и явится тем веществом, благодаря которому застывший эпоксидный клей сохранит гибкость и даже способность к скручиванию или сворачиванию клеевой застывшей пленки в рулон, если это потребуется условиями эксплуатации.
Должны быть проведены подготовительные операции перед склеиванием. Поверхности деталей, которые нужно склеить, очищают от грязи, пыли и возможных жировых (масляных) отложений. Для этого можно применить ацетон или этиловый спирт. затем поверхности, если они глянцевые или просто гладкие, целесообразно немного обработать мелкой шкуркой для увеличения адгезии клея.
Клеем намазываются обе склеиваемые поверхности. После чего детали плотно прижимают друг к другу с помощью струбцины, тисков или даже круговой тугой резинкой. Выдавившийся при этом излишек клея убирают тампоном, смоченном в ацетоне или спирте. Полноценное склеивание происходит на исходе первых суток, если температура окружающей среды будет в пределах 20-24°C градусов. Если же температура будет 15°C градусов и ниже, время полной полимеризации удлиняется до полутора суток.
Не рекомендуется склеивать какие бы то ни было материалы, если температура окружающей среды ниже 10°C градусо, тем более если ниже нуля градусов. В этом случае нормальная склейка невозможна, шов будет непрочным и недолговечным.
Можно ли сделать отвердитель для эпоксидной смолы своими руками в домашних условиях
В сфере строительства особый интерес представляют материалы, способные изменять свои агрегатные состояния. Одним из таких материалов является эпоксидная смола. Изначально она находится в жидком состоянии и по своей консистенции похожа на мед. Текучесть позволяет производить склеивание деталей, пропитку и заливку поверхностей. После застывания смола становится прочной, влагонепроницаемой, оставаясь при этом прозрачной.
Процесс отверждения смолы – это не совсем та кристаллизация, которая происходит при понижении температуры. Химическая реакция составляющих вещество компонентов приводит к полимеризации. Структура молекулы меняется таким образом, что образуются устойчивые соединения – сшитые полимеры. Но если для некоторых смол полимеризация – естественный процесс (полиэфирная смола через определенное время самопроизвольно начинает застывать), то для эпоксидки необходимо соединение двух компонентов. Первый компонент, представляющий собой олигомер эпоксидной группы, называют основным составом или компонентом «А». Второй (компонент «Б») выступает в роли отвердителя.
Функции отвердителя
Отвердитель вступает в химическую реакцию с основным составом эпоксидной смолы, при этом меняется структура молекул, а вещество превращается в полимер. Такая реакция называется полимеризацией. В результате химических преобразований полностью меняются физические свойства материала.
Отвердитель часто ошибочно путают с катализатором. Но если катализатор ускоряет реакцию, то отвердитель сам является продуктом, без которого реакция не состоится.
Для начала реакции компонент «А» следует смешать с компонентом «Б». Равномерное смешивание компонентов гарантирует одинаковую интенсивность химической реакции по всему объему материала. Важно соблюдать пропорции для компонентов. Они определены производителем, так как для каждой марки эпоксидной смолы устанавливается свое соотношение с отвердителем. При соблюдении всех требований застывшая поверхность получится ровной, прочной и долговечной.
В роли отвердителя выступают кислоты и их ангидриды, а также амины или диамины. После полимеризации эпоксидная смола приобретает ряд важнейших свойств, позволяющих использовать ее в различных сферах промышленности, а также в быту.
Все перечисленные свойства смола принимает только после взаимодействия с отвердителем. Основной компонент практического применения не нашел, что еще раз подчеркивает важность правильного подбора отвердителя к смоле.
Несмотря на то, что разные производители предлагают материалы под различными торговыми марками, все отвердители принципиально делятся на две большие группы.
Подведем нашу статью к вопросу о том, можно ли изготовить отвердитель для эпоксидной смолы своими руками. Необходимо понимать, что как бы сложное вещество ни называлось, в нем должна присутствовать именно та составная часть, которая способна вступить в реакцию полимеризации с основным компонентом эпоксидной смолы. В случае кислотных отвердителей такими веществами являются:
Добавки кислотного отвердителя не только способствуют образованию полимера, но и повышают показатели диэлектрических, гидроизоляционных свойств, а также термоустойчивости. Смолы на основе кислотных отвердителей применяются при армировании пластиков и для выполнения электрической изоляции.
Отвердители аминного типа чаще всего применяются в быту. На их основе наводятся компаунды и материалы для заливочных работ. Такие отвердители обладают высокой прозрачностью и не образуют взвесей. Однако до отверждения компонент источает ярко выраженный запах аммиака. К аминным отвердителям относятся:
Отдельно следует выделить возможность применения отвердителя на основе диэтилентриамина. У него прекрасные показатели прозрачности, адгезии и полимеризации. При увеличении температуры до 70°C градусов время полного отверждения сокращается до 5 часов. Но реакция взаимодействия компонентов происходит с выделением тепла, поэтому при объемных заливках велика вероятность вскипания смолы. Данное вещество стараются использовать лишь в домашних условиях при изготовлении украшений.
Чем заменить
Мысль о том, чтобы заменить отвердитель для эпоксидной смолы другим, более доступным веществом, приходит многим мастерам. В настоящее время дефицита материала не наблюдается, и если в каком-либо городе нет специализированного магазина, всегда есть возможность эпоксидную смолу и необходимые аксессуары заказать в интернет-магазине. Все производители смол поставляют сам материал и отвердитель к нему в комплекте, а еще несколько лет назад приходилось искать и покупать компоненты по-отдельности.
Эпоксидная смола – достаточно распространенный материал, который хранится в закромах запасливых хозяев. Именно эта категория, случайно нашедшая компонент «А», и составляет на форумах большинство, желающее знать, как отвердить компаунд своими руками. Чтобы полноценно ответить на этот вопрос, не ограничиваясь пространственными фразами, попытаемся понять психологию людей, его задающих. Профессиональные мастера, которые занимаются работами с эпоксидной смолой и свое хобби превратили в стабильный заработок, вряд ли заинтересуются заменителями. В их арсенале наверняка имеются запасы материалов и различных добавок к ним.
Даже если не имеющий опыта начинающий мастер задался целью изготовить изделие из эпоксидной смолы, то ему придется покупать, как минимум, основной материал. В этом же магазине можно купить и отвердитель. Остается только две возможных категории: горе-мастера, растратившие больше нормы отвердителя (в комплекте обычно количество компонентов взято в нужном соотношении) или случайно нашедшие запасы смолы, которую жалко выбросить. Оценив категорию экспериментаторов, отметим, что ни один лайфхак не гарантирует качественного результата.
Все необходимые для отверждения эпоксидки вещества, а также их правильные названия были приведены выше. Но от этого не становится легче, так как, к примеру, найти в продаже полиэтиленполиамин практически невозможно, а отвердитель ПЭПА, что то же самое, вам предложат в любом магазине стройматериалов. Казалось бы, здесь не может быть никакой альтернативы. Пытливые умы доморощенных химиков не привыкли сдаваться, поэтому периодически появляются статьи, в которых мастера делятся своим опытом, победами или поражениями.
Идея их заключается в том, что если в качестве отвердителя используются дикарбоновые кислоты, то основной компонент смолы будет себя вести точно так же при соединении с любой кислой средой. Это далеко не единственный способ заменить покупной компонент. Приведем несколько примеров, а заодно представим отзывы тех, кто реально такие эксперименты проводил.
В качестве итога можно отметить, что если не жалко потраченного времени и материала, стоит поэкспериментировать. Форумы до сих пор живут, следовательно, тема остается актуальной. Однако со временем так и не удалось прийти к единой теории. Велика вероятность того, что любые попытки замены специального отвердителя подручными веществами, всего лишь пустая трата средств и времени.
