с чем смешивать эпоксидную смолу
Как правильно развести эпоксидный клей, какие нужно соблюдать пропорции
Двухкомпонентная эпоксидная смола для склеивания материалов или эпоксидный двухкомпонентный клей давно и прочно завоевали рынок. Так что в домашнем инструментальном ящике или шкафчике любого рукастого хозяина, прочем, и хозяйки, отдадим должное нашим женщинам, всегда найдутся эти два разномастных и разноразмерных пузырька. В одном из них будет лениво перетекать при наклонах от стенки к стенке густой, как мед, основной состав, а в другом, поменьше, более свободно плещется чайного цвета отвердитель. Ведь именно так, смешиванием двух компонентов можно получить эпоксидную смолу для заливок или эпоксидный клей для склеивания.
О главных принципах разведения клея для бытовых нужд, необходимых для этого условиях, приспособлениях и компонентах можно прочитать в нашем материале. Изучив его вы узнаете, как развести эпоксидный клей, чтобы выполнить качественно работы, в каких пропорциях стоит смешивать компоненты А и Б, чего стоит опасаться в работе с подобными клеевыми составами.
Вещество бинарного действия
Основной компонент эпоксидного клея (назовем его состав А) может храниться годами без потери своих свойств. Разве что немного кристаллизуется, но эту неприятность легко исправить, нагрев эпоксидный компаунд до 55-60°C градусов, а потом медленно охладив. Сгустки в виде кристаллов обязательно разойдутся в общей массе вещества.
Немного хуже обстоит дело с отвердителем, срок годности которого обычно истекает к полутора годам от даты выпуска его заводом-изготовителем. Но, зная его состав. а информация о нем должна быть на обратной стороне упаковки или во вкладыше-инструкции, всегда можно отдельно купить свежий, это не нанесет ощутимого удара по вашим финансам.
Впрочем, если упаковка с двумя пузырьками хранилась у вас где-нибудь в погребе, при постоянной температуре не выше 8°C градусов и в полной темноте, то срок годности эпоксидного клея, при условии еще и герметичности флаконов, можно смело увеличивать вдвое-втрое. В крайнем случае проверьте эффективность работы компонентов А и Б, смешав их небольшое количество.
Покупая эпоксидный состав для склеивания или для отливок впрок, по принципу «пусть будет», озаботьтесь сразу такими предметами, как:
Пусть эти предметы лежат рядом с эпоксидным клеем, дожидаясь своего часа. Тоже по принципу «пусть будут», зато потом вы не будете метаться, когда в работе с клеем возникнет нужда.
Сам эпоксидный компаунд и отвердитель для него, к какому бы типу он не относился, представляют с собой жидкие полимеры с небольшой молекулярной массой. Изделия же их эпоксидки, как и застывший клей – это полимеры с огромной в молекулярных масштабах массой.
Она возникает в процессе полимеризации, старт которому дает смешивания части А с частью Б, находящимися до этого в разных флаконах. При смешивании частей начинается реакция с многократным ростом полимерных цепочек соединяемого состава. Притом цепочки растут не только в длину, они еще и широко ветвятся. Итог такой реакции, огромная полимерная молекула с совершенно измененным по сравнению с исходным веществом свойствами.
Реакция отверждения является экзотермической, то есть она идет с активным выделением тепла, и происходит тем быстрее, чем выше температура окружающей среды.
Влияет окружающий эпоксидный состав воздух или вода, если стаканчик со смесью А и Б стоит в горячей воде. С другой стороны, если нарушен температурный баланс смеси окружающей среды, и к саморазогреву смеси А и Б добавили и быстрое повышение температуры, особенно до надкритического или критического уровня выше 55°C градусов, то разогрев смеси может зайти так далеко, что смесь запузырится, задымится и может даже самовозгореться. Так что не особенно увлекайтесь ускорением процесса склейки и имейте на всякий случай под рукой миску со льдом, чтобы быстро поместить туда ваш импровизированный домашний химический реактор.
Иногда можно встретить рекомендации ускорять время застывания увеличением количества отвердителя, а замедлять – его уменьшением. Запомните: изделия из эпоксидных смол, которые вы купите в розничной продаже, а также склейки, сделанные бытовыми эпоксидными клеями, будут безнадежно испорчены, если вы последуете таким советам.
Замедлять или ускорять процессы полимеризации в эпоксидных составах в бытовых условиях отвердителями, работающими по принципу холодного отверждения, можно только повышая или понижая температуру реакции. Повысить ее можно, подогрев смесь не выше 50°C градусов, а понизить скорость застывания возможно охлаждением смеси эпоксидного компаунда с отвердителем.
К отвердителям, работающим по принципам холодной реакции, то есть при температурах до 55°C градусов, относят различные амины. Они работают, раскрывая эпоксигруппы с образованием гидроксила, с последующим ростом сложных пространственных полимеров.
Самые массовые из них полиэтиленполиамин (ПЭПА) и триэтилентетрамин (ТЭТА). С этим типами отвердителей возможны комбинированные методы отверждения. Обычный холодный, при комнатной температуре, и с повышением температуры на втором этапе полимеризации, когда смесь уже застыла, но внутри нее продолжают идти медленные процессы. Горячим такой способ отверждения назвать все же трудно, ибо для горячий процессов предусмотрены температуры от 100°C до 200°C градусов, а второй этап холодного едва достигает температуры в 80°C градусов.
Этапы выглядят так:
ПЭПА хорошо работает при комнатных температурах, но с ним, во-первых, нельзя получить полностью бесцветное прозрачное соединение, оно всегда будет окрашено в желтый или коричневатый цвет, а во-вторых, по ТУ получаемый промышленным способом полиэтиленполиамин содержит до 75% кубовой примеси, которая токсична, и при нагревании застывшей с помощью ПЭПА эпоксидки из нее начнут выделяться фенолы, что делает изделия с нею непригодным для пищевых продуктов.
С ТЭТА картина обстоит несколько другая, второй, высокотемпературный этап при 80°C градусах не только желателен, он обязателен. Иначе у изделия надолго, если не навсегда, сохранится липкая поверхность, триэтилентетрамин все свои полезные качества проявит только при полимеризации со смолой при повышении температуры на втором этапе. Кроме того, если в качестве отвердителя применяют ТЭТА, нужно максимально точно соблюдать рекомендованные инструкцией пропорции смешивания.
Если на 100 граммов смолы с применением ПЭПА возможен разброс с от 10 до 14,4 граммов отвердителя на это количество, то с ТЭТА, если сказано, что пропорция должна быть 10 к 1, то так и нужно делать. Недостаток отвердителя вызовет неполное застывание смешанного состава, а его избыток — пузырение и повышенную хрупкость готового изделия или склейки.
Реакция отверждения горячих составов идет по цепочке: раскрытие эпоксигруппы – образование гидроксила – образование эфирных групп. Структурно это выглядит как молекула с ветвями более обширным и длинными, чем у смол с холодным типом отверждения. Горячий процесс застывания состава представляет собой этерефикацию смолы с застыванием по схеме трехмерного полимера.
Высокая температура обеспечивается строительством специальных герметичных боксов, где возможно повышение и удержание температур в диапазоне от 100°C до 200°C градусов. В бытовых условиях такую среду создать вряд ли возможно, поэтому ограничимся таким кратким пояснением принципа горячего отверждения.
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.
Не допускайте брызг и выплесков смешанного состава, в этой стадии он максимально токсичен. Для защиты органов дыхания имейте респиратор с фильтрующим органику фильтром. На руки надеваются перчатки. Глаза защищаются очками.
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.
Маленькие хитрости
Используйте одноразовую посуду. Очистить от эпоксидки емкости, в которых разводился рабочий состав из компонентов А и Б практически невозможно, а одноразовые стаканчики стоят копейки, в них и следует приготовить полимер к работе.
Если у вас планируется большой объем склейки или заливки эпоксидкой, покупайте составы, не подверженные саморазогреву. Иначе рискуете получить в помещении, где работаете, если не пожар, то сильное задымление с токсичным дымом и запахом.
Для простого склеивания поверхностей, если они гладкие и глянцевые, на высокую адгезия клея все же не очень рассчитывайте. Сначала предварительно обработайте склеиваемые поверхности наждачной шкуркой, чтобы создать шероховатость. Потом обезжирьте эти поверхности, намажьте обе тонким, около 1 мм, слоем клея и скользящим движением, чтобы между поверхностями не осталось воздуха, соедините их.
Выступившие излишки клея уберите салфеткой и обеспечьте прижим поверхностей друг к дружке грузом, струбциной или обмоткой веревкой. Через сутки все это можно убрать, а изделие на час-два поместить в жарочный шкаф, можно в обычную духовку, только с регулируемой температурой, задав максимум в 80°C градусов. Конечно, прогрев делают только для тех изделий, которым он вреда не принесет, обувь вы в духовку лучше не суйте. В таких случаях склеиваемые поверхности после убирания сжатия или груза просто выдерживают от 2 до 7 суток в зависимости от базовых свойств клея, о которых обязательно должна быть информация на упаковке.
Чем можно разбавить эпоксидную смолу до жидкого состояния
При покупке такой специфической вещи, как эпоксидная смола или эпоксидный клей, иногда не рассчитаешь нужное для дела их количество, в результате чего остаются излишки сырья для эпоксидных отливок или склейки. Проходит время, и, как бы мы хорошо, в соответствии с рекомендациям, эту эпоксидку не хранили, он загустевает или даже немного кристаллизуется.
Но тут есть один нюанс: химики в результате своей работы всегда создают эпоксидные материалы с оптимальным свойствами, и текучесть в их числе. Если уж материал загустел, есть как минимум два способа сделать его более жидким, а следовательно и более текучим. Но происходит это с неизбежной потерей качества смолы в ту или иную сторону. Рассмотрим плюсы и минусы обоих способов.
Способ первый — летучие вещества
Данная методика заключается в добавлении в эпоксидную основу, еще до введения в нее отвердителя, разжижающих летучих веществ, это могут быть нитроразбавители, ацетон или спирт. Главное условия такого добавления – особая тщательность размешивания этих двух компонентов, самой эпоксидки и разжижающего ее вещества. Только убедившись, что получилась однородная смесь, в нее вливают отвердитель.
Эпоксидная смола при соблюдении условий ее хранения не теряет своих свойств на протяжении от 3 до 10 лет. Но это вовсе не касается отвердителей, которые теряют свои качества уже на исходе заявленного гарантийного срока, который не превышает обычно полутора лет. Поэтому отвердитель для долго хранившейся эпоксидки или эпоксидного клея нужно брать свежим. Более того, желательно, чтобы он быт таким же по составу, как и оригинальный – ПЭПА или ТЭТА.
Теперь рассмотрим, что происходит со смолой, к которую добавлен растворитель. Смола разбавлена, отвердитель введен, началась реакция полимеризации. Но вы помните, какова самая характерная особенность эпоксидных составов — полное отсутствие усадки. Объем и вес теряются в такой ничтожной степени, что этими величинами можно пренебречь: по оценкам специалистов, потери объема и массы застывшего вещества составляют около 0,001%.
Но картина резко меняется при введении в смолу летучих, а других не бывает, растворителей или разбавителей. В процессе отверждения, которое всегда сопровождается повышением температуры состава как минимум на 2-3°C градуса, а бывает и на десятки градусов, летучие фракции начинают активно испаряться из эпоксидной смолы. Что делают молекулы летучего вещества, покидая основной состав, они проделывают «дыры» в массе вещества, застывающая смола теряет свой вес, объем и становится пористой. Что неизбежно приведет к потере такого хорошего качества эпоксидной смолы, как способность к гидроизоляции.
Теряются также склеивающие способности состава, клей делается менее прочным на разрыв. Хотя, может становится более прочным на излом, может повыситься его гибкость. В любом случае нужно смотреть, каковы будут конечные свойства, а для этого стоит сделать пробную отливку, заливку или склейку.
При динамометрических замерах прочность склеиваемого соединения с использованием в загустевшей смоле разбавителя падала на 35%. Если же превысить 5% лимит вводимого в смолу разбавителя, можно получить очень гибкий, эластичный материал, но прочность его будет ниже всякой критики. Единственное практическое использование такого клея, наверное, будет в обуви, в подметке. В той ее части от носка до середины ступни, которая работает на изгиб несколько тысяч циклов в сутки.
Нужно непременно смотреть на количественное соотношение добавляемого в смолу вещества по сравнению с основной массой эпоксидки, здесь зависимость потери вязкости от разбавителя нелинейная.
Например, если добавить в загустевшую смолу всего 5% от массы смолы разбавителя для лаков, то его текучесть возрастет не на 5%, а на 60%.
Поэтому такие разбавители нужно вводить малыми порциям, тщательно перемешивать и уже в процессе перемешивания смотреть, что получается. Обычно для разжижения загустевшей смолы берут денатурированный спирт, ацетон или разбавители для лаков, в том числе и нитро, как самые доступные. Но практика показывает, что лучшим из перечисленных являются лаковые разбавители.
Важным показателем разбавленных смол является их неизбежная усадка. Здесь тоже есть свои «подводные камни».
Если все перечисленные причины не смущают вас, или они для склеиваемых или пропитываемых поверхностей несущественны, то придание смоле большей текучести разбавителями или растворителями вполне оправдано. В остальных случаях лучше воспользоваться тепловым способом.
Второй метод — тепловой
При тепловом способе разжижения тоже есть свои опасности, и первая из них – стоит только перегреть смолу до какого-то критического уровня, начинается ее дальнейший саморазогрев. Тогда после введения отвердителя можно просто не успеть этой смесью воспользоваться, температура возрастает настолько, что схватывание начинает происходить прямо на глазах, емкость со смолой нагревается до обжигания рук, из твердеющего состава может начать идти дым и возможно даже самовоспламенение.
Появление уже даже легкого дымка служит сигналом того, что разводимое покрытие или клей испорчены, его нужно выбрасывать.
Поэтому при нагреве лучше пользоваться не строительными или другими фенами, которые делают такой нагрев неравномерным, а водяной баней с постепенным подъемом температуры и постоянным помешиванием смолы для равномерности нагрева. В любом случае не стоит греть основной состав без отвердителя выше 45°C градусов. Максимум – 50°C, да и то с постоянным контролем состояния, и, естественно, после введения в первый, эпоксидный компонент второго, отвердителя, воспользоваться такой смолой нужно очень быстро. Будь-то заливка или нанесение слоя смолы кистью, да и заливку лучше разравнивать опять-таки с помощью кисти.
Главные правила при работе с разбавленной или разжиженной нагревом смолой:
Выбирая способ повышения текучести, соответственно, понижения вязкости, способом разбавления летучим растворителями лучше пользоваться в очень ограниченных случаях. Предпочесть же нужно способ нагрева тем или иным способом: или самой смолы, или склеиваемой и нагреваемой поверхности. Во втором случае сохраняются все заявленные при создании и выпуске свойства эпоксидного материала.
Как смешивать эпоксидную смолу?
Содержание статьи
Эпоксидная смола уже не первый год радует мастеров и художников нашей необъятной, но есть у этого материала один минус – сложность смешивания, а точнее расчёт пропорций, по которым компоненты смолы должны смешиваться. Однако не всё так тяжко, как вы думаете! Разбираемся 🙂
Предисловие
Чтобы понять, что такое пропорции, нужно сначала понять, как в целом работает эпоксидная смола. В нашем магазине смола поставляется сразу комплектом из двух компонентов: это компонент “А” (сама смола) и компонент “В” (отвердитель). Само отверждение материала происходит в результате реакции между молекулами этих двух компонентов, но, чтобы реакция прошла успешно и смола нормально отвердела, в смеси компонентов должно присутствовать определённое количество молекул “А” и определённое количество молекул “В”. Это количество зависит от состава смолы и в определённом смысле и является пропорциями. К примеру, у нашей многофункциональной смолы “Trasparente” пропорции – 100 : 60. Это означает, что смола отвердеет только тогда, когда в смеси будет присутствовать количество компонента “А” и количество компонента “В”, деление которых равно делению 100 на 60: к примеру, 100 гр А и 60 гр В; 80 гр А и 48 гр В; 50 гр А и 30 гр В; 30 гр А и 18 гр В и тд.
Расчёт компонентов
При помощи математики
Как это понятно из предисловия, базовые знания математики тут очень пригодятся, ведь пользоваться мы будем формулами, а именно:
Где:
a – количество компонента А, необходимого для смешивания.
b – количество компонента А, необходимого для смешивания.
a+b – вес общего количества смеси (смолы), который вы хотите залить.
k – коэффициент, равный делению пропорции компонента “В” на 100.
Разберём формулы на примере той же самой смолы “Trasparente” с пропорциями 100 : 60:
К примеру, вы решили, что вам нужно залить в форму 80 гр смолы (смеси компонентов). В данном случае 80 гр будет являться a+b.
Тут же можем сразу найти и коэффициент k, он равен делению пропорции “B” на 100.
60 поделить на 100 = 0.6 – это коэффициент k.
Найдём количество компонента А по формуле, описанной выше:
а = (a+b) / (1+k) = 80 / (1+0.6) = 80 / 1.6 = 50 гр – количество компонента А
Вторым шагом найдём количество компонента В по второй формуле, описанной выше:
b = a * k = b = 50 гр * 0.6 = 30 гр – количество компонента А
Итого: вам нужно отмерить и смешать 50 гр компонента “А” и 30 гр компонента “В”
В формулу b = a * k в дальнейшем можно подставлять любое значение а и быстро получать количество b, заранее прикидывая в голове вес смеси a+b, который вам нужно получить в итоге.
При помощи калькулятора
На просторах интернета существует множество онлайн калькуляторов для расчёта необходимого для вашей заливки количества смолы и отдельных её компонентов. Преимущества такого метода очевидны: быстрота расчёта, простота и удобство использования. Минусы: их нет.
Мы предлагаем воспользоваться нашим мобильным приложением, разработанным специально под наши смолы (но вы совершенно законно можете вбивать любые пропорции). Доступен наш калькулятор для IOS и Android:
Также вы можете воспользоваться калькулятором на нашем сайте (но приложение выше лучше и функциональнее):
Расчёт расхода смолы
Чтобы посчитать необходимый вес смолы для заливки в неправильную форму, необходимо поставить форму на весы, обнулить вес, налить в форму объём воды, равный будущей заливке и полученный вес воды вписать выше.
Расчёт расхода смолы
Как это понятно из функционала нашего приложения, в нём можно не только рассчитывать отдельные компоненты, но и узнать, сколько вам нужно общего веса смолы (смеси А и В) для того или иного проекта: вы вводите размеры вашей будущей заливки и калькулятор рассчитывает, сколько для этого потребуется смолы и каждого её компонента.
Однако, если вам удобнее вести расчёт вручную, вы можете воспользоваться этими формулами:
Где:
a+b – вес общего количества смеси (смолы), необходимый для вашего проекта.
V – объём смолы (нужно тоже найти).
x – длина “квадратной” заливки.
y – ширина “квадратной” заливки.
d – диаметр “круглой” заливки.
h – толщина заливки*.
* – если вы планируете лишь покрытие из смолы (рисунок или ламинация), то минимальная толщина при таком типе заливки – 1-2 мм.
Разберём формулы на конкретном примере:
К примеру, вам нужно залить небольшой квадратный столик размерами 50 х 50 см (x и y), толщиной 1.5 см (h).
Сразу найдём объём: V = x * y * h = 50 * 50 * 1,5 = 3750 см³
А теперь найдём необходимое количество смолы: a+b = V * 1,1 = 3750 * 1,1 = 4125 гр
Итого: для стола с размерами 50 х 50 х 1.5 см вам необходимо 4125 гр смолы (общей смеси компонентов А и В).
Рассмотрим и пример с круглой заливкой:
К примеру, вам нужно создать рисунок на круглой основе с диаметром 30 см (d), (помним, что толщина покрытия любой поверхности смолой – 1-2 мм, поэтому возьмём среднее – 1.5 мм или 0,15 см (h).
Сразу найдём объём: V = 3.14 * (d/2)² * h = 3,14 * (30/2)² * 0,15 = 3,14 * 15² * 0,15 = 3,14 * 225 * 0,15 = 105,975 см³
А теперь найдём необходимое количество смолы: a+b = V * 1,1 = 105,975 * 1,1 =
116 гр
Однако рекомендуется всегда брать смолы с небольшим запасом: так, вместо 116 гр можно взять 120-130 гр.
Итого: для рисунка на круглой основе диаметром 30 см потребуется 120-130 гр смолы (общей смеси компонентов А и В).
Надеемся, данная статья была полезной! Если вы хотите узнать саму технику смешивания и заливки эпоксидной смолы, вы можете прочитать другую нашу статью: