Виды эпоксидного клея и правила его использования

Структура эпоксидной смолы — продукта конденсации эпихлоргидрина с бисфенолом А, n = 0-25
Эпоксидная смола

— олигомеры, содержащие эпоксидные группы и способные под действием отвердителей (полиаминов и др.) образовывать сшитые полимеры. Наиболее распространённые эпоксидные смолы — продукты поликонденсации эпихлоргидрина с фенолами, чаще всего — с бисфенолом А. Смолы на основе бисфенола А часто называются эпоксидно-диановыми в честь русского химика А. П. Дианина, впервые получившего бисфенол А[1].

Назначение и особенности клея

Двухкомпонентный клей ЭДП – универсальная смесь, состоящая из эпоксидной смолы и нескольких компонентов в качестве улучшителей. Отдельно прилагается отвердитель необходимый для полимеризации.

Пред началом работ компоненты смешиваются согласно указанным пропорциям. Затем вводится отвердитель, необходимый для начала химической реакции, после чего клей начинает застывать.

Форма выпуска предусматривает клей в шприцах или флакончиках, однако это не оказывает никакого влияния на свойства смеси. Наиболее удобно использовать средство в шприце, так как его можно точно отмерять и наносить.

Клей адаптирован для следующих материалов:

• металлов и сплавов;
• стеклянных поверхностей;
• деревянных изделий;
• фарфора;
• керамики;
• декоративно-облицовочных материалов.

Запрещено наносить клей на предметы, которые имеют непосредственный контакт с пищевыми продуктами! Клеевой композицией хорошо пропитываются стеклоткани, стекловолокна, опилки, бумага и ткани.

В дальнейшем они применяются в автомобильной промышленности (бамперы машин), судостроении, в быту и различных видах моделирования.

Эпоксидный состав ЭДП хорошо себя зарекомендовал в починке деталей интерьера, мебели, аудио и электротехники, ремонте сантехники для ванн и туалетов, спортивного инвентаря.

Эпоксидный клей характеристики

Эпоксидные клея обладают следующими преимуществами:

1. Могут склеивать разнородные материалы и тем самым устраняется гальваническая коррозия.
2. Отверждение может проводиться при невысоки температурах, чаще всего при комнатной.
3. Может быть получено хорошее склеивание матерналов, плохо поддающихся склеиванию, например стекол.
4. Чаще всего отверждение проводится без приложения давления, так как во время отверждения почти не выделяется летучих веществ.
5. Могут быть получены герметичные я химостойкие соединения.
6. Прочность клеевого слоя в довольно широких пределах не зависит от его толщины.

Кроме довольно высокой стоимости и трудностей производства у эпоксидных клеев имеются следующие недостатки:

1. Для получения хорошего склеивания требуется тщательная подготовка поверхности.
2. Для получения высокой прочности требуется хорошая конструкция соединения.
3. Ударная вязкость невысока, особенно у материалов, предназначенных для работы при повышенных температурах.

Эпоксидные композиции могут использоваться для склеивания металлов, разнородных материалов и пористых конструкций

Эпоксидные клеи в ряде специальных отраслей промышленности используются для приклеивания металла к пластмассе, чаще всего полиэфирных или фенольных пластмасс к алюминию или стали. Количество материалов, которые склеиваются, весьма значительно. Так, например, одной и той же композицией можно склеить между собой полиэфирную пленку, алюминий, медь, железо, магниевые сплавы, медную проволоку, изолированную пластмассой, резину и посеребренню бронзу.

Рецепты некоторых эпоксидных клеёв приведены в таблице (все вещества указаны в весовых частях).

Свойства и технические характеристики

Рассмотрим основные свойства марки ЭДП:

• хорошая прочность относительно любого механического воздействия;
• незначительная усадка;
• хорошие адгезийные свойства относительно других материалов;
• не проводит ток;
• влагоустойчив.

«После застывания смеси с ней можно продолжать работать дальше. Ее можно шлифовать, полировать, сверлить, окрашивать, а так же распиливать.

Если необходимо, в эпоксидный состав до застывания подмешивают разные пигменты и после окончательно формируют клеевую массу.

При выдерживании температурного режима в 18-25С и введении загустителя эпоксидный клей ЭДП остается активным в течение четырех часов.

Индекс прочности при сдвиге в 8МПа (дан на основе склейки металла) является неплохи показателем для состава.

Какую температуру выдерживает клей?

Отдельно стоит сказать о температурном режиме, при котором клей способен сохранять все свои свойства. Даже для нормальной работы с веществом его необходимо нагреть. Температура эксплуатации – около семидесяти градусов.

Совет

Чтобы нагреть смолу, емкость с ней необходимо поставить в таз, наполненный водой соответствующей температуры.

• Максимальная температура для клея – плюс двести пятьдесят градусов.
• Самая низкая – минус двадцать.

Такая устойчивость – одна из причин, по которой эпоксидный клей используют не только в бытовых условиях, но и при производстве автомобилей, строительстве самолетов, судов и мостов.

Рекомендуем: Как правильно и безопасно работать с эпоксидной смолой?

Приготовление клеевого состава

В приведенной инструкции указано, что ЭДП готовится исключительно перед началом работ. Замешивание происходит из расчета 10:1 (эпоксидная смола к отвердителю).

Для правильного приготовления клеевого состава необходимо:

• подогреть флакончик со смолой до температуры 50-70С, опустив его в теплую воду;
• выждать десять минут;
• использовать составные части клея в небольших пропорциях, взяв на одну мерную часть загустителя десять частей смолы, придерживаясь бумажной шкалы на банке;
• все основательно перемешать около 3-5 минут;
• работать с составом в течение двух часов с момента приготовления, иначе он загустеет и качество шва будет испорчено.

Получение[ | ]

Схема производства жидких эпоксидных смол периодическим методом. 1 — реактор; 2, 6 — холодильники; 3 — приёмник; 4 — фильтры; 5 — аппарат для отгонки толуола; 7 — сборник[2].
Впервые эпоксидная смола была получена швейцарским химиком Кастаном в 1936 году[1].

Эпоксидную смолу получают поликонденсацией эпихлоргидрина

с различными органическими соединениями: от фенола до пищевых масел, например, соевого[
источник не указан 1790 дней
]. Такой способ носит название «эпоксидирование».

Ценные сорта эпоксидных смол получают каталитическим окислением непредельных соединений. Например, таким образом получают циклоалифатические смолы, ценные тем, что они совершенно не содержат гидроксильных групп, и поэтому очень гидроустойчивы, трекинго- и дугостойки.

Для практического применения смолы нужен отвердитель. Отвердителем может быть полифункциональный амин или ангидрид, иногда кислоты. Также применяют катализаторы отверждения — кислоты Льюиса и третичные амины, обычно блокированные комплексообразователем наподобие пиридина. После смешения с отвердителем эпоксидная смола может быть отверждена — переведена в твёрдое неплавкое и нерастворимое состояние. Если это полиэтиленполиамин (ПЭПА), то смола отвердеет за сутки при комнатной температуре. Ангидридные отвердители требуют 10 часов времени и нагрева до 180 °C в термокамере (и это ещё без учёта каскадного нагрева со 150 °C).

Наполнили

Дополнительные компоненты, вводимые в клеевую смесь, нужны прежде всего для улучшения качества клея, но продаются они отдельно.

В этом качестве могут выступать пластификаторы и пигменты. Разводить их не нужно, они добавляются сухими, поскольку даже чуть-чуть воды может сразу испортить клеевую смесь.

Перед введением компонентов следует внимательно их изучить и добавлять строго по инструкции. Чтобы клей сохранял тягучесть, добавки не должны составлять более десяти – двадцати процентов от общей массы эпоксидного клея ЭДП.

Как правильно развести клей с отвердителем?

Контакт с отвердителем необходим для запуска процесса полимеризации и превращения жидкости в твердое вещество. Исключение составляют однокомпонентные составы, которые разводить не требуется. Однокомпонентный адгезив содержит растворители, поддерживающие его в жидком состоянии до тех пор, пока он не окажется на воздухе. После нанесения однокомпонентного состава на место склейки летучие растворители быстро испаряются, приводя к затвердению.

В отличие от них двухкомпонентные средства для полимеризации нуждаются в специальных отверждающих добавках. Их смешивают с основной массой до однородной консистенции и оставляют застывать.

Смешивание на глаз

Часто работающие с эпоксидным клеем мастера запоминают соотношение компонентов и перестают пользоваться мерной посудой, отмеряя составляющие на глаз. Однако при таком подходе легко ошибиться и нарушить соотношение компонентов, добавив слишком много или, наоборот, недостаточно отверждающей жидкости.

Первое приводит к бурному закипанию массы и ее стремительной полимеризации. Во втором случае адгезив не застывает или застывает намного дольше обычного, что неудобно в работе, и может вызвать смещение склеиваемых деталей относительно друг друга.

В обоих случаях страдает как внешний вид, так и прочность образовавшегося шва. По этим причинам рекомендуется точно следовать инструкции и тщательно измерять объем клея и отверждающего компонента.

Пропорции смолы и отвердителя

Пропорции смолы и отвердителя различаются в зависимости от марки адгезива. Эта информация обычно указана на его упаковке или в приложенной инструкции. Некоторые производители расфасовывают компоненты в правильных пропорциях в специальные двойные шприцы, в одной части которого находится клей, а в другой – отверждающая жидкость. В этом случае необходимость в соблюдении пропорций отпадает: компоненты просто выдавливают в нужном количестве в какую-нибудь емкость и смешивают.

То же самое можно сказать и про плотные разновидности эпоксидных составов. Они находятся в брусках нужного объема, которые нужно просто хорошо размять руками, как пластилин.

Если основа и отвердитель продаются в обычных флаконах, то перед перемешиванием их придется отмерить в указанных пропорциях. Они могут быть разными. Например, у одного из самых дешевых разновидностей универсального строительного эпоксидного клея ЭДП соотношение основного компонента и отвердителя равно 10:1 или 10:1,3. Другие марки требуют иных соотношений, например, 1:5, поэтому перед началом работы необходимо внимательно изучить инструкцию по применению конкретного адгезива.

Определение необходимого объема

Необходимый объем базовой жидкости и отвердителя удобно отмерять с помощью мерного стаканчика с делениями, а при небольших порциях – шприцем. Для каждого из компонентов требуется отдельная посуда или шприц.

Когда клей имеет консистенцию смолы или геля, его бывает сложно набрать через наконечник шприца даже со снятой иглой. В этой ситуации поршень следует вытащить из корпуса и залить состав через его широкую верхнюю часть, предварительно заткнув кончик шприца спичкой или зубочисткой. Затем поршень аккуратно вставляют в корпус. Отвердитель, как правило, более жидкий, и его можно втянуть в шприц обычным способом.

Для другого способа отмеривания понадобятся электронные ювелирные весы. Техника проста: на чашу весов ставят емкость, в которой планируют смешивать клей, и с поправкой на ее вес наливают нужное количество основного компонента. Затем в ту же емкость доливают отвердитель. На шкале весов будет видно, сколько жидкости требуется долить.

Нанесение клея

При использовании ткани в качестве армируемого слоя, ее прикладывают к ремонтируемой поверхности, а затем равномерно покрывают слоем клея. Повторное нанесение слоя, если требуется, возможно через двенадцать – двадцать минут.

«Без прокладки клеевой ткани нанесения клея осуществляется тонким слоем на обе соединяемые поверхности. Затем они крепко фиксируются тисками или иными тяжелыми предметами.

Остатки клея сразу следует убрать, так как в дальнейшем после застывания это будет сделать трудно.

Предметы оставить зафиксированными до полного застывания.

Для чего используется смола

Эпоксидный материал используется весьма широко. Ведь эпоксидная смола характеристики позволяет применять его в самых различных условиях. В качестве примера, можно привести следующие сферы применения смолы:

• она отлично подходит для проклейки стеклотканей. Эпоксидная смола температура может достигать больших значений. Поэтому материал применяется в автомобилестроении, авиационной промышленности, электротехнической отрасли. Поэтому, стеклоткань для эпоксидной смолы является идеальным материалом;
• эпоксидная смола пропорции должны быть соблюдены в указанном выше объеме. В этом случае, материал отлично подходит в качестве влагоизоляции;
• эпоксидный отвердитель создает такие свойства, которые делают смолу идеальным вариантом для обработки покрытий с высоким уровнем химической устойчивости. Эпоксидная смола характеристики позволяет серьезно увеличить степень прочности сооружений;
• стеклоткань для эпоксидной смолы дает возможность производить различные изделия из стеклопластика;
• эпоксидная смола температура позволяет широко применять материал в различных бытовых целях, для изготовления дизайнерских проектов.

Транспортировка и хранение

Транспортируют клей ЭДП только в соответствии с правилами указанными ГОСТом. Помещение для хранения должно быть сухим.

Температура хранения в пределах от +5 до +30С для заводской упаковки. Защищать от попадания влаги и прямых солнечных лучей. Хранить не более двух лет.

Допускается использование сверх норм хранения, но качество при это может быть снижено.

Клей ЭДП быстрого отверждения

Клей ЭДП реализуется в таре объемом 45/250 грамм, является двухкомпонентным. В первой емкости находится непосредственно эпоксидная смола и добавочные компоненты, а во втором загуститель.

Предназначается клей для следующих работ:

• склеивания композиционных и металлических предметов и сплавов, керамических, стеклянных и других материалов;
• ремонта и опломбирования предметов;
• исправления дефектов, устранения трещинок и сколов.

«Поскольку эпоксидный состав быстро отвердевает, его применяют в качестве аналога холодной сварки»

Эпоксидный клей применение

Склеивание эпоксидным клеем

Существует ряд применений эпоксидных клеев в авиационной и космической технике, наиболее распространенным из которых является склеивание разнородных материалов, например склеивание солнечных батарей на спутниках или приклеивание медной фольги к фенольной пластмассе для изготовления печатных схем.

Укрепление эпоксидным клеем

Кроме этого, эпоксидные смолы используются довольно широко для укрепления драгоценных камней в оправах.

Эпоксидный клей как наполнитель

Эпоксидные клеи могут использоваться для связки практически любого типа наполнителя, причем количество эпоксида в этом случае в получающемся материале крайне незначительно, эпоксид идет только на покрытие частичек наполнителя и связывает их прочно в точках соприкосновении. В качестве связующего опилок они используются для изготовления скульптур и барельефов. Можно получить декоративные пористые композиции, используя эпоксиды для связки морской гальки.

Эпоксидный клей в качестве грунта

Эпоксидные композиции, обычно используемые в качестве растворов, могут применяться в качестве грунтов для создания хорошей адгезии внешнего покрытия к изделию или для увеличения коррозионной стойкости. Типичным применением такого плана является создание грунтового покрытия на старой алкидной краске перед нанесением нового слоя той же краски.

Такие эпоксидные грунты используются и для создания промежуточных покрытий на бетоне для того, чтобы новые слои бетона хорошо сцеплялись со старым бетоном.

Хорошая адгезия эпоксидного клея к:

Эпоксидный клей для пластмассы

Эпоксидные смолы имеют хорошую адгезию ко всем термореактивным пластмассам, кроме кремнийорганических, и к большинству термопластичных, кроме полиолефинов, фторопластов а некоторых пластифицированных венилов.

Эпоксиды широко используются для склейки полиэфирных слоистых пластиков, например при производстве баков для горючего в военных самолетах и для ремонта судов, изготовленных из полиэфирных стеклопластиков. Специальные клеи используются для приклейки фторопластовых прокладок, для приклейки найлонофенольных покрытий головок реактивных снарядов и т. д. Были разработаны стойкие к воздействию горячего пара клеи для склейки целлофана.

Эпоксидный клей для стекла

Эпоксидные клеи могут иметь хорошую адгезию к стеклу и дают возможность изготавливать эпоксидные стеклопластики.