Плотность эпоксидной смолы расход и технологии применения

Свойства смолы ЭД-20 и применение

Эпоксидно-диановая смола ЭД-20 – прозрачная вязкая жидкость желтого, коричневатого цвета без механических примесей, включений. Она представляет собой плавкий реакционноспособный продукт на основе дифенилолпропана и эпихлоргидрина. Производитель смолы данной марки – ФКП Завод им. Свердлова, также ее выпускает ряд иных компаний. Средняя массовая доля эпоксидных групп в смоле равна 20%, отсюда и обозначение материала.

ЭД-20 комбинируется с разными отвердителями, в некоторых случаях требуется добавление пластификаторов (для уменьшения жесткости готового изделия). Отверждение возможно холодным и горячим способом (при комнатной или повышенной температуре), для этого процесса не требуется прессовое и термическое оборудование. Свойства ЭД-20 таковы:

  • высокая плотность, беспористость готового продукта;
  • отличная твердость, стойкость к механическому повреждению, агрессивной среде, влиянию влаги;
  • термостойкость;
  • диэлектрические и противокоррозионные способности;
  • хорошая адгезия с пластиком, металлом, стеклом, керамикой, деревом, кевларом, углеволокном и многими другими материалами;
  • легкость в работе;
  • малая усадка, низкий удельный вес.

При помощи ЭД-20 делают красивые столешницы, галантерею, изделия для ванной. Материал хорошо подходит для строительства, машиностроения, авиационной промышленности, приборостроения. Его использование для покрытия стен, создания наливных полов помогает в самых смелых дизайнерских решениях.

ЭД-20 входит в состав различных лакокрасочных материалов – грунтовок, пропиточных лаков, эмалей, заливочных смесей. На основе эпоксидки делают армированный пластик, стеклопластик, стекловолокно.

Жизнеспособность эпоксидки

Эпоксидка ЭД-20 или эпоксидно-диановая смола – это тягучая и вязкая субстанция коричневого окраса без дополнительных включений. Этот продукт создается на базе эпихлоргидрина и дифенилолпропана. ЭД-20 отлично комбинируется с различными катализаторами-отвердителями, иногда требуется и дополнительное присутствие пластификаторов (для уменьшения показателей жесткости готовой продукции).

эпоксидная смола ЭД-20 характеристики
Одна из популярных марок эпоксидной смолы — ЭД-20

ЭД-20 славится широкими возможностями и используется в многочисленных областях промышленности. Она применяется для:

  • ремонтных работ радио, электроники, ПК, корпусных деталей парусников, катеров, лодок;
  • производства различной мебели;
  • создания оригинальных украшений, столешниц, различных сувениров;
  • машиностроения и приборостроения;
  • авиационной промышленности и строительства;
  • монтажа наливных половых и настенных покрытий.

Уникальный состав эпоксидки-20 позволяет включать ее в различные заливочные смеси, грунтовки, эмалей и лакокрасочные материалы. На основе субстанции изготавливают стекловолокно, стеклопластик и армированный пластик.

Временем жизни называют промежуток времени, в который сохраняется жидкое или вязкое состояние массы после введения отвердителя. В этот период эпоксидка пригодна к работе. У разных смол жизнеспособность различная, как и у отвердителей. Обычно этот показатель составляет 30–60 минут.

Приведем основные направления использования рассматриваемого состава:

  • Электротехника. Здесь любые эпоксидные материалы, а ЭД-20 не исключение, работают как отличные изоляторы.
  • Приборостроение. Каркасы аппаратуры и теплоизолирующие стенки с низкой теплопроводностью.
  • Радиотехника. Изготовление монтажных печатных плат.
  • Судостроение. Композитные материалы со стеклотканью, ремонт лодок, катеров, яхт.
  • Авиастроение. При горячем способе отверждения делают элементы крыла авиалайнеров и элементы силового каркаса фюзеляжа.
  • Оборонка. Композитные легкие бронежилеты на основе кевлара и ему подобных материалов.
  • Автомобилестроение. Ремонт элементов облицовки автомобилей, изготовление деталей интерьера салона.
  • Строительство. Ремонт жилья и производственных помещений.
  • Мебель. Изготовление дизайнерской мебели с использованием смолы, как дополнительного декоративного элемента к металлам, дереву, камню, пластику.
  • Гидроизоляция. Применение эпоксидки для душевых и ванных комнат, бассейнов и других гидротехнических сооружений.

Правда, в последнем случае в эпоксидно-диановую смолу ЭД-20 был добавлен пластификатор, иначе при подвижках дома вследствие усадки стен, неизбежной от времени, покрытие неминуемо бы растрескалось.  Ночевать человеку пришлось бы двое судок вне дома, удалив также всех домашних и кошку, чтобы слой встал гарантированно, на века.

На основе ЭД-20 в России также делают все виды эпоксидного клея. Добавляя в нее разные пластификаторы и наполнители, а также варьируя ее с разными видами отвердителей, получают клеи с разным временем схватывания, с разной клеящей способностью и физическими свойствами, нужными потребителю.

Например, гибкость застывшей смолы, нужную в ремонте подметок обуви, испытывающих повышенные динамические нагрузки на изгиб, обеспечит пластификатор ДЭГ-1. Смола по своей гибкости, после полного отверждения, станет подобной резине.

Основные технические параметры

В среднем время полного застывания массы составляет сутки. Плотность эпоксидки варьируется и зависит от варианта отвердевания:

  • холодное: 1110-1230 кг/м3;
  • горячее: 1200-1270 кг/м3.

Для размягчения смолы ее следует подвергнуть нагреванию до 60⁰С. Основные технические параметры данного материала таковы:

  • высокая вязкость и жесткость;
  • беспористость итоговой массы;
  • отсутствие усадки и маленький удельный вес;
  • повышенная устойчивость к повреждениям, истираниям и влаге;
  • отличные антикоррозийные, диэлектрические и термостойкие показатели;
  • хорошие показатели адгезии с практически любой поверхностью: керамика, металл, плитка, дерево, стекловолокно, стекло, пластик, углеволокно и пр.

Время желатинизации эпоксидки составляет 8 часов, а период полного отверждения равен 24 часам. В описании высшего сорта материала указаны следующие технические характеристики:

  • плотность при холодном отверждении – 1110–1230 кг м3, при горячем отверждении – 1200–1270;
  • массовая доля ионов хлора – 0,001%, омыляемого хлора – 0,3%;
  • массовая доля гидроксильных групп – 1,7%, летучих веществ – 0,2%;
  • вязкость динамическая – 13–20 ПА/секунду;
  • температурный режим для размягчения – до 60 градусов.

Полимерный материал

По входящим в состав компонентам, свойствам и применению есть ряд аналогичных эпоксидных смол из групп ЭД, ТЭГ, КДА. При необходимости ими можно заменить ЭД-20. Ниже приведены самые известные смолы.

Эпоксидка ЭД-8 производится согласно ГОСТ 10587-84. Она представляет собой растворимый плавкий олигомерный продукт из тех же веществ, что и ЭД-20 (дифенилолпропан и эпихлоргидрин). Смола широко применяется в авиационной, судостроительной, машиностроительной промышленности, при изготовлении лакокрасочных материалов, на стройке, в ремонте техники, электроники. Эпоксидка служит и как связующий компонент для армированного пластика.

По физико-химическим показателям ЭД-8 также мало отличается от ЭД-20. Содержание ионов хлора и омыляемого хлора аналогичное, зато гидроксильные группы в массе не обнаруживаются. Вязкость и температура размягчения такие же. Основное отличие – в массовой доле эпоксидных групп (8%) и времени желатинизации (3 часа).

Марка аналога Область применения Отличия от ЭД-20
ЭД-8 машиностроение, авиационная и судостроительная промышленность, создание лаков и красок, ремонт оргтехники, строительство пониженное содержание эпоксидной группы (8%) и периода желатинизации (около 3 часов)
ЭД-16 массовая доля эпоксидных включений 16%, более низкая вязкость, повышенное содержание хлора
ЭД-22 высокое время желатинизации (порядка 18 часов), показатели вязкости8-12 ПА/секунду
Э-40 изготовление лаков, шпаклевок и грунтовок с повышенными защитными показателями более высокая влагостойкость и пластичность

Многие мастера, начинающие свою деятельность с незнакомого материала, интересуются его составом, методами получения, свойствами и характеристиками. Такие знания дают возможность оперировать методиками подготовки состава, чтобы получить и выделить то или иное свойство. Постараемся ответить на вопрос об эпоксидке, не муссируя сложные химические термины.

Замечательное изделие

Без отвердителя эпоксидная смола практического интереса не представляет. Ее свойства, востребованные в промышленности и в быту, проявляются только после протекания реакции полимеризации. Так как свойства смол могут разниться, то и назначение этих материалов весьма различно, от заливочных компаундов, до клеевых составов.

  • Алебастр или цемент способны повысить прочность полимера, уплотняя его структуру. При необходимости в основной компонент может добавляться до 40% порошковых наполнителей.
  • Мелкозернистая микросфера предназначена для снижения плотности смолы. Наполнитель представлен шариками из порошка, плотность которых ниже плотности полимера. В результате можно получить «воздушную» массу с относительно низкой плотностью.
  • Стекловолокно или хлопковое волокно выполняет армирующую функцию. Вязкость смолы при добавлении волокна повышается, однако текучесть способствует заполнению всех полостей и пор. Такие наполнители используют при производстве стеклопластиков и прочих композитных материалов.
  • Измельченная древесина является альтернативой микросферы. Натуральный компонент менее дорогой, по сравнению с синтетическим, ведь древесная крошка, в большинстве своем, является отходом на деревообрабатывающих предприятиях.
  • Аэросил повышает тиксотропность смолы. Тиксотропность – это способность повышать свою вязкость (загустевать) в статичном состоянии. Примечательно то, что смола вновь становится текучей после перемешивания. Аэросил (диоксид кремния) в виде порошка применяют против образования потеков с вертикальных поверхностей.
  • Графит добавляется, как пигмент. С ним смола приобретает характерный серый оттенок. Также в роли пигментных порошков выступает алюминиевая пудра или двуокись титана.

Добавки способны повышать не только прочность и твердость смолы. Пластификаторы (касторовое масло) делают застывшую смолу эластичной и упругой. Данные свойства востребованы в условиях вибраций и периодически меняющихся нагрузок. Количество наполнителя диктуется конкретными характеристиками, которые нужно получить.

Модифицированная эпоксидка, то есть, смола с наполнителями, изготовителем определяется, как материал для конкретных работ: заливки пола, пропитки, художественных работ, изготовления бижутерии.

ЭД-20: инструкция по применению

Результат смешивания смолы и отвердителя будет сильно зависеть от их пропорции, условий окружающей среды, качества подготовки тары и ряда индивидуальных факторов. Инструкция по применению не всегда пошаговая, в ней обычно указываются лишь точные соотношения компонентов и основные требования к процессу полимеризации.

Смешивание смолы в небольших объемах трудностей не представляет. Для этой цели идеально подходит технология холодного отверждения, когда все работы проводятся при комнатных температурах. Перед смешиванием эпоксидки в большом объеме придется подготовить посуду для нагревания смолы, так как применяется способ горячего отверждения. Эпоксидку греют на водяной бане до температуры 50–55 градусов, после чего производят дальнейшие работы в ускоренном режиме.

К каждой упаковке продукта прилагается инструкция по применению эпоксидной смолы ЭД-20, которую необходимо внимательно изучить. Эпоксидка начинает процесс полимеризации только после соединения ее с катализатором-отвердителем. Причем на итоговый результат станут влиять такие факторы, как:

  • пропорции составляющих;
  • условия окружающей среды;
  • используемая тара.

Знайте, что не все производители точно указывают в аннотации, как замешивать отвердитель со смолой, чаще кратко пишется допустимое соотношение прилагаемых компонентов и условия для полимеризации. Поэтому рекомендуется самим методом пробы установить оптимальное соотношение отвердителям и основной массы (в классическом варианте на 10 частей смолистого вещества берется 1 часть катализатора).

инструкция по применению эпоксидной смолы ЭД-20
Для застывания смолы необходимо добавлять в нее отвердитель

При выполнении отвердения ЭД-20 холодным методом предварительная подготовка не нужна. А вот для горячего метода масса прогревается. Нагреть эпоксидку можно на водяной бане, но следите, чтобы при нагревании ни одна капля влаги не попала на смолу, иначе она испортится. Нельзя допускать и перегрев субстанции – кипение приводит эпоксидку в негодность.

При долгом хранении смолистого вещества оно затвердевает и кристаллизуется. Для последующего использования массу подогревают при температурном режиме в 40⁰С. Можно просто опустить емкость со смолой в горячую воду. При разогревании смолу следует регулярно перемешивать.

Иногда к эпоксидной смоле добавляется пластификатор. Это вещество необходимо для повышения упругости изделий, обрабатываемых эпоксидкой. Например, если необходимо, чтобы изделие было устойчиво к ударным и механическим нагрузкам. Также пластификаторы применяют для повышения эластичности (гибкости) швов. Чаще применяют следующие типы пластификаторов:

  1. Дибутилфталат (или ДБФ). Наиболее распространенный пластификатор. Он помогает приобретать изделию высокую стойкость к сильным холодам и ударам. Субстанцию вмешивают в эпоксидку не более 2–5% от объема смолы.
  2. Диэтиленгликоль (или ДЭГ-1). Рабочая концентрация субстанции укладывается в 3–10%, причем, чем больше оказывается пластификатора в смолке, тем сильнее эпоксидка начинает походить на резину. При применении ДЭГ-1 учитывайте, что масса обладает ярко-оранжевым окрасом и окрашивает смолу.

Отвердитель – необходимое вещество для включения процесса полимеризации эпоксидки. При сочетании его с пластификатором добавляется в смолу вторым. В классическом варианте отвердитель добавляется в эпоксидку в соотношении 1х10. Это вещество добавляют в смолу аккуратно и постепенно, иначе можно спровоцировать процесс стремительного нагревания и закипания смолы, что портит ее. Чаще всего используют катализаторы-отвердители марки ПЭПА, ТЭТА, ДЭТА и ЭТАЛ-45.

От чего зависят показатели склеивания

Качество эпоксидки может различаться в зависимости от марки отвердителя, пластификатора. Чем более дорогие и эффективные добавки применяются, тем больше готовое изделие будет соответствовать требованиям. Поэтому не стоит экономить и покупать самые дешевые наполнители.

После добавления катализатора-отвердителя смолу необходимо сразу использовать. От этого зависят заявленные показатели адгезии и качества склеивания. У эпоксидки разных марок и качества этот период различен. В среднем он равен от получаса до часа. А при добавлении ЭТАЛ-45 этот период возрастает до 2–3 часов. Полная полимеризация эпоксидки составляет 1–3 суток.

эпоксидно-диановая смола
Для застывания смоле требуется длительно время

Работа со смолой

Эпоксидную смолу упаковывают в тару по 50–220 кг (барабаны), а также в канистры, пластиковые емкости от 0,5 кг и более. Транспортируют средство на крытом транспорте. Допускается хранение материала при температуре 15… 40 градусов, плотно закрытым, вдали от солнечных лучей. Нельзя хранить его рядом с кислотами и окислителями.

Отличный выбор

Смолу ЭД-20 упаковывают в специальные барабаны (емкости по 50-220 кг). Встречается и фасовка по пластиковым контейнерам от 500 г. Средство можно транспортировать в закрытом виде, а хранить в условиях температурного режима в 15–40⁰С. Не следует допускать попадания на смолу открытых солнечных лучей и хранить ее вдали от окислителей и различных кислот. При работе с эпоксидкой обязательно используют средства защиты: перчатки, очки и маску.

Рассмотрим некоторые особенности работы с полимерным составом.

90% всех случаев работы с ЭД-20 падает на холодный способ ее использования, когда все работы по смешиванию и заливке, отливке производятся при комнатной температуре в пределах 20-24°C градусов.  Набор эпоксидный компаунд и отвердитель комплектуется еще на заводе-изготовителе, и в таком составе в подавляющем большинстве случаев  поступает в торговую сеть.

Чаще всего в сочетании с эпоксидкой идет полиэтиленполиаминовый отвердитель ПЭПА. Реже в комплекте с эпоксидкой идет триэтилентетрамин (ТЭТА). Почему так, ведь ТЭТА – отвердитель бесцветный, с ним можно получать неокрашенные в желтоватый или коричневатый цвет композиции и заливки, в отличие от полиэтиленполиамина, в массе окрашенного в густой желто-коричневый цвет.

Все дело в том, что ПЭПА предполагает холодный способ полимеризации, которая спокойно, без дополнительных усилий со стороны пользователя, работает в диапазоне температур, начинающихся от 20°C градусов, то есть комнатных. К тому же отвердитель не требует какого-то дополнительного воздействия. Кроме того, ПЭПА не так критична в отношении ошибок смешивания, когда могут нарушаться пропорции компаунда и отвердителя.

Плотность эпоксидной смолы расход и технологии применения

Если в качестве спускового механизма для застывания применить ТЭТА, то желательно, хотя  не обязательно, во второй половине срока, который отпускается на полное отверждение, увеличить температуру окружающей среды. В идеале до 80°C градусов, что в домашних условиях сделать проблематично, но именно при таком повышении температуры эпоксидная смола ЭД-20 с отвердителем ТЭТА получается максимально прочной.

Горячий способ заливки возможен и с использованием отвердителя ПЭПА, но там применяют нагрев не окружающей среды, а самой смолы перед введением в нее отвердителя. Для этого емкость со смолой помещают на водяную баню, то есть ставят в большую по размеру посудину с горячей, непрерывно подогреваемой водой.

Особенного внимания и умения требует введение в компаунд, или часть А, отвердителя. Не допускается концентрации раствора Б в смоле в какой-то одной ее части, смола должна вливаться тонкой струйкой и сразу тщательно размешиваться, с распределением отвердителя по всему объему эпоксидки.

В противном случае возможна ускоренная реакция отверждения в том месте, где образовался избыток отвердителя, с возможным критическим нагревом и даже закипанием локальных участков смеси.

В первую очередь, это пластификаторы. Особенно они потребуются при обширных  площадных заливках: полы, столешницы, фартуки, которые в процессе эксплуатации будут подвергаться динамическим нагрузкам. В случае с полами речь идет даже не о хождении по ним или передвижке мебели, а о постепенной и неизбежной просадке здания в целом или какой-то его одной или двух стен.

То же самое касается и столешниц по периметру кухни, место, где делают заливку чаще всего. Кроме того, сделанные из эпоксидных заливок фартуки часто подвержены и большим температурным колебаниям из-за находящихся рядом с ними газовых и электрических печей, что тоже может вызвать растрескивание материала.

Два компонента

В качестве пластификаторов можно использовать многие вещества, но наилучшие результаты дают специально разработанные для этого составы в виде:

  • ДБФ. Дибутилфталат, которого для придания эпоксидке пластичных свойств достаточно 5% от общего количества смеси А Б. При добавлении ДБФ сначала добавляют его, хорошо перемешивают с компаундом, и уже только затем вводят в смесь А ДБФ еще и часть Б (отвердитель).
  • ДЭГ-1. Применяют только в случае, если не нужно получить бесцветную композицию (ДЭГ-1 окрашивает ее). Вводят в эпоксидную смолу (часть А) от 3 до 10 % такого пластификатор,  чем его больше, тем больше смесь похожа по своим свойствам на резину. Чистый застывший ДЭГ-1 похож на стекло, и рассыпается в руках.
  • ТЭГ-1. Имеет большое сходство с ДЭГ-1, но, в отличие от него, обладает более вязкой консистенцией и растворим в воде.

Кроме пластификаторов в смолу добавляют и наполнители, диапазон которых огромен, это могут быть :

  • Мел.
  • Цемент.
  • Древесная пыль или мелкие опилки, а также мелкая древесная стружка.
  • Мелкая металлическая стружка или опилки.
  • Мука.
  • Мелкий речной песок для заполнения всего объема смолы, ли крупный песок для изготовления половой плитки, где он осядет вниз заливки.
  • Специальные наполнители

Зависит отверждение от того, какой способ избран, но при комнатной температуре ЭД-20 с отвердителям обоих типов застывает уже через 40-60 минут. Это время называется периодом желатинизации с последующим первичным застыванием. Потому что есть еще и вторичное, или окончательное застывание, время которого наступает от 24 до 48 часов. До 1-2 суток изделиями из эпоксидки или залитыми ею полами лучше не пользоваться.

Реакция полимеризации, раз запущенная, не может быть повернута вспять, поэтому, прежде чем взяться за работу с ЭД-20 и независимо от типа отвердителя и пластификатора, сделайте сначала небольшую пробу, чтобы оценить свойства получаемого изделия.

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ:  Труборез для пластиковых труб как выбрать лучшую модель инструктаж по работе
Оцените статью
MALIVICE.RU