Эпоксидная смола ЭД-20 – свойства, технические характеристики, инструкция по применению

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.

Эпоксидка имеет широкое применение в разных сферах народного хозяйства. Ее используют для ремонта электротехники, компьютеров, радиоэлектроники, деталей и корпусов яхт, лодок, катеров, для производства мебели – столов, стульев.

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.

Основные свойства

Эпоксидная смола ЭД 20 представляет собой прозрачную с желтоватым или коричневатым оттенком вязкую жидкость, в ней не присутствуют механические примеси. Из-за наличия в составе 20% эпоксидных групп, в ее название и присутствует цифра 20. Расшифровываются буквенная аббревиатура ЭД, как эпоксидный диановый вид. Состав определяется ГОСТом 10587-84.

Смола 20 смешивается с разными отвердителями, в составе которых применяется введение пластификаторов. Отверждение происходит горячим и холодным методами, при этом использование нагревательных приборов не требуется. Грунтовка ЭД 20 технические характеристики:

Высокий показатель плотности, готовое изделие не имеет пор;
Хорошая устойчивость к атмосферному влиянию, механическому воздействию;
Водоотталкивающее свойство;
Стойкость к высоким температурным показателям;
Электроизоляционные и антикоррозийные показатели высоки;
Хорошая сцепляемость со многими видами материалов;
Наноситься легко;
Малая усадка;
Быстрая полимеризация.

Высокий показатель плотности, готовое изделие не имеет пор.

Технические параметры

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.

Аналоги материала

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.

ЭД-8

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).

ЭД-16

Эпоксидная смола ЭД-16 имеет те же свойства и применение, но включает иное число эпоксидных групп – около 16%. Вязкость продукта меньше, чем у ЭД-20, следовательно, желатинизация происходит быстрее (примерно 4 часа). Средство отличается высокими прочностными показателями клеевого шва, но в нем более высокое количество хлора.

ЭД-22

Еще одна эпоксидка на основе эпихлоргидрина и дифенилолпропана, доля эпоксидных групп – 22%. Смола ЭД-22 среди особенностей имеет более высокое время желатинизации – 18 часов, при этом динамическая вязкость составляет 8–12 ПА/секунду.

Э-40

Технология изготовления эпоксидки Э-40 несколько отличается от создания материалов марки ЭД. Продукт получают путем конденсации эпихлоргидрина и дифенилолпропана в щелочной среде с добавлением растворителя толуола. Средство можно переводить в неплавкое состояние путем применения отвердителей – поликарбоновых кислот, их ангидридов, полиаминов.

Сфера применения материала – приготовление эмалей, обладающих высокими защитными свойствами, а также создание лаков и шпаклевок. Кроме того, Э-40 выступает как полуфабрикат для изготовления других эпоксидных смол, клеев и компаундов для заливки. Смола обладает высокой пластичностью, влагостойкостью, в полимеризованном виде не реагирует на действие умеренно агрессивных кислот, щелочей.

Нижеследующий материал основан на опыте наших клиентов и не является официальной инструкцией по использованию. Советы носят рекомендательный характер. За последствия следования этим советам наша компания ответственности не несет.
Краткая версия этого документа, содержащая только инструкцию по работе с эпоксидными смолами в наиболее распространенной области их применения без обзора различных марок эпоксидных смол, отвердителей и пластификаторов, находится здесь: «Краткая инструкция по работе с эпоксидными смолами». Фотографии – иллюстрации к некоторым вопросам размещены в фотогалерее.
Этот материал подготовлен в связи с тем, что по нашему опыту подготовленные ранее документы «Часто задаваемые вопросы» и «Немного теории» слишком сложны для тех, кто никогда не сталкивался с эпоксидными смолами ранее. Здесь мы по возможности кратко и доступно поможем Вам сориентироваться в нашем ассортименте и дадим информацию, необходимую для того, чтобы выполнять наиболее типичные работы с эпоксидными смолами.

Наиболее часто эпоксидные смолы применяются в качестве (1) эпоксидного клея, (2) пропиточного материала вместе со стеклотканью для изготовления и ремонта различных корпусов (лодки, элементы кузова автомобиля и др.) или выполнения гидроизоляции помещений (пол и стены подвальных помещений, бассейны), а также как (3) самый доступный способ в домашних условиях изготовить изделие из стеклопластика, как сразу готовое после отливки в форму, так и с возможностью последующей обработки резанием и шлифовки.

Использование эпоксидной смолы в качестве эпоксидного клея (1) наиболее простое, большинству оно хорошо знакомо по выпускаемым в нашей стране еще со времен СССР коробкам с эпоксидным клеем ЭДП, состоящим из эпоксидной смолы ЭД-20 производства завода им. Я.М.Свердлова (г. Дзержинск) и отвердителя ПЭПА (см. «Часто задаваемые вопросы», вопрос 2). Смешение смолы с отвердителем в этом случае как правило выполняется в крайне небольших объемах (несколько граммов), поэтому перемешивание производится при комнатной температуре и не вызывает затруднений, а точность пропорции отвердитель / смола не столь важна (стандартная пропорция – 1:10, допустима приличная передозировка отвердителя, вплоть до 1:5). Совсем другое дело, когда необходимо приготовить для работы большой объем смолы с отвердителем, хотя бы несколько килограммов. Эта операция сильно отличается от приготовления нескольких граммов эпоксидного клея, что часто вызывает недоумение у наших клиентов, которые неоднократно пользовались эпоксидным клеем в бытовых целях, но при работе с достаточно большим объемом смолы столкнулись с трудностями. Еще более сложным делом является изготовление достаточно массивного изделия из смолы (т.е. фактически изготовление стеклопластика), которое должно быть, например, достаточно прозрачным, чистым, не содержать пузырей воздуха, равномерно отвердеть в толще и по поверхности. Этот вопрос мы рассмотрим в конце.

Итак, для начала рассмотрим использование эпоксидной смолы в качестве пропиточного материала или герметика (2). Сначала кратко пробежимся по ассортименту товара, который предлагает наша фирма. Для рассматриваемых целей подойдет практически любая смола ЭД-20 или ЭД-22 или их импортные аналоги. Что выбрать? ЭД-20 – наиболее часто используемая эпоксидная смола (на ее долю приходится не менее 90% всех наших продаж), ЭД-22 отличается на 2% бОльшим содержанием эпоксидных групп (т.е. 22% против 20%), более «короткой» молекулой полимера (см. «Немного теории»), соответственно более низкой вязкостью, как правило, для отечественных смол более высоким качеством и ценой. (В настоящий момент никто из отечественных производителей не выпускает качественную смолу ЭД-22 высшего сорта, соответствующую ГОСТу.) Для использования в качестве пропитки обычно удобнее использовать более жидкую смолу (кроме случаев, когда возможно стекание со стен), но, строго говоря, результат из более жидкой смолы получится менее прочным («короче» молекула полимера) и менее термостойким. Так например, для ремонта корпусов морских катеров или при строительстве мостов и путепроводов для получения максимальной прочности и адгезии используют смолу ЭД-16 (см. «Часто задаваемые вопросы», вопрос 3). Но реально на практике большой разницы в прочности изделия из смолы ЭД-20 и ЭД-22 нет, бОльшее значение имеет технология. Необходимо также заметить, что несмотря на то, что при одной и той же температуре смола ЭД-22 имеет более низкую вязкость, чем ЭД-20, значительно бОльшую разницу в вязкости можно получить изменением температуры смолы. Мы можем предложить смолу ЭД-20 производства завода им. Я.М.Свердлова (г. Дзержинск), т.е. ту же, которая входит в состав клея ЭДП. Это достаточно качественный продукт, его применение хорошо известно. К недостаткам можно отнести плохую цветность (эта смола имеет заметный цвет от желтого до желто-коричневого, тогда как импортные смолы практически прозрачные), по сравнению с импортными смолами неравномерность свойств, наличие посторонних включений (попросту говоря, соринок), высокое по сравнению с импортными смолами содержание хлор-иона и омыляемого хлора (т.е. токсичность). Все импортные смолы являются высокопрозрачными (в слое до 5 см, а иногда и до 10-15 см желтизна практически неразличима) и высокочистыми (содержание хлор-иона и омыляемого хлора на 1-2 порядка ниже, чем в отечественных). По цене импортные смолы не дороже отечественных, часто даже дешевле. Назовем три основных недостатка импортных смол: недопустимость использования импортных материалов в большом количестве производств, опирающихся на ГОСТы и ТУ (1); недостаточная проработанность технологий, учитывающих пусть и незначительные, но все же существующие отличия каждой марки импортной смолы от ЭД-20 (2); кристаллизация при хранении (см. «Часто задаваемые вопросы», вопросы 8 и 14) (3). Наибольшее число наших продаж по импортным смолам приходится на смолу D.E.R. 330

– аналог смолы ЭД-22, производства «Dow Chemical Comp.» (Германия). Также хорошо себя зарекомендовали сравнительно недавно появившиеся на нашем рынке смолы
128
(аналог ЭД-20, наиболее прозрачная и наиболее вязкая из всего нашего ассортимента аналогов ЭД-20, ЭД-22) и
127
(аналог ЭД-22) производства «NanYa Plastics Corp.» (Тайвань), а также смола
Epoxy 520
производства «Spolchemie» (Чехия). Последняя является на наш взгляд наиболее полным высококачественным аналогом ЭД-20 для рассматриваемых здесь видов работ. Заметим, что некоторые наши клиенты, в свое время с большой неохотой перешедшие с отечественной смолы ЭД-20 на ее импортные аналоги (в связи с закрытием производства смолы на «Уфахимпром» некоторое время имел место большой дефицит отечественной продукции), сейчас ни в коем случае не хотят возвращаться к ЭД-20.

Наш ассортимент включает в себя два отвердителя – ПЭПА (полиэтиленполиамин) и ТЭТА (триэтилентетрамин). Оба этих отвердителя могут применяться со всеми рассмотренными выше смолами. Не вдаваясь в технические подробности, укажем основные различия в их свойствах и применении. Полиэтиленполиамин (ПЭПА) (этот отвердитель входит в состав клея ЭДП) мы рекомендуем использовать в подавляющем большинстве случаев, т.к. с ним работать значительно проще, он хорошо работает при комнатных температурах, а также «прощает» мелкие отклонения от технологии. Существует две существенные причины, когда использование ПЭПА нежелательно или невозможно. ПЭПА представляет собой вязкую темно-коричневую жидкость. Соответственно если необходима прозрачность изделия, применеие ПЭПА невозможно (1). Согласно ТУ, по которому изготавливается ПЭПА, 65-75% продукта составляет т.н. «кубовый остаток», т.е. неконтролируемые примеси, а на долю собственно отвердителя остается только 25-35%. Кубовый остаток не участвует в реакции смолы с отвердителем и остается в изделии. Поэтому мы не рекомендуем использовать ПЭПА в случае, если готовое изделие предназначается для бытового использования, хранения чистой воды (бассейн), контактирования с пищей и пр. (2). Иногда поверхность изделия, отвержденного ПЭПА, кажется жирной на ощупь – следствие присутствия жирных кислот в кубовом остатке. Триэтилентетрамин (ТЭТА) – импортный продукт (на сегодня производства «Dow Chemical Comp.»), представляет собой прозрачную низковязкую жидкость, достаточно едкую и с резким запахом. Согласно сертификатам анализа, массовая доля собственно ТЭТА в продукте составляет не менее 96%. Триэтилентетрамин имеет в своем составе меньшее число третичных аминогрупп, чем полиэтиленполиамин, поэтому его отверждающая способность ниже, особенно при комнатных температурах (см. «Немного теории»). При использовании ТЭТА очень важно точно соблюдать технологию, это не всегда хорошо получается у тех, кто не имеет большого опыта работы с эпоксидными смолами. Доотверждение как правило происходит только при повышенных температурах, при комнатной температуре поверхность изделия часто остается липкой. Но в случае успешного отверждения с использованием ТЭТА, изделие будет обладать бОльшей механической прочностью, однородностью свойств, прозрачностью и химической чистотой, чем при использовании ПЭПА.

Если необходимо, чтобы отвержденное изделие не было ломким и хрупким как стекло, в смолу необходимо добавлять пластификатор. Пластификатор также обязательно нужно использовать при изготовлении достаточно большого изделия, поскольку в противном случае возможно появление трещин еще на стадии затвердевания. Мы предлагаем два пластификатора – дибутилфталат (ДБФ) и эпоксидная алифатическая смола ДЭГ-1. Оба этих пластификатора могут применяться со всеми рассмотренными выше смолами и отвердителями. Дибутилфталат является универсальным пластификатором, спектр его применения достаточно широк, пластификация эпоксидных смол – одно из направлений. ДБФ достаточно плохо вступает в реакцию со смолой, для достижения результата смолу с ДБФ необходимо «варить», т.е. медленно нагревая до 50-60°С, интенсивно перемешивать в течение 2-3 часов. ДБФ дает крайне небольшой пластический эффект, его обычно бывает достаточно для предотвращения растрескивания изделий в процессе затвердевания или на морозе. Существует мнение, что со временем ДБФ испаряется из уже готового изделия, и пластичность пропадает. Максимальная дозировка ДБФ – 10%. Смола ДЭГ-1 – пластификатор и активный разбавитель, специально разработан для пластифицирования эпоксидных смол. Он прекрасно смешивается со смолой, допустимы различные пропорции (от 1 до 20% и более; обычно 5-10%) и может давать очень мощный пластический эффект (при большой доле ДЭГ-1 отвержденная смола будет напоминать битум; ДЭГ-1, являясь эпоксидной смолой, может быть отвержден и в чистом виде). Смола в смеси с пластификатором может храниться сколь угодно долго, такая смола называется модифицированной. Используя пластификатор следует помнить, что при увеличении пластичности снижается механическая прочность изделия (отвержденный в чистом виде ДЭГ-1 можно раскрошить руками). К недостаткам ДЭГ-1 следует отнести коричневый цвет (ДБФ – прозрачная жирная жидкость), что не позволяет использовать его для изготовления прозрачных изделий.

Итак, мы подошли непосредственно к технологии работы со смолой. Реакция смолы с отвердителем необратима, настоятельно рекомендуем сначала потренироваться на небольших пробных образцах. Для успешного перемешивания смолы с пластификатором и отвердителем, смолу желательно нагреть до температуры выше комнатной, чтобы она стала менее вязкой. Для смолы, которая может кристаллизоваться при хранении, необходимо убедиться, что она прозрачная, не мутная, в противном случае нагреванием до 40-50°С и интенсивным перемешиванием вернуть ее в прозрачное состояние (см. «Часто задаваемые вопросы», вопрос. 8). Для нагревания смолы удобно использовать «водяную баню» – опустить емкость со смолой в воду температурой 50-60°С и помешивать для равномерного нагревания. Внимание! Избегайте попадания воды в смолу. Избегайте нагрева смолы до температуры выше 60°С. В случае перегрева возможно «закипание» смолы, смола станет матово-белой и покроется пеной – такая смола непригодна к использованию.

Сначала в смолу добавляют пластификатор, смолу с ДБФ необходимо «варить» (см. выше), при использовании ДЭГ-1 – просто тщательно перемешать. Для перемешивания удобно использовать строительный миксер-насадку на дрель. Соотношение смола / пластификатор может быть различным в зависимости от требуемого пластического эффекта, но обычно добавляется 5-10% пластификатора (см. «Часто задаваемые вопросы», вопросы 1 и 5). После смешения смолы с пластификатором в нее добавляют отвердитель. Иногда имеет смысл немного охладить смолу (до 30°С), чтобы уменьшить риск «закипания» смолы. Стандартное соотношение отвердитель / смола – 1:10. В некоторых специфических технологических процессах оно может сильно отличаться от общепринятого – быть от 1:5 до 1:20, но в подавляющем большинстве случаев используется соотношение, близкое к стандартному. Отвердитель необходимо лить
в смолу
, очень медленно, постоянно перемешивая. Сильная передозировка отвердителя даже временно в части емкости может привести к «закипанию» смолы (смола станет матово-белой и покроется пеной), в этом случае вся смола будет испорчена. Необходимо иметь в виду, что процесс смешивания смолы с отвердителем экзотермический (выделяется тепло), смола будет нагреваться. Иногда в процессе добавления отвердителя или сразу по окончании смешивания возникает лавинообразный процесс – смола очень быстро сильно нагревается и практически моментально «встает» (затвердевает). Точная причина этого нам неизвестна, думаем, что это связано с передозировкой отвердителя и слишком высокой исходной температурой смолы. Жизнеспособность смеси смолы с отвердителем обычно 30 минут – 1 час (это сильно зависит от температуры смолы, типа отвердителя и его количества; можно добиться и бОльшего времени). По окончании работ изделие рекомендуется сначала отверждать при температуре, немного превышающей комнатную. В течение 2-3 часов происходит т.н. отверждение «до отлипания» (первичная полимеризация), после чего изделие можно сильно нагреть, D.E.R. 330 – до 70°С (по другим смолам нет точной информации, возможно, немного меньше), что позволит закончить процесс отверждения за 5-6 часов. При комнатной же температуре полная полимеризация может продлиться несколько суток (до 7 дней, согласно литературе), а при использовании ТЭТА поверхность может так и остаться липкой (см. «Часто задаваемые вопросы», вопросы 6 и 13). Заметим, что несколько граммов клея ЭДП прекрасно смешиваются и отверждаются при комнатной температуре, но когда в работе используется большое количество смолы, технология должна быть другая. В случае полной невозможности нагревать изделие во время отверждения, лучше всего использовать отечественную смолу ЭД-20 и отвердитель ПЭПА. Но даже в этом случае полимеризация должна проходить при температуре не менее 20°С, в противном случае процесс может затянуться на неопределенное время.

В рассмотренных выше работах со смолой (пропитка стеклоткани, проклейка, гидроизоляция и т.п.) слой смолы обычно не превышает 1-2 мм. Если необходима бОльшая толщина, то материал обычно накладывают слоями, дожидаясь первичной полимеризации предыдущего слоя перед нанесением следующего. Процесс несколько усложняется, если необходимо изготовить объемное изделие из смолы (стеклопластик) (3). Смолу можно отливать в форму, для обеспечения возможности отделения готового изделия от формы форма смазывается жиром (например, техническим вазелином). Добавляя в смолу порошковый краситель, можно придать изделию любой цвет. Отлитое из смолы изделие можно в дальнейшем подвергать механической обработке резанием и шлифовке. Для отливки объемного изделия отечественная смола малопригодна, т.к. из-за неравномерности свойств изделие может неравномерно отвердиться в толще. Наиболее подходящим материалом для отливки объемного изделия может быть смола D.E.R. 330 и отвердитель ТЭТА (скорее всего, любая высококачественная импортная смола и ТЭТА). Первичная полимеризация («до отлипания») обычно происходит при температуре до 30°С в течение 3 часов, после чего изделие (еще в форме) ставят в печь при температуре около 70°С еще на несколько часов до окончательного отверждения (см. «Часто задаваемые вопросы», вопрос 13). Еще одной проблемой может стать присутствие пузырьков воздуха в смоле. Частично от них можно избавиться нагреванием и перемешиванием смолы, для гарантированного достижения результата рекомендуется использовать вакуумный формовщик.

В заключение хочется добавить, что здесь мы собрали лишь наиболее общие рекомендации, основанные на опыте наших постоянных клиентов. Для каждого конкретного вида работ необходимо выработать свою собственную наиболее подходящую технологию, которая будет включать в себя предпочтительные марки смолы и компонентов, их точные пропорции и особенности технологического процесса.

PS Этот материал был подготовлен в 2006 году и с тех пор немного устарел в той части, которая касается выбора отвердителей для специфических технологических процессов. Настоятельно рекомендуем ознакомиться со следующей новой статьей: «Современные отвердители эпоксидных смол».

Инструкция по использованию ЭД-20

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. Рекомендуется вначале купить указанный производителем жидкий отвердитель (если он не идет в комплекте) и смешать его со смолой в самых минимальных дозировках. Это позволит увидеть результат и сделать выводы о правильности пропорций.

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.

Важно учесть, что после добавления отвердителя реакция полимеризации является необратимой, остановить ее невозможно, есть шанс лишь немного замедлить снижением температуры окружающей среды. Неправильно выполненные действия приведут к порче порции эпоксидки, поэтому все расчеты должны быть произведены заранее.

Подготовка смолы

Для холодного отверждения никакой особенной подготовки материала не требуется. Для горячего способа и ускорения пропитки (заливки) рекомендуется нагревать отмерянную порцию средства. Для этого устанавливают водяную баню, располагают на ней емкость с эпоксидной смолой. Важно следить, чтобы ни капли воды не проникло в массу, это испортит ее. Также нельзя перегревать материал, реакция пойдет слишком быстро, а доведение до кипения приведет смолу в негодность. Оптимальным будет нагрев до 55 градусов или меньше. Можно и вовсе опустить емкость с материалом в посуду с горячей водой, дать постоять без кипячения воды. Периодически перемешивать массу для равномерности нагрева.

При хранении или превышении срока годности эпоксидка способна кристаллизоваться. Надо убедиться, что в ней нет кристаллов, мутностей, в противном случае ее подогревают до +40 градусов с интенсивным перемешиванием. Это поможет вернуть материалу прозрачность.

Использование пластификатора

Добавление ряда компонентов поможет пластифицировать эпоксидную смолу. Зачем это нужно? Если изделие в будущем должно выдерживать высокие ударные или иные механические нагрузки, усилие на излом с использованием рычага, его упругость надо повысить. Добавление специальных пластификаторов позволяет частично гасить такие нагрузки. Также их введение рекомендуется для усиления эластичности швов, если эпоксидка будет применяться для склеивания и заливки.

Пластификатор ДБФ

Дибутилфталат, или ДБФ – самый популярный пластификатор для эпоксидки, его добавляют в малом количестве – до 2–5% от общего объема. Средство способно защитить изделия от растрескивания при морозах, ударах. Особенно показано вводить ДБФ при использовании отвердителей ПЭПА и ТЭТА. Если же используется отвердитель Этал 45М, добавления пластификатора не требуется. Недостатком ДБФ можно назвать сложное соединение со смолой, поэтому приходится применять долгое перемешивание с нагревом.

Пластификаторы ДЭГ 1 и ТЭГ 1

Диэтиленгликоль, или ДЭГ 1, сам по себе является эпоксидкой, при этом годится для разбавления основной массы в качестве пластификатора. Рабочая концентрация для ЭД-20 составляет 3–10% – чем больше средства добавлено, тем более смола будет напоминать резину. ДЭГ-1 легко соединяется с эпоксидкой, его намного проще применять, если неважна бесцветность. Из-за оранжевого оттенка данный пластификатор подходит не в каждом случае.

ТЭГ 1 по свойствам и применению схож с ДЭГ 1, но чуть более вязкий по консистенции, имеет коричневый или желтый цвет. Основное отличие в составе – вместо диэтиленгликоля в ТЭГ 1 присутствует триэтиленгликоль.

Использование отвердителя

Отвердитель – полноценный участник химической реакции полимеризации эпоксидной смолы. Он вводится в массу после добавления пластификаторов. Для снижения риска закипания эпоксидки ее температура в момент смешивания с отвердителем должна составлять не более 30–40 градусов.

Обычно вводят 1 часть отвердителя на 10 частей смолы, но пропорции будут зависеть от потребностей, типа готового изделия. В ряде случаев достаточно соотношения 20:1, а иногда, напротив, требуется 5:1. Отвердитель добавляют в основную массу очень медленно, поскольку запуск тепловой реакции может вызвать перегрев и порчу смолы. Быстрое вливание обычно вызывает лавинообразный процесс, когда масса перегревается и мгновенно застывает. К тем же последствиям могут привести слишком большое количество отвердителя, высокая начальная температура эпоксидки.

ПЭПА, ТЭТА и ДЭТА

Полиэтиленполиамин, или ПЭПА, – недорогой и очень популярный отвердитель, он работает при комнатной или пониженной температуре, не требует нагревания исходной массы. ПЭПА не снижает своих свойств даже при повышенной влажности. Он имеет желтый, коричневый цвет, иногда чуть зеленоватый, в его основе – этиленовые амины. Оптимальное количество для добавления в эпоксидку – 13,7%, важно войти в диапазон 10–15%.

Триэтилентетрамин ТЭТА – еще один известный традиционный отвердитель, позволяет готовить смолу при температурах +15…+25 градусов. К минусам можно отнести едкий запах, токсичность вещества. Оно требует строжайшего соблюдения пропорций (для ПЭПА это не так важно).

Отвердитель ДЭТА относится к этой же группе веществ для холодной полимеризации эпоксидных смол. Отличительной чертой является схватывание из воздуха влаги и углерода, поэтому хранить его надо плотно закрытым. Средство отверждает смолы за 1,5 часа.

ЭТАЛ 45М

Этот универсальный отвердитель обладает «заданной пластичностью», поэтому не требует введения пластификаторов. Его консистенция близка к самой смоле ЭД-20, перемешивание будет легким. Температурная реакция от добавления Этал 45М менее бурная, к тому же он не токсичен, не вызывает аллергии, без неприятного запаха.

Работа с эпоксидной смолой ЭД-20 / Этал Optic / Art Resin

При работе с эпоксидной смолой следует учитывать, что:

Существуют различные типы смол, условно разделяемые на две группы: технические и декоративные. Приступая к задаче, выбирайте подходящий тип смолы. Нет необходимости заливать столешницу технической ЭД-20 или применять ювелирные марки для лодок и моделирования. Правильный выбор материала на подготовительной стадии избавит от множества проблем при заключительной обработке изделия. Эпоксидная смола ЭД-20 — материал дешевый и доступный. Название смолы указывает на состав (эпоксидно-диановая), число 20 сообщает содержание в молекуле смолы эпоксидных групп. Чем меньше число, тем выше устойчивость смолы к температурному воздействию, т.е. термостойкость ЭД-8 > термостойкости ЭД-16.

ЭД-20 — наиболее популярная смола российского производства, продающаяся чаще всего в комплектах с отвердителем ПЭПА (300 граммов смолы и 30 граммов отвердителя). Комплект готов к употреблению (пропорция для смеси соответствует фасовке: 10 частей смолы / 1 часть отвердителя). Смола прозрачная, чуть желтоватая, при добавлении отвердителя приобретает насыщенный оттенок от янтарного до цвета корицы. Основное неудобство при работе с ЭД-20 — высокая вязкость, препятствующая выходу воздушных пузырьков из готовой смеси. При комнатной температуре смесь напоминает мёд, однако при разогреве вязкость материала значительно снижается, приближаясь к вязкости подсолнечного масла, что позволяет воздушным пузырькам легко подняться на поверхность.

Повысить температуру смеси можно несколькими способами: 1. Водяная баня. Поместите емкость с готовой смесью в резервуар с горячей водой. 2. Нагревание смеси в духовом шкафу. 3. Прогрев нанесенного слоя строительным феном или газовой горелкой. 4. Применение аэрозольного корректора, разжижающего верхний слой залитой смеси (рекомендуется при заливке больших объемов смолы для избежания перегрева и преждевременной полимеризации / выбраковки залитого слоя).

Повышение температуры у залитой смеси влияет на процесс полимеризации, значительно сокращая время жизни смешанного состава. Если смолу перегреть, то материал может не только затвердеть до начала отливки, но и вспениться, помутнеть, изменить цвет. Для экономии времени и денег, перед началом работы с незнакомым материалом проведите несколько тестовых заливок.

ЭД-20 — техническая смола, пригодная для склейки деталей, грунтовки поверхностей, ремонта. Однако данный тип смесей не предназначен для работ с высоким (художественным, декоративным) качеством покрытия. При работе с ЭД-20 неизбежен ряд недостатков: отсутствие абсолютной прозрачности и чистоты цвета у готового изделия, необходимость очищения смеси от воздуха, шлифовка готовой поверхности.

Перед заливкой: 1. Подложите под форму пищевую пленку или клеенку (бумага или картон пропитается смолой и испачкает рабочую поверхность). 2. Хорошо просушите основу будущего изделия. 3. Обезжирьте (подойдет обычный уайт-спирит или ацетон) и загрунтуйте поверхность, предназначенную для заливки. Для этого тщательно промажьте верхний слой подготовленной смесью (грунт особенно необходим при заливке основы из дерева: пропитка материала избавляет поверхность от выхода воздуха, наполняющего материал в микротрещинах и изломах. 4. При подготовке смеси тщательно перемешивайте компоненты. Лучше всего использовать две тары: половину времени смешивайте компоненты в одной емкости, затем переливайте и смешивайте в другой (при смешивании в одной емкости возле стенок и дна всегда останется исходный состав). 5. Отвердитель добавляйте постепенно, тонкой струей, смолу смешивайте аккуратно, избегая проникновения воздушных пузырьков в смесь. Гомогенность смолы — обязательное условие для хорошего результата, отсутствия разводов и волн на поверхности изделия.

При установке опалубки обязательно герметизируйте все линии соединения внешнего периметра: 1. Для герметизации опалубки у небольших изделий можно использовать пластилин. 2. Можно использовать воск (прокапывать каждый стык или растопить воск в металлической посуде и кистью промазать швы). 3. Можно воспользоваться монтажным пистолетом с термоклеем. 4. Или силиконовым герметиком — наиболее надежный способ для заливок значительного объема.

Установив опалубку, не забудьте про разделитель (слой, препятствующий адгезии смолы и опалубки). Лучший вариант — полиэтилен (для работ малого масштаба опалубку можно оклеить скотчем) или воск. Используйте любой вариант по вашему выбору, подбирая разделитель для конкретной марки смолы или воспользовавшись наиболее распространенным и дешевым вариантом — техническим вазелином. Обязательно проверяйте герметизацию опалубки (например, просветив фонарем). Самого незначительного отверстия окажется достаточно, чтобы смола покинула форму и оказалась везде. Наполнив форму, защитите заливку от случайного мусора (прикройте фанерой, холстом, картоном). Даже мельчайшая пыль, ворс, волосы и шерсть домашних животных испортят заготовку и потребуют шлифовки.

При использовании легких наполнителей (например, лепестков), залейте первый слой смолы тонким слоем, чтобы зафиксировать отдельные элементы перед добавлением основного объема, иначе незакрепленные детали поднимутся на поверхность смеси.

Про полимеризацию: Процесс полимеризации разогревает смесь и смола расширяется. При завершения реакции с отвердителем смола «встает», постепенно остывая, из-за чего происходит процесс сжатия. Коэффициент сжатия зависит от множества факторов: используемой смолы, отвердителя, пластификаторов, характеристик окружающей среды и температурного режима в рабочем помещении. При работе с несколькими слоями добавляйте смолу в живую смесь (смесь на стадии желатинизации с возможностью диффундирования залитого и добавленного состава). Если доливка происходит на отвердевшую поверхность, обязательно очищайте верхний слой перед добавлением нового. В случае появлении аминной пленки — продуктов полимеризации, возникающих на поверхности смеси при отвердении смолы в условиях пониженной температуры, повышенной влажности воздуха, воздействии водяного пара или углекислого газа — пленку следует удалить. Хорошо промойте поверхность изделия обычной водой, просушите, при необходимости — отшлифуйте. В процессе полимеризации смесь выделяет ядовитые летучие вещества, поэтому залитую форму лучше всего оставить на сутки в проветриваемом помещении с установленной температурой от +25 до +30 градусов.

ЭД-20 имеет значительный коэффициент сжатия, при полимеризации смолы можно наблюдать (в зависимости от площади основания и толщины залитого слоя): деформацию изделия, разрыв мелких деталей на линии соединительного шва, значительное выгибание/расслоение основы. Для снижения брака модифицируйте смесь пластификатором, подберите оптимальный тип отвердителя, хорошо просушите и загрунтуйте основу будущего изделия.

В процессе эксперимента возникла задача: залить деревянную поверхность смолой ЭД-20 так, чтобы полностью избежать искривления основы, допустив, что коэффициент сжатия является величиной пренебрежительно малой при соблюдении технологии отливки. Тогда причиной деформации может служить избыточная влажность материала. Отвердев, смола сформирует непроницаемую для воды пленку, из-за чего дерево начнет раздаваться на открытой, «мягкой» стороне. Для проверки версии просушенную доску с одной стороны покрыли слоем штукатурки, забирающим влагу, который затем покрасили акрилом (в качестве гидрофобного разделителя между штукатуркой и смолой). Спустя неделю, обработанная доска полностью сохранила начальную форму. На акрил нанесли смесь ЭД-20 и отвердителя ПЭПА (в пропорции 10:1, с толщиной слоя 5 мм). Спустя двое суток искривление основы достигло 6 мм на 40 см длинны.

Про шлифовку: Шлифовка — необходимый этап при доводке изделия. Некоторые смолы не требуют финишной обработки, но даже при идеальной отливке требуется выравнивание соединительной кромки, возникающей при контакте смолы с опалубкой. Шлифовка выполняется орбитальной шлифовальной машиной (в крайнем случае можно использовать дрель с шлифовальной насадкой, однако внимательно следите за отклонением оси вращения). Начинайте шлифовку наждачной бумагой с зернистостью от 600, постепенно понижая размер фракции: 600 — 1200 — 2500. При использовании наждачной бумаги смачивайте поверхность смолы. Смола эффективно «замыливает» наждак, вода отводит снятый материал и сглаживает обрабатываемую поверхность. После наждака используйте жесткую поролоновую насадку с абразивной мазью, финишная полировка выполняется мягкой поролоновой насадкой с полиролем. Не рекомендуется использовать войлочные насадки — волокнистый материал оставляет рельефные выемки на поверхности смолы.

При работе обязательно соблюдайте правила безопасности: избегайте контакта кожи со смолой, используйте перчатки и респиратор, работайте в помещении с хорошей вентиляцией. При шлифовке изделия обязательно защищайте дыхательные пути: смола инертна и не выводится из организма.

Про отвердители: Отвердители бывают двух типов. Холодные (полимеризация происходит при комнатной температуре) и горячие (полимеризация происходит при температуре от +50 градусов). Ниже рассмотрены только холодные отвердители.

ПЭПА (полиэтиленполиамин) — технический отвердитель, разработанный в СССР во второй половине прошлого века. Отвердитель обладает целым спектром недостатков, однако и сегодня пользуется популярностью, прежде всего, из-за крайней доступности и дешевизны.

Основные недостатки ПЭПА: 1. Окрашивание смолы. ПЭПА — жидкость насыщенного медного цвета. 2. Низкое качество исходного продукта. Около 70% отвердителя составляют примеси, не вступающие в реакцию и остающиеся в изделии. 3. Токсичность. 4. Неравномерная реакция при взаимодействии со смолой. При работе с большими объемами возможно закипание смеси. 5. Непригоден для работ в условиях повышенной влажности / низкой температуры (температурный минимум: +15 градусов). Достоинства: 1. Крайне дешев. 2. Снисходителен к точной дозировке. 4. Высокая отверждающая способность.

ТЭТА (тетраэтиленпентамин) — отвердитель, отличающийся от ПЭПА лучшей дистилляцией (массовая доля активного вещества не менее 96%) и высокими требованиями к условиям работы.

Недостатки ТЭТА: 1. Минимальная температура окружающей среды для реакции в смеси: +25 градусов. При комнатной температуре смесь останется липкой (устраняется термообработкой). 2. Необходимо строгое соблюдение технологического процесса, точное соблюдение пропорций, очень тщательное перемешивание. 3. Токсичность. 4. Непригоден для работ в условиях повышенной влажности. Достоинства: 1. Прозрачность. Отвердитель практически полностью бесцветен. 2. В случае успешного использования изделие получит высокую прочность и однородность состава (в сравнении с ПЭПА).

Этал-45 — продолжение линии аминных отвердителей, но, в отличии от ПЭПА и ТЭТА, Этал-45 практически не имеет недостатков.

Достоинства: 1. При добавлении в смесь также выступает в роли пластификатора (пропорция в смеси 2:1 / смола:отвердитель). 2. Нетоксичен. 3. Пригоден для работ в условиях высокой влажности. 4. Допустимая температура окружающей среды: от -7 до +45 градусов. Недостаток один: густой, темно-коричневый цвет.

Для изготовления «Аурелии» ни один из упомянутых отвердителей не подходил. Первые два — в силу своего технического профиля, последний — из-за красящих свойств. После экспериментов с ЭД-20 проверена смола Этал Optic.

Характеристики смолы: 1. Низкая вязкость (воздух покинет смесь быстро и легко). 2. Прозрачность. 3. Использование одноименного отвердителя (10:4 / смола:отвердитель) хорошо пластифицирует смолу.

Для изготовления «Аурелии» данная смола подходила отлично, однако для получения эффекта волн требовался другой материал (см. «Изготовление морских волн»). К сожалению, эксперименты с Этал Optic не сообщили такого спектра впечатлений, как работа с ЭД-20. Единственное полезное замечание: при окрашивании смолы обратите внимание на плотность полученной смеси и на вязкость компонентов, и не используйте краски на водной основе. Эпоксидка и вода не сочетаются, при контакте смола теряет прозрачность, мутнеет, приобретает белесый оттенок.

Про органику: Заливая органику (цветы, листья, бутоны), обязательно просушите / стабилизируйте материал. Попадание воды в эпоксидную смолу может полностью испортить работу. Для стабилизации используйте воск, аэрозольный лак или глицерин. При использовании глицерина смешайте глицерин и воду в равной пропорции, затем погрузите цветок в жидкость и оставьте в прохладном месте на несколько недель (в зависимости от размера растения). В процессе стабилизации вода испарится, глицерин наполнит ткани, цветы сохранят упругость, форму и цвет.

Про силикон: После завершения работы над скульптурной частью, с гипсового слепка снята силиконовая матрица. При работе с силиконом правило одно: соблюдайте пропорции и тщательно перемешивайте смесь. При точном следовании технологии испортить форму нельзя.

Перед началом работы: 1. Выберите силикон правильной твердости. Для обозначения твердости изделий из силикона используется шкала Шора «А». Диапазон шкалы от 0 до 100, чем выше число — тем тверже материал. Твердость материала в 30 единиц соответствует твердому ластику. 2. Подготовьте рабочее место. Как и с эпоксидной смолой, силикон крайне текуч и требует тщательной герметизации опалубки. 3. Обезжирьте / просушите мастер-форму. 4. Заливайте силикон на поверхность с минимальной адгезией, при необходимости — используйте разделительные смеси или материалы. 5. Чем тоньше слой залитого силикона, тем больше времени потребуется для завершения реакции. Объемная заливка и слой в миллиметр могут затвердеть с разницей в сутки. Время окончательного реагирования смеси — до 48 часов. 6 Используйте материал эффективно. При заливке сложных форм гораздо выгоднее наполнить опалубку до определенной высоты, затем окружить выступающие элементы новым периметром и долить полезный объем формы.

Изготовление морских волн, окрашивание смолы, работа в технике Resin Art.

До начала работы: Для работы в технике Resin Art нельзя использовать любую смолу, даже самую лучшую, текучую, дистиллированную. Смола, дающая безупречный результат при заливке площадей или объемных поверхностей с однотонным или градиентным окрашиванием, для данной работы не пригодна. Здесь требуется смола с определенной вязкостью, сочетающая, если угодно, текучесть технических смол и чистоту ювелирных смесей. Данная особенность необходима по двум причинам: — Для исключения произвольного перемешивания слоев различного цвета. — Для контролируемых манипуляций с окрашенной поверхностью. Используйте марки, специально созданные для работы в данной технике.

Еще раз: использование смол, предназначенных для ювелирной работы, заливки полов или изготовления столешниц не гарантируют предсказуемого результата. Это факт, неоднократно проверенный на собственном опыте с различными марками смол и красителями (от порошковых пигментов и акриловых красок до специализированных красителей для эпоксидной смолы).

Рабочее место: Застелите рабочее пространство пленкой, наденьте перчатки, приготовьте строительный фен, емкости для смешивания смолы, пигмент.

Подготовьте основу: Не рекомендуется использовать для основы холст или схожий материал. Основа должна быть жесткой, иначе материал провиснет. Оклейте изнанку основы малярным скотчем. При работе смола образует подтеки, после застывания смеси скотч поможет легко очистить материал. Опалубка при работе в данной технике не требуется. При формировании рисунка окрашенная плоскость периодически наклоняется в нужном направлении, слои перемещаются на поверхности, любые преграды только ограничат свободное течение краски. Кроме того, отсутствие опалубки избавит работу от формирования внешней кромки. После застывания смеси поверхность сразу имеет чистый, гладкий, глянцевый вид. Работа без шлифовки — большой плюс. Заранее продумайте рисунок и подготовьте необходимое количество емкостей для каждой краски. Удобно действовать так: смешайте общий объем компонентов А / В в одной емкости, затем разделите готовую смесь по отдельным резервуарам (постарайтесь заранее посчитать, какой объем смолы потребуется для каждого цвета), затем окрасьте смолу и приступайте к заливке.

Процесс: Научившись работать с исходной смесью, можно перейти к сложным модифицированным составам, формирующим прихотливый рисунок из гранулированных, ячеистых цветовых зон. Для получения таких ячеек можно использовать:

Естественное смешивание слоев: Залейте основной цвет нижним слоем, затем добавьте тонкий разделительный слой чистой смолы, поверх добавьте слой с дополнительным цветом.

Использование модификаторов (например, Resi Blast): Модификатор добавляется как в готовую окрашенную смолу перед началом заливки, так и на поверхность изделия с разложенной плоскостью. Может использоваться при работе в технике «грязной заливки» (смешивания цветов в одной емкости непосредственно перед заливкой). Некоторые модификаторы активно взаимодействует со смолой, оставляя на изделии углубления, ямки.

Добавление спирта к смоле (чистота спирта должна быть >90%): Техника используется как при «грязной заливке», так и при работе традиционным методом. Спирт добавляется к смеси смолы и красителя, ячейки проявляются постепенно, по мере распределения слоев на плоскости. Нет необходимости добавлять спирт к каждому цвету — разбавьте основной цвет для взаимодействия с остальными цветами. После завершения реакции на твердой поверхности не остается следов, разводов или пятен, спирт полностью испаряется.

Использование силикона: Желательно использовать чистое силиконовое масло. В крайнем случае можно распылить силиконовый спрей в емкость (не на готовую смесь), затем смешать жидкий осадок с краской. Далее действовать как при работе с любым модификатором.

Также для создания эффекта глубины можно последовательно окрашивать и заливать несколько слоев смолы, сообщая каждому уровню необходимые свойства. Наконец, при случайной помарке (например, проверили твердость слоя и оставили отпечаток пальца на поверхности): просто нагрейте поврежденный участок, смола перейдет в жидкое состояние и поверхность вновь станет гладкой.

Заключение: Общее время работы над «Аурелией» составило две недели. С учетом тестовых заливок и проверки материалов — почти два месяца. Главный опыт: учитесь на чужих ошибках (если вы прочли весь текст — вы так и поступаете). Но если все-таки случилось ошибиться — проанализируйте ситуацию и запомните урок. Только упорство и труд приводят к успеху.

опыт эпоксидная смола

Жизнеспособность эпоксидки

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.

При добавлении ПЭПА в ЭД-20 время жизни равно 30–50 минут и зависит от температуры, количества отвердителя. Полная полимеризация длится от 24 часов до нескольких суток. Для Этал 45М жизнеспособность в 3 раза больше, а полная полимеризация такая же, что удобно для мастера.

Безопасность ЭД-20

Работы с данным средством должны проводиться в хорошо проветриваемом помещении или при наличии качественной вентиляции. Для защиты следует применять респиратор, очки, перчатки, плотную одежду или фартук. ЭД-20 не взрывоопасна, но при попадании в огонь горит.

Степень опасности смолы характерна для веществ 2-го класса воздействия на организм человека. При попадании на кожу часто возникают аллергические реакции, дерматиты. Пораженное место надо обмыть с мылом, протереть спиртом, после смазать вазелином, касторовым маслом.