Разновидности отвердителей и как правильно их смешивать с эпоксидкой

Отвердитель для эпоксидной смолы – состав, разновидности, особенности применения
Эпоксидная смола представляет собой олигомерное синтетическое соединение, которое широко используется для создания лакокрасочных материалов, клеевых составов, красивых и высокопрочных бытовых изделий. Отвердитель для эпоксидной смолы помогает получить средству веществу окончательные свойства, потому что запустит процесс полимеризации.

Для чего он нужен? Разновидность отверждения эпоксидной смолы будет сильно отличаться от того же показателя у ЛКМ. Если грунтовочные смеси, краски, клеящие составы застывают лишь после испарения жидкости, то смолу можно отвердить лишь после добавления особого раствора. По этой причине смолу часто называют двухкомпонентным материалом.

Отвердитель представляет собой химическое жидкое вещества, ускоритель химической реакции и ее полноправный участник. После соединения смолы и отвердителя начинает полимерзация, и в результате состав получается твердое (то есть стабильное) состояние.

Свойства отвердителя

Процесс отвержения у эпоксидной смолы совсем нетакой, как у других лакокрасочных материалов.

Например, грунтовка или краска застывают только после того, как из них испарится жидкость, а вот эпоксидная смесь сможет затвердеть только после того, как в нее добавят отвердитель, поэтому она считается двухкомпонентной.

Отвердитель – это вещество не густое, которое является ускорителем и участником химического процесса. После того, как эпоксидную смолу и отвердитель соединяют вместе, начинается химическая реакция, и смесь затвердевает.

Но важно, чтобы были соблюдены пропорции в данных средствах. От этого зависит какой в результате получится материал, и какие у него будут характеристики:

1. Время высыхания;
2. Уровень прозрачности;
3. Длительность службы;
4. Степень твердости;
5. Однородность материала.

Почему же очень важно сделать правильный состав средства? Если будут нарушены пропорции, тогда изменятся в худшую сторону свойства конечного продукта и срок службы у него будет намного меньше.

А если пропорции сделать правильными, тогда получится качественный продукт с такими характеристиками:

1. Высокий уровень сцепления с различными материалами;
2. Высокий уровень прочности к разрывам, повреждениям и химии, водостойкость;
3. Непроводимость тока;
4. Не дает усадки, во время использования в незначительном проценте.

Отверждение эпоксидных смол

Кроме вышеупомянутых отвердителей кислотного и аминного типов, для отверждения эпоксидных смол применяются отвердители в виде различных синтетических смол. Наиболее интересными и имеющими широкое применение являются:

1. фенолоформальдегидные,
2. полиэфирные,
3. меламино-полиамидные смолы,
4. мочевиноформальдегидные полиамидные смолы.

Группы, влияющие на отверждение эпоксидных смол:

Гидроксильная группа ОН

Отверждение эпоксидных смол фенолоформальдегидными полимерами происходит за счет гидроксильной группы ОН. Отверждение происходит при 150-160 °С. Полученная композиция (эпоксидно-бакелитовая или эпоксидно-фенольная) обладает очень высокими диэлектрическими, а особенно механическими свойствами, водостойкостью и нагревостойкостью. Эти эпоксидные композиции широко применяются для производства электроизоляционных лаков, клеев.

Карбоксильная группа СООН

Отверждение эпоксидных смол полиэфирами происходит благодаря наличию в молекулах полиэфира карбоксильной группы СООН. Примером может служить отверждение эпоксидной смолы кислой полиэфирной смолой, получаемой в результате конденсации глицерина и адипиновой кислоты (глицерин адипината). Отверждение происходит при 120-150 °С Полученная композиция обладает хорошей эластичностью, механическими и электрическими свойствами.

Эпоксидно-полиэфирные композиции применяются для изготовления электроизоляционных эпоксидно-полиэфирных лаков и компаундов.

Группы NН2 и NН

Отверждение эпоксидных смол полиамидами происходит благодаря присутствию в молекуле полиамида активных групп NН2 и NН. Отверждение композиций происходит при 20-100°С. Эти композиции обладают хорошей эластичностью, имеют высокую ударную прочность, но невысокие диэлектрические свойства. Применяются для изготовления лаков, клеев, компаундов.

Полисульфидные смолы (тиоколы) также применяются для отверждения эпоксидных смол. Полученные композиции обладают высокой эластичностью, ударной прочностью и хорошими диэлектрическими свойствами. Применяются для изготовления эластичных заливочных компаундов.

Разновидности отвердителей

1. Аминные. К таким относят амины, диамины и полиамины. Их добавляют к эпоксидной смоле, широко используются специалистами. Эпоксидные составы с таким отвердителем хорошо застывают при обычной температуре, это называется холодный способ отвердения.
2. Кислотные. Это кислоты из карбона и ангидриды. Их тяжелее использовать, но результат получается лучшим, чем с аминными. Способ отвержения эпоксидки с таким средством называется горячим, потому что используется высокая температура (от 100 до 200 градусов), под воздействием которой эпоксидная смола улучшает свои свойства.

Самостоятельно можно использовать только первые окислители. Но при нужных знаниях и опыте возможно применение и кислотных средств.

Стандартные средства для отвердения (ДТБ 2, ТЭТА, ПЭПА)

Экономить на отвердителях нельзя, потому что они оказывают существенное воздействие на разные смолы.

Рекомендуется покупать такое средство, которое соответствует стандартам качества и указывал изготовитель смолы конкретного вида. Отвердительные средства делятся на стандартные и современные.

Из недорогих выделяют ПЭПА и ТЭТА, их производят различные фирмы, они не дорогие, ими легко пользоваться, но по качеству они хуже, чем современные более дорогие средства.

Полиэтиленполиамин (содержится в некоторых видах грунтовки, клея) – очень известный отвердитель.

Используют при обычной температуре, применять его очень просто, не нужно специальной технологии.

Внешне это жидкость коричневого цвета и вязкой структуры. Поэтому, если нужно смолу прозрачную, то такой материал использовать нельзя. Четвертая часть состава реагирует со смолой, остальное все это различные примеси.

Из-за такого количества примесей, этот отвердитель не используют в изделиях, которые связанны с едой или водой. Триэтилентетрамин – импортное средство, имеет сильный запах и прозрачный цвет. Считается лучшего качества чем ПЭПА.

В описании состава указано, что примеси составляют всего 4 процента, а также мало аминогрупп.

А это ухудшает полимеризацию при обычной температуре, поэтому лучше использовать высокие температуры. При использовании такого отвердителя очень важно соблюдать пропорции.

К положительным свойствам можно отнести:

1. Прочность;
2. Однородность;
3. Прозрачность;
4. Отсутствие химии.

ДТБ 2 – смесь сложных компонентов, имеет малую вязкость, желтого цвета. С помощью этого отвердителя эпоксидную смолу разводят при обычной температуре. А готовый продукт имеет такие характеристики:

1. Ударопрочность;
2. Высокий уровень влагостойкости;
3. Стойкий к истиранию;
4. Глянцевая поверхность.

Этот отвердитель из смеси аминоэфиров часто используют для заливки пола, для реконструкции ванных и для приготовления компаундов для заливки.

Пример отвердителя ТЭТА со смолой ЭД-20:

Совет:

Довольно частой ошибкой использования прозрачного отвердителя ТЭТА при изготовлении декоративных изделий (заливка столешниц и т.д.), является то что многие не учитывают трудность удаления пузырей и появления со временем желтоватого оттенка! Для таких работ лучше использовать специальную прозрачную смолу для столешниц и слэбов, которая будет оптически прозрачной, не пожелтеет со временем, смола жидкая что позволит с легкость удалить пузыри!

Желаем Вам сделать правильный выбор с учетом ваших требований!

Современные отвердители

Вышеописанные средства отлично могут заменить модифицированные, но стоимость их будет на порядок выше.Готовый продукт имеет лучшие качественные показатели, так как процесс затвердевания проходит лучше.

Такие средства можно применять как пластификаторы – могут разбавить эпоксидную смолу или пластифицировать ее. Отвердитель М 4 – современный тип аминного вещества, имеет высокую вязкость и коричневый цвет с красным оттенком.

Отвердитель смешивают со смолой в пропорции до 25% от главного состава.

Хорошо затвердевает готовый продукт даже при невысоких градусах (+2 – +5), при этом объект будет иметь высокую прочность. В его основе стоит ПЭПА, которое более совершенно и имеет лучшие качества.

С помощью М4 можно проводить и холодную сушку, но также и горячую сушку. Время полимеризации при обычной температуре будет до 50 минут, а если температура будет ниже, то это время увеличится.

Средство отверждения 921

В данной линейке средства различают много его видов – 921Т, 921ОП и 921. Это отвердители с низким уровнем вязкости, с помощью которых получаются хорошие эпоксидные смеси, устойчивые к повреждениям и к ультрафиолетовым лучам.

Готовые объекты не теряют цвет на солнце, а это не все отвердители могут сделать. 921 применяют часто для покраски яхт, катеров, толщина слоя при этом 0,5 см.

Отвердитель может справиться даже с большим слоем эпоксидной смолы (до 10 см). При замешивании его берут примерно 50% от общей массы смеси.

УП 620

Средство 620 – вещество имеет высокую активность, эпоксидная смола отвердеет даже если в помещении высокая влажность. Количество, добавляемое в эпоксидную смесь не очень большое, до 18%, этого достаточно, чтобы произошла холодная полимеризация.
Такое вещество применяется для заливки полов, для пластика. Его можно использовать, если температура выше +15. А готовый продукт имеет высокую устойчивость к влаге.

Этал

Это отвердитель без запаха, не содержит токсины, на основе аминов. Подходит для отвержения эпоксидных составов при любом уровне влажности, а температура должна быть от -20 и выше. Это одно из современных отвердителей, который применяют со смолой для:

1. Покрытия металлических изделий от коррозии;
2. Ремонта изделий из металла и пластика;
3. Герметизации электротехники;
4. Получения пропиток и заливок;
5. Изготовления клея, устойчивого к различным кислотам и щелочам.

АФ 2

Основой данного вещества является аминофенол. Это средство содержит в себе смесь таких веществ как амин, фенол и формальдегид.
Такой отвердитель поможет высохнуть смоле в любых трудных условиях, даже когда низкая температура или большая влажность.

К основному средству добавляют АФ 2 до 25%, полимеризация осуществляется за сутки.

Отвердители No1-5 для эпоксидки

Это полиаминоамидные средства. Самым известным считается No1 – это вещество, основу которого составляет этил.

Его добавляют для полимеризации эпоксидных смол, а также для изготовления лакокрасочных изделий. Часто применяют No1 и при производстве клеев.

По внешнему виду такой отвердитель похож на вязкую коричневую жидкость с желтым оттенком, осадка не бывает. No2 используют так же, как и No1, но состав у такого отвердителя другой (раствор из полиамида и органического растворителя). Имеет жидкий состав, без цвета и осадка.

Время сцепления до 17 мин. Состав других отвердителей такой:

1. No3 – вещество 50% ПО 200 и органические растворители;
2. No4 – вещество 50% ПО 201 и органические растворители;
3. No5 – вещество 50% ПО 300 и органические растворители.

Альтернативные варианты

Существуют и другие составы, которые заменят разделительный воск для эпоксидной смолы, став хорошей альтернативой. Среди них:

• Разделительная смазка Вс-М. Композиция из силиконов и воска, замешанная в виде эмульсии в смеси из растворителей. Антиадгезионное покрытие для форм. Разработано для отливок на границах «силикон-силикон» и «силикон-молды», но с успехом может быть применено и для низкотемпературных процессов, связанных с отливками из эпоксидок. Форма выпуска – аэрозольные баллоны.
• Парафин. Являясь продуктом переработки углеводородного сырья (побочный продукт производства топлива), парафин может вступить в реакцию с полимеризующейся эпоксидкой при достаточно высокой температуре протекания процесса. Поэтому как разделитель (подобно воску) парафин можно использовать только в низкотемпературных реакциях желатинизации и отверждения смолы.
• Стеарин. Получают из стеариновых кислот, выделяемых в процессе мыловарения или подобных этому процессу производствах, разделяя жидкую фракцию в растительных и животных жирах (олеин) и твердую (стеарин). Химически инертен по отношению к эпоксидным материалам, с высокой степенью тугоплавкости (именно поэтому стеариновые свечи, в отличие от парафиновых, не текут при горении). Но это же является и препятствием при использовании в качестве разделителей – трудно нанести на сложные формы при их отливках.

Выбирайте себе разделитель по подходящим свойства, чтобы заливка прошла удачно, как и отделение изделия от формы.

Инструкция по работе с эпоксидкой

Что нужно, что бы эпоксидная смесь была правильно разведена с отвердителем? Нужно взять емкость для разведения, палочку, 2 шприца.
Для тех, кто делает это в первый раз, нужно знать – что переделать эпоксидку, если она будет испорчена, нельзя.

Для этого лучше развести с начала в маленьком количестве, чтобы определиться с пропорциями.

Процесс изготовления

Если используются качественные отвердители, то можно проводить полимеризацию холодным способом.
Но все равно рекомендуют эпоксидную смолу немного нагреть. Тогда она будет не такой вязкой, но нужно следить, чтобы она не закипала. Это ее испортит и использовать такую смолу нельзя.

К тому же в процессе нагревания эпоксидную смолу лучше помешивать и следить за уровнем температуры.

Важно правильно рассчитать количество растворителя, которое нужно добавить. Если его будет мало, тогда смола либо останется вязкой, либо же застынет, но будет липкой.

Перед смешиванием необходимо внимательно изучить инструкцию, там всегда указывают нужное количество и пропорции. Количество растворителя зависит от состава эпоксидной смолы, поэтому его количество может меняться от 10 до 50 процентов.

Если вещество для отвердения не указано в рекомендациях от производителя, то его применять запрещается.

Смолу и раствор набирают в разные шприцы. Некоторые производители уже производят материал в таких бутылках с мерными метками, что очень удобно.

Для отвердителя иголку из шприца убирают, она не нужна. А смолу выливают даже через поршень, особенно если она густая, через узкий проход она не пройдет.

Как получить маленьких объем смеси

Для получения маленького количества смолы для домашних нужд используют холодный метод. В таре осторожно помешивают компоненты в необходимом количестве. Маленькое количество перемешивают палочкой, инструмент никакой не используют.
Во время процесса должна быть температура не больше 25 градусов. В разведенном средстве не должны появляться пузырьки с воздухом, цвет должен быть прозрачным, без различных вкраплений.

Такой материал будет однородный, если весь процесс разведения был сделан правильно.

Получение смолы в большом количестве

Так как при смешивании эпоксидной смолы и отвердителя, первая выделяет тепло, поэтому холодным способом можно пользоваться только для получения малого количества продукта.

Для получения достаточно большого количества средства эпоксидную смолу нужно довести до +50 градусов.

Дальше быстро добавляют отвердевающее вещество. Вода ни в коем случае не должна попасть в смесь, иначе все придется переделывать.

После того, как эпоксидная смесь нагрелась, с ней нужно быстро работать дальше, поэтому заранее подготавливают тару и отвердитель в необходимом количестве.

Далее тщательно перемешивают соединенные средства.

Время для высыхания

Сколько же времени нужно для того, чтобы смола полностью высохла после смешивания материала? У каждого состава этот показатель будет разный. Но этот отрезок времени всегда указывается в рекомендациях.

Пока эпоксидка не высохнет полностью, она будет липкой, вязкой, ее можно залить в любую форму.

Если замешивание было в пропорции 1:10, тогда полимеризация произойдет за час. Если количество отвердителя меньше, тогда и время высыхания увеличивается примерно до 3 ч.

Если говорить за эпоксидный клей, то для его высыхания потребуются сутки. Если за это время средство не высохло, тогда это можно объяснить несколькими причинами:

1. Низкая температура в здании;
2. Не соблюдено количество отвердителя и смолы;
3. В средство попала вода;
4. Плохое качество или вышел срок годности отвердителя.

Выводы

Эпоксидная смола – уникальный и универсальный продукт. Эта субстанция становится незаменимой в многочисленных современных отраслях промышленности. Активно используют ее и домашние умельцы в творческой мастерской. Но эпоксидка не может работать без отвердителя. Дополнительная субстанция активирует процессы полимеризации, только с ее помощью смола демонстрирует все свои заявленные качества. Поэтому очень важно разбираться и знать все имеющиеся виды отвердителей и уметь их подбирать для работы с эпоксидкой.