Эпоксидная смола способ получения

Изготовление эпоксидной смолы

Производство эпоксидной смолы

В реактор из нержавеющей стали с пароводяной рубашкой и мешалкой загружают эпихлоргидрин и нагревают до 40-50 °С. При работающей мешалке постепенно вводят дифенилолпропан. После растворения дифенилол пропана и получения однородного раствора тонкой струей из мерника добавляют раствор едкого натра и при 60-70 °С проводят процесс конденсации, который продолжается 1,5-2ч.

Все это время мешалка должна работать. После этого выключают обогрев аппарата, загружают воду, продолжая перемешивание. После прекращения перемешивания образовавшейся смоле дают отстояться.

Разделение слоев происходит быстрее при 40-50 °С. Отстоявшийся водный слой (сверху) отделяют, а оставшуюся смолу промывают теплой водой при 40-50 °С. Количество воды определяется по объему (обычно двух-, трехкратное).

Промывка (перемешивание, отстаивание с последующим отделением водного слоя) продолжается до полного удаления поваренной соли, образовавшейся при реакции. Промывка контролируется пробой (промывных вод) на присутствие хлора и щелочи.

Сушка смолы производится в том же аппарате. Для этого смолу нагревают до 40-50 °С, подключают холодильник по прямой схеме (с вакуумом) и сушат до прекращения конденсации воды в холодильнике и вспенивания смолы.

Сушку смолы производят и без вакуума—при атмосферном давлении и температуре около 120°С. Сушка смолы продолжается до получения прозрачной пробы смолы при 20-25 °С. Готовая смола сливается в алюминиевую тару.

В зависимости от молярного соотношения исходных компонентов конечные продукты могут быть жидкими, вязкими и твердыми.

В связи с тем, что промывку жидкой (низкомолекулярной) смолы производить значительно легче, чем вязкой (высокомолекулярной), сначала получают низкомолекулярные смолы, которые затем сплавляют с необходимым по расчету количеством дифенилол пропана и при этом получают необходимые высокомолекулярные смолы.

Характеристики эпоксидных смол

Эпоксидные смолы представляют собой жидкие, вязкие или твердые прозрачные термопластичные продукты от светлого до темно- коричневого цвета. Они легко растворяются в ароматических растворителях, сложных эфирах, ацетоне, но не образуют пленок, так как не твердеют в тонком слое (пленка остается термопластичной).

Эпоксидные смолы по своему строению являются простыми полиэфирами, имеющими по концам эпоксигруппы, которые являются весьма реакциононеспособными (рис. 1).

При действии на эпоксидные смолы соединений, содержащих подвижный атом водорода, они способны отверждаться с образованием трехмерных неплавких и нерастворимых продуктов, обладающих высокими физико-техническими свойствами. Таким образом, термореактивными являются не сами эпоксидные смолы, а их смеси с отвердителями и катализаторами.

В качестве отвердителей для эпоксидных смол применяются различные вещества: диамины (гексаметилендиамин, метафенилендиамин, полиэтиленполиамин), карбоновые кислоты или их ангидриды (малеиновый, фталевый).

Состав эпоксидных смол

Эпоксидные смолы в смеси с вышеуказанными отвердителями образуют термореактивные композиции, обладающие ценными свойствами:

• высокой адгезией к поверхности материала, на которой они отвердевают;
• высокими диэлектрическими свойствами;
• высокой механической прочностью;
• хорошей химостойкостью и водостойкостью;
• при отвердевании не выделяют летучих продуктов и отличаются малой усадкой (2-2,5%).

Свойства эпоксидных смол

Высокие физико-технические свойства эпоксидных смол, отличающие их от многих остальных смол, определяются строением их молекулы, а главным образом — наличием эпокси группы.

Содержание эпоксигрупп в смоле является одной из важнейших характеристик эпоксидных смол, определяющей количество отвердителя, необходимого для отверждения смолы.

Содержание эпоксидных групп в смоле может быть выражено:

1. Количеством эпоксидных групп в массовых процентах. За эпоксидную группу принимают эквивалентную массу группы, равную 43.
2. Эпоксидным числом, равным числу грамм-эквивалентов эпоксидных групп в 100 г смолы.
3. Эпоксидным эквивалентом, равным массе смолы в граммах, содержащей 1 грамм-эквивалент эпоксидных групп.

Метод определения эпоксидных групп основан на взаимодействии эпоксигрупп с соляной кислотой и образованием хлоргидрина.

Кроме содержания эпоксидных групп в готовых смолах определяют:

1. содержание летучих при 110 °С;
2. содержание хлора;
3. температуру размягчения или каплепадения (для твердых смол типа ЭД-);
4. вязкость (для жидких смол типа ЭД-5 и ЭД-6);
5. растворимость в ацетоне.

Таблица 1. Некоторые свойства эпоксидных смол на основе дифенилолпропана.

Молекулярная масса эпоксидной смолы	Содержание эпоксидных групп,% по массе	Содержание гидроксильных групп,% по массе	Температура размягчения эпоксидной смолы, o C	Вязкостьэпоксидной смолы, Пас
350-400	24,2-21,5	0,8-0,1	0,8-2 при 40 o C
400 600	21,5-14,5	2,5-0,8	20-60 при 40 o С
600-800	14,5-10	4,6-2,5	2 при 100 o C
800-1000	10-8	5,1-4,6	55-50
1000-1400	8-6	6-5,1	70-55
1400-1800	6-4	6,5-6	85-70
1800-3500	4-2	6,8-6,5	100-85

Статьи по теме

Эпоксидное покрытие

Технология применения эпоксидных порошков может быть различной: распыление, разбрызгивание, в виде хлопьев, в псевдожидком слое, в камере в виде тумана.

Эпоксидные пенопласты

Пенопласты из эпоксидных смол характеризуются хорошей силой сцепления, низкой влаговодопоглощаемостью, хорошей стабильностью размеров, хорошей нагревостойкостью и особенно хорошей химостойкостью.

Эпоксидный клей

Эпоксидные клея обладают следующими преимуществами.

Применение эпоксидной смолы

Эпоксидные смолы применяются в качестве связующих в производстве стеклопластиков. Они обладают хорошей адгезией к стекловолокну, могут отверждаться на холоду, не дают усадки при отверждении. Это позволяет получать на их основе высокопрочные стеклопластики.

Эпоксидная композиция

Можно выделить четыре метода применения эпоксидных композиций: блочная отливка, вакуумная заливка, заливка под давлением, окунание.

Эпоксидный компаунд

Эпоксидные формовочные компаунды существуют в основном двух типов: собственно формовочные компаунды и вязко-текучие (компаунды для капсулирования и герметизации).

Марки эпоксидных смол

Марки эпоксидных смол, виды и применение.

Отвердитель для эпоксидной смолы

Процесс отверждения проходит с раскрытием эпоксигруппы и образованием сначала гидроксильной группы, а затем эфирной группы, то есть происходит процесс этерификации смолы и образования трехмерного полимера.

Отверждение эпоксидных смол

Для отверждения эпоксидных смол применяются соединения двух типов.

Источник

Технологии, секреты, рецепты

Имитация черного дерева (протрава).

Гладко обструганное черное (эбеновое) дерево имеет чистый черный цвет без блеска и обладает столь мелким строением волокон, что последнее невозможно увидеть невооруженным глазом. Удельный вес этого дерева очень велик. Полируется черное дерево настолько хорошо, что отполированная поверхность е. Подробнее

Имитации орехового дерева (протрава).

Обыкновенное ореховое дерево имеет светло-бурый оттенок, который даже после полирования выглядит не очень красиво. Поэтому натуральному ореховому дереву следует придать более темный тон, что достигается обработкой раствором марганцовокислого калия. Как только дерево высохнет, этот раствор наносят втори. Подробнее

Имитации розового дерева (протрава).

Розовое дерево отличается темно-красными жилками. Для имитации этого дерева берется клен, как наиболее подходящий по своему строению. Кленовые дощечки или фанеры должны быть тщательно отшлифованы, прежде чем идти в обработку, так как только в этом случае они хорошо прокрашиваются.

1) Для имитации ро. Подробнее

Имитация дубового дерева (протрава).

Варят в течение часа смесь из 0,5 кг кассельской земли, 50 г поташа в 1 литре дождевой воды, затем полученный темный отвар процеживают через полотно и варят до сиропообразного состояния. После этого выливают ее в совершенно плоские ящики из жести (крышки из-под жестянки), дают затвердеть и измельчают при. Подробнее

Имитация красного дерева (протрава).

Предназначенное для протравы дерево должно быть хорошо высушено, а нанесение протравы лучше всего производить при помощи кисти, которая после каждого употребления должна быть тотчас вымыта и высушена. Очень красивую и прочную протраву готовят, смешивая в склянке 500 г тонко измельченного сандала, 30 . Подробнее

Имитация палисандрового дерева (протрава).

Палисандровое дерево имеет темно-бурую окраску с характерными красноватыми жилками. Так как ореховое дерево ближе всего к палисандровому, то для имитации последнего и берут ореховое, с другими сортами дерева не получается такой красивой подделки.

Ореховое дерево сначала шлифуют пемзой, а потом р. Подробнее

Имитация серого клена (протрава).

В качестве серой протравы для дерева хорошо использовать растворимую в воде прочную и легкую анилиновую краску нигрозин. Раствор 7 частей нигрозина в 1000 частях воды окрашивает дерево в красивый серебристо-серый цвет, который настолько прочен, что даже по прошествии двух лет нисколько не изменяется.

Источник

Сайт про изобретения своими руками

МозгоЧины

Сайт про изобретения своими руками

Изготовление эпоксидной смолы в домашних условиях: пошаговая инструкция

Изготовление эпоксидной смолы в домашних условиях: пошаговая инструкция

Эпоксидная смола (эпоксидка) – вид синтетической смолы. Ее изобрели в 50-х годах XIX века. Стали применять в промышленном производстве и домашнем хозяйстве. Сегодня есть несколько технологий изготовления эпоксидной смолы своими руками в домашних условиях. Из нее делают интересные поделки, как мастера-декораторы, так и рукодельницы. Изобретают все новые составы и области применения.

Эпоксидная смола и ее свойства

Что это такое? Синтетический двухкомпонентный термореактивный жидкий полимер, при смешивании компонентов которого получают олигомерное твердое соединение. Особенности зависят от марки, применяемого отвердителя, условий эксплуатации.

Однако есть следующие общие для всех марок свойства:

• повышенная прочность, что обеспечивает их популярность в производстве материалов сопоставимых с тяжелым бетоном: выдерживает от 40 до 90 Мпа;
• хорошая клейкость и высокая адгезивность, поэтому являются основой большей части клеев;
• высокая водонепроницаемость;
• устойчивость к воздействию агрессивных химических веществ;
• вес эпоксидного предмета ниже, чем сделанного из других связующих элементов.

Преимущества и применение

Сравнивая эпоксидную смолу с похожими материалами, она находится в лидерах по таким показателям: дает прочность в составе клея; не склонна к усадке после высыхания; застывшие предметы обладают водонепроницаемостью; износостойкость; высокие физико-механические эксплуатационные характеристики. Сейчас их применение расширяется.

При изготовлении стеклоткани и стеклонитей эти материалы применяют как пропитку. В сфере радиоэлектроники, авиа- и автопромышленности, машиностроении эпоксидный состав — клеевая основа или пропитка, защитная смесь.

Она основной компонент для гидроизоляции бассейнов, подвалов и прочих сооружений с повышенной влажностью. А также для гидроизоляции отдельных материалов (дерева, бетона) в строительных работах. Популярна для внешней отделки зданий как защитное покрытие от воздействия внешних факторов.

Дизайнеры часто применяют ее как материал для прозрачных шлифованных композиций. Смола заливается в форму. В нее добавляются компоненты, придающие цвет или целые композиции. После высыхания материал вынимают из формы, шлифуют.

Используют как декоративные элементы или предметы интерьера из эпоксидной массы.

Существует ювелирная смола, которая образовала целую нишу производства украшений. Они дают возможность увековечить в капельках полимера растения, насекомых, создать композиции с частицами драгоценных металлов и камней. Можно посмотреть множество видео с мастер-классами, которые научат, как работать с эпоксидной смолой.

Популярны наливные полы с 3D эффектом, основным компонентом которых стала эпоксидная смола. Работа с ней не требует особых умений. Главное следовать инструкции от производителя.

Меры предосторожности при работе со смолой

Смеси на основе эпоксидных полимеров вызывают поражения дыхательных путей, кожные ожоги, аллергические реакции.

Нужно соблюдать правила техники безопасности:

• не смешивать компоненты в таре для продуктов питания;
• при работе использовать спецодежду и средства защиты (перчатки, респиратор, очки);
• при шлифовании изделий надевать респиратор и защитные очки, работать возле вытяжки;
• соблюдать условия хранения: температура не выше 40°С, 12 месяцев в плотно закрытой таре;
• если капнули на кожу немедленно моем пораженный участок с мылом и протираем спиртом;
• работаем в хорошо проветриваемой комнате.

Как сделать эпоксидную смолу своими руками

Самые распространенные в быту соединения клеевые и заливочные составы. Рассмотрим способы самостоятельного изготовления эпоксидной смолы в домашних условиях.

Для клеевой основы эпоксидку и отвердитель перемешиваем вручную. Пропорция 1:10. Не стоит брать много вещества. Для склейки небольшого предмета достаточно около 5 грамм смолы. Помните, что процесс смешивания выделяет тепло. При большом объеме веществ температура сильно повышается и полимеризация ускоряется.

Разводя смесь для заливки крупных предметов, берем компоненты для большого объема готового вещества. Нарушение правил эксплуатации вызывает выделение едкого дыма, самовозгорание. Если учесть все пропорции, то отливка получается прозрачная и без пузырьков внутри.

Для расчета необходимого материала, например, для заливки пола, можно воспользоваться специальным калькулятором количества эпоксидной смолы. Его разработали для пересчета необходимого объема в вес эпоксидного состава.

Это упрощает покупку компонентов и при их смешении можно вымерить необходимые пропорции до грамма.

Как работать с эпоксидной смолой

Подготовка смолы к смешиванию

1. Греем смолу. В процессе хранения она может стать мутноватой и очень вязкой. Но при нагревании, снова приобретает необходимую прозрачность и консистенцию. Смолу положим в емкость и поставим на водяную баню.
2. Доводим массу до температуры от 50 до 60°С. Повышая теапературу на каждые 10°С ускоряем полимеризацию в 3 раза. При закипании эпоксидка пенится и мутнеет и становится полностью непригодной.
3. Можно для уменьшения вязкости добавить разбавитель. Но, после высыхания прочность и теплостойкость материала станут в разы меньше. Со временем разбавитель «выпотевает» из материала делая его менее прочным.
4. Водоразбавляемые составы — не нужно нагревать, а просто разводят дистиллированной водой для дисперсии. Если на упаковки написано, что эпоксидная смесь не водоразбавляемая, то нужно исключить попадание в нее воды. Иначе она помутнеет и ее первоначальные свойства не сохранятся.

Смешиваем смолу с пластификатором

Если вы применяете смолу ДБФ, то ее перед смешиванием нагреваем. Если ДЭГ-1, то просто хорошо размешиваем. Для смешивания применим строительный миксер или специальную насадку на дрель, что обеспечит хорошую диффузию веществ.

В зависимости от необходимой пластичности, подбирают пропорцию. Распространенное соотношение палстификатор-смола 1:10. Постепенно добавляем его в смолу и тщательно перемешиваем.

Добавляем отвердитель

Полученную смесь остужают до 30°С и только потом добавляют отвердитель. Это необходимо, чтобы избежать возгорания, так как сама реакция смешивания термическая. Соотношение смолы и отвердителя выбираются в соответствии с целями применения от 1:5 до 1:20. Большое количество отвердителя ускоряет полимеризацию и увеличивает выделяемое количество тепла.

Если превысить пропорции, то смесь закипит и помутнеет или застынет прямо в емкости для смешивания. Повторно разогреть ее не получиться. Отвердитель следует медленно вводить, постоянно мешая. Полученную консистенцию тщательно вымешиваем. Неоднородность смеси приведет к дефектам изделия.

Влияние наполнителей

При производстве некоторых изделий в эпоксидную массу необходимо добавлять различные дополнительные компоненты. Это не проходит бесследно. В качестве катализатора полимеризации могут послужить алюминиевая пудра или опилки из железа.

В данном случае необходимо уменьшить пропорции отвердителя на 2-4%, чтобы успеть проделать все действия. Применяя нейтральные наполнители, например, песок или стекловолокно, реакция не пойдет так бурно, но все же процесс застывания ускорится на 10-15%.

Стадии затвердевания эпоксидной смолы

На процесс застывания эпоксидных изделий влияет ряд факторов. В первую очередь смотрят на срок выпуска и срок хранения. Чем дольше храниться компонент, тем более вязкой и мутной становится.

Также большую роль для качества и скорости высыхания имеют: состав отвердителя; пропорция, добавленных веществ при приготовлении раствора; температура окружающей среды; залитый объем и его площадь.

Приготовленная смесь не застывает в один миг до состояния камня. Полимеризация фрагментарна и постепенно материал превращается в единый пласт.

Рассмотрим стадии в высыхании смолы:

1. Жидкое состояние, дает возможность залить объект или форму с заполнением всех пустот и выравниванием поверхности.
2. Первый этап загущения – консистенция холодного меда. Смесь еще тягучая, но равномерно залить рельеф ей уже невозможно.
3. Состояние очень густой сметаны — можно использовать эпоксидный состав только в качестве клея для крупных деталей.
4. Густая смесь — при попытке отделения от нее части, мы получаем длинный шлейф, мгновенно застывающий.
5. Консистенция резины — взяв в руки, она не прилипает; сгибается, растягивается, скручивается.
6. Полностью твердая, прочная – сравнима с изделиями из пластмассы или оргстекла.

Сколько сохнет эпоксидная смола? Это зависит от объема и площади готового предмета. В среднем на затвердевание уходит до 24 часов. Но до полной полимеризации следует подождать 72 часа. Если начать, например, полировать раньше, чем через трое суток, можно испортить его вид.

Отвердитель для эпоксидной смолы своими руками

Начиная работу с эпоксидкой, следует запастись дополнительным объемом отвердителя. Он зачастую кончается быстрей, чем сама смола. Мастера, давно работающие с этими материалами, нашли альтернативу и делают отвердитель для эпоксидной смолы своими руками.

Самые доступные: ортофосфорная кислота; нашатырный спирт; перекись бензоила. Каждое вещество имеет свои пропорции для смешивания.

Специалисты говорят, что можно применить сухое горючее в пропорции 1:10. Этот состав займет больше времени для полимеризации, поэтому не следует трогать изделие раньше, чем пройдет 48 часов. Наряду с отвердителем для эпоксидной смолы применяют отвердители для автоэмалей. Подойдут составы «Этал 45М», «Телалит 410».

Поделки из эпоксидной смолы своими руками

Рукодельницы научились использовать эту смолу для изготовления всевозможных поделок. Предметы интерьера из эпоксидной смолы центральной композицией комнаты.

Например, столешница, декорированная своими руками – эксклюзивно и оригинально. А украшения из эпоксидной смолы, сделанные своими руками – это хобби, которое может стать источником дополнительного дохода.

Материалы, применяемые для домашнего творчества, отличаются от промышленных. Основной фактор — ее прозрачность. Поэтому ювелирная смола дает возможность сделать отличную композицию. При этом есть возможность добавить в нее необходимый краситель без потери прозрачности.

Этот материал позволяет сымитировать рубин, сапфир и прочие драгоценные и полудрагоценные материалы.

Ювелирная смола для поделок – распространенный недорогой материал. Продается в маленьких пузырьках и в канистрах объемом 5 литров. Чем больше емкость, тем дешевле обойдется материал. Но стоит помнить о сроке годности: со временем она темнеет. И если в промышленности и строительстве это не имеет значение, то в производстве дизайнерских вещей важно.

Чем заменить эпоксидную смолу для заливки

Иногда приходится искать замену составам на основе эпоксидки. Занявшись изготовлением полимерных изделий, можно столкнуться с аллергией. Смесь плохо подходит для тонких предметов и сложных форм. Категорически запрещено применять олигомеры для пищевых емкостей и игрушек для детей.

В качестве альтернативы можно заменить эпоксидную смолу для заливки:

• Цианакрилатный клей («Титан», «Момент»). Их преимущества: прозрачность, прочность, наличие термостойких аналогов, влагостойкость. Недостатки: подвержены механическим воздействиям; токсичны.
• Силикатный клей – после полимеризации схож по свойствам с оргстеклом. Плюсы: малотоксичен, огнестойкий, доступный, легкий в приготовлении. Минусы: ограниченная сфера применения.
• Жидкое стекло – применимо во многих видах поделок. Плюсы: гипоалергенно, быстро сохнет, придает глянцевость готовому изделию. Минусы: плохо адгезируется с другими веществами; сложная технология нанесения, при несоблюдении которой, вид предмета будет испорчен.

Источник