Эпоксидный клей способ приготовления

Как правильно приготовить и развести эпоксидный клей: пропорции смешивания с отвердителем

Первый эпоксидный клей появился на рынке в 1940 г. Несмотря на солидный возраст, этот материал до сих пор не утратил своей популярности. С его помощью удается скрепить между собой даже такие сложные для склеивания материалы, как металл или стекло. Прочность и качество соединения во многом зависит от соблюдения технологии.

Давайте обсудим, как правильно развести и приготовить эпоксидный клей, в течение какого времени он будет пригоден к работе и вреден ли для здоровья свежий эпоксидный клей.

Из чего состоит универсальный эпоксидный клей?

Эпоксидный клей славится прочностью и устойчивостью к воздействию различных химических веществ. Такая стабильность объясняется его химическим составом. Его главный компонент – эпоксидная смола – относится к классу синтетических смол. Ее получают путем соединения эпихлоргидрина с дифенилолпропаном с последующим добавлением едкого натра и нагреванием до 60–70°С. Затем смесь отстаивают и нагревают для удаления из нее воды.

Полученный продукт имеет вид прозрачной жидкости желтоватого или красноватого оттенка с различной степенью вязкости. Эпоксидная смола – полиэфир, который твердеет при взаимодействии с соединениями, имеющими подвижный атом водорода. Такие соединения называются отвердителями. В роли катализаторов полимеризации эпоксидной смолы могут выступать:

• диамины (гексаметилендиамин, метафенилендиамин);
• карбоновые кислоты;
• малеиновый или фталевый ангидриды карбоновых кислот.

Эпоксидный клей также делают на основе одноименной смолы, но в его состав входят дополнительные компоненты. Они улучшают его адгезивные свойства и облегчают работу с ним. Виды добавок:

• отверждающий агент (диамины, карбоновые кислоты или их производные);
• наполнители (мел, сажа, порошки металлов);
• углеродное волокно и стекловолокно;
• растворители (спирт, ацетон, ксилол);
• пластификаторы (эфир фталевой или фосфорной кислоты);
• модификаторы;
• полимеры (каучуки).

Разновидности (марки) эпоксидного клея

Смешивание эпоксидной смолы с другими компонентами в различных комбинациях позволяет получить разные виды средств, которые отличаются друг от друга густотой, цветом, скоростью высыхания и другими параметрами. По количеству компонентов различают два типа адгезива:

• Однокомпонентный. Для его затвердевания не требуется смешивание с отверждающей жидкостью. Она уже добавлена в состав адгезива, жидкое состояние которого поддерживается растворяющими добавками, например, ацетоном. При попадании из емкости на воздух растворитель испаряется, и клей высыхает. Пример однокомпонентных составов: «Permabond ES562», «FASTFIX» (холодная сварка).
• Двухкомпонентные. Состоят из базового вещества и отверждающего агента, который нужно добавить в основную массу для запуска процесса полимеризации. В зависимости от марки могут быть расфасованы в два флакона («Ultima», «ЭДП универсальный»), два тюбика («Poxipol»), двойной шприц («Acfix E340», «Момент Супер Эпокси»), либо иметь вид двух пластичных масс («Момент Эпоксилин Duo»).

Как правильно развести клей с отвердителем?

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

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

Смешивание на глаз

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

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

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

Пропорции смолы и отвердителя

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

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

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

Определение необходимого объема

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

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

Что делать, если один из компонентов кончился?

Как правило, из двух компонентов обычно быстрее заканчивается отвердитель. Причиной этого может стать как несоблюдение предписанных инструкцией пропорций при смешивании, так и частичное испарение летучей жидкости из неплотно закрытого флакона. Лучшее решение в этом случае – приобрести недостающий компонент той же марки.

Это обосновано тем, что большинство химикатов, которыми некоторые умельцы пытаются заменить отвердитель, не дают желаемого результата или делают склейку неполноценной и требующей переделки. Иногда к замене прибегают из соображений экономии, однако большинство видов эпоксидного клея недорогие, поэтому замена компонентов не даст существенной экономии.

• ортофосфорная или серная кислота;
• пероксид бензоила;
• полиэтиленполиамин;
• нашатырный спирт.

Эти вещества либо сложно найти в свободной продаже, либо за ними все равно придется отправляться в магазин (исключение – нашатырный спирт, он может уже быть в домашней аптечке). Следовательно, вместо них лучше сразу купить нормальный отвердитель, тем более что он продается не только в комплекте со смолой, но и отдельно от нее. Например, флакон отвердителя ТЭТА (триэтилентетрамина) объемом 100 мл стоит от 250 рублей. Покупка специальной отверждающей жидкости поможет качественно завершить склейку и избежать неприятных сюрпризов.

Как смешивать смолу и отвердитель?

Все двухкомпонентные адгезивы на основе эпоксидных смол перед началом склеивания требуется смешать. Если клей полужидкий или гелеобразный, а отвердитель является жидкостью, то перемешивание выполняют в одноразовой пластиковой посуде или силиконовом молде. Составы, имеющие вид пасты в тюбиках, выдавливают на плоское стекло, пластик и перемешивают шпателем до однородного состояния. Адгезивы в форме плотной пасты или мастики разминают руками, надев предварительно перчатки.

Необходимые инструменты и приспособления

Чтобы отмерять и готовить эпоксидный клей, понадобится следующий инвентарь:

• несколько одноразовых пластиковых емкостей (подойдут стаканчики из пластика);
• измерительные средства (мерный стаканчик или пробирка, несколько пластиковых одноразовых шприцев без иглы, ювелирные весы);
• пластмассовый контейнер для смешивания (должен быть достаточного объема, широким, а не узким, для лучшей эвакуации образующегося в ходе полимеризации тепла и предупреждения разбрызгивания закипевшего материала);
• инструмент для перемешивания (деревянная палочка, шпатель);
• защитные средства (перчатки, очки, маска).

Процесс смешивания

Первым в емкость для смешивания помещают клей. Его количество должно быть измерено заранее с помощью одноразового шприца с делениями, мерной посуды или весов. Затем вливают отвердитель. Делать это следует постепенно, маленькими порциями, после каждой из них перемешивая клей деревянной палочкой или шпателем. Если влить весь отвердитель одновременно, то раствор может бурно закипеть, и часть его выплеснется на стол, либо на руки работающего. После вливания последней порции отверждающей жидкости клей тщательно размешивают до однородного состояния.

С этого момента состав начинает постепенно густеть, и его можно использовать. Эпоксидная смола и особенно отвердитель содержат летучие компоненты, испаряющиеся в процессе смешивания и склеивания, поэтому на время работы нужно защитить себя маской и перчатками.

Ошибки при разведении клея

Разведение клея – несложная процедура, поэтому вероятность ошибки невелика. Тем не менее важно обратить внимание на такие факторы, как:

• Температура. Самопроизвольная полимеризация возможна при температуре в помещении не ниже 15–20°C, а при нагревании ее скорость увеличивается в несколько раз. По этой причине нельзя работать с клеем на улице, в неотапливаемом гараже зимой или, только что вынув состав из холодильника, где он хранился. Для ускорения отвердевания область склейки рекомендуется прогреть.
• Тесная емкость для смешивания. При контакте клея и отвердителя смесь нагревается. В узкой посуде нет условий для эвакуации излишков тепла, поэтому смесь может закипеть и обжечь руки.
• Нарушение соотношения компонентов. Не следует переливать отвердитель, стремясь ускорить процесс отверждения. Полимеризация при этом происходит быстрее, но в ущерб прочности места склейки. Кроме того, при такой тактике отверждающая жидкость заканчивается раньше клея, и ее приходится покупать дополнительно.

Источник

Как правильно развести эпоксидный клей, какие нужно соблюдать пропорции

Двухкомпонентная эпоксидная смола для склеивания материалов или эпоксидный двухкомпонентный клей давно и прочно завоевали рынок. Так что в домашнем инструментальном ящике или шкафчике любого рукастого хозяина, прочем, и хозяйки, отдадим должное нашим женщинам, всегда найдутся эти два разномастных и разноразмерных пузырька. В одном из них будет лениво перетекать при наклонах от стенки к стенке густой, как мед, основной состав, а в другом, поменьше, более свободно плещется чайного цвета отвердитель. Ведь именно так, смешиванием двух компонентов можно получить эпоксидную смолу для заливок или эпоксидный клей для склеивания.

О главных принципах разведения клея для бытовых нужд, необходимых для этого условиях, приспособлениях и компонентах можно прочитать в нашем материале. Изучив его вы узнаете, как развести эпоксидный клей, чтобы выполнить качественно работы, в каких пропорциях стоит смешивать компоненты А и Б, чего стоит опасаться в работе с подобными клеевыми составами.

Вещество бинарного действия

Основной компонент эпоксидного клея (назовем его состав А) может храниться годами без потери своих свойств. Разве что немного кристаллизуется, но эту неприятность легко исправить, нагрев эпоксидный компаунд до 55-60°C градусов, а потом медленно охладив. Сгустки в виде кристаллов обязательно разойдутся в общей массе вещества.

Немного хуже обстоит дело с отвердителем, срок годности которого обычно истекает к полутора годам от даты выпуска его заводом-изготовителем. Но, зная его состав. а информация о нем должна быть на обратной стороне упаковки или во вкладыше-инструкции, всегда можно отдельно купить свежий, это не нанесет ощутимого удара по вашим финансам.

Впрочем, если упаковка с двумя пузырьками хранилась у вас где-нибудь в погребе, при постоянной температуре не выше 8°C градусов и в полной темноте, то срок годности эпоксидного клея, при условии еще и герметичности флаконов, можно смело увеличивать вдвое-втрое. В крайнем случае проверьте эффективность работы компонентов А и Б, смешав их небольшое количество.

Покупая эпоксидный состав для склеивания или для отливок впрок, по принципу «пусть будет», озаботьтесь сразу такими предметами, как:

• Одноразовые пластиковые стаканчики.
• Одноразовые шприцы объемом от 5 до 40 мл. Покупайте шприцы парами, для эпоксидного компаунда и для отвердителя. Шприцы, правда, послужат вам долго, одноразовыми они не будут, нужно только пометить их, и не использовать шприц состава А для состава Б, и наоборот.
• Имейте также в запасе полиэтиленовые салфетки для подстилания на рабочем месте – полиэтилен эпоксидка не пропитает и рабочий стол не испачкает.
• Палочка для замешивания удобной длины.
• Пустая трубочка из-под пасты шариковой ручки, чтобы дуть на образовавшиеся случайно во время замешивания пузырьки, они при такой манипуляции быстро покидают слой замешанной эпоксидки. Правда, это действие актуально для объемных или площадных заливок – в клее наличие пузырьков значения не имеет.

Пусть эти предметы лежат рядом с эпоксидным клеем, дожидаясь своего часа. Тоже по принципу «пусть будут», зато потом вы не будете метаться, когда в работе с клеем возникнет нужда.

Сам эпоксидный компаунд и отвердитель для него, к какому бы типу он не относился, представляют с собой жидкие полимеры с небольшой молекулярной массой. Изделия же их эпоксидки, как и застывший клей – это полимеры с огромной в молекулярных масштабах массой.

Она возникает в процессе полимеризации, старт которому дает смешивания части А с частью Б, находящимися до этого в разных флаконах. При смешивании частей начинается реакция с многократным ростом полимерных цепочек соединяемого состава. Притом цепочки растут не только в длину, они еще и широко ветвятся. Итог такой реакции, огромная полимерная молекула с совершенно измененным по сравнению с исходным веществом свойствами.

Реакция отверждения является экзотермической, то есть она идет с активным выделением тепла, и происходит тем быстрее, чем выше температура окружающей среды.

Влияет окружающий эпоксидный состав воздух или вода, если стаканчик со смесью А и Б стоит в горячей воде. С другой стороны, если нарушен температурный баланс смеси окружающей среды, и к саморазогреву смеси А и Б добавили и быстрое повышение температуры, особенно до надкритического или критического уровня выше 55°C градусов, то разогрев смеси может зайти так далеко, что смесь запузырится, задымится и может даже самовозгореться. Так что не особенно увлекайтесь ускорением процесса склейки и имейте на всякий случай под рукой миску со льдом, чтобы быстро поместить туда ваш импровизированный домашний химический реактор.

Иногда можно встретить рекомендации ускорять время застывания увеличением количества отвердителя, а замедлять – его уменьшением. Запомните: изделия из эпоксидных смол, которые вы купите в розничной продаже, а также склейки, сделанные бытовыми эпоксидными клеями, будут безнадежно испорчены, если вы последуете таким советам.

Замедлять или ускорять процессы полимеризации в эпоксидных составах в бытовых условиях отвердителями, работающими по принципу холодного отверждения, можно только повышая или понижая температуру реакции. Повысить ее можно, подогрев смесь не выше 50°C градусов, а понизить скорость застывания возможно охлаждением смеси эпоксидного компаунда с отвердителем.

К отвердителям, работающим по принципам холодной реакции, то есть при температурах до 55°C градусов, относят различные амины. Они работают, раскрывая эпоксигруппы с образованием гидроксила, с последующим ростом сложных пространственных полимеров.

Самые массовые из них полиэтиленполиамин (ПЭПА) и триэтилентетрамин (ТЭТА). С этим типами отвердителей возможны комбинированные методы отверждения. Обычный холодный, при комнатной температуре, и с повышением температуры на втором этапе полимеризации, когда смесь уже застыла, но внутри нее продолжают идти медленные процессы. Горячим такой способ отверждения назвать все же трудно, ибо для горячий процессов предусмотрены температуры от 100°C до 200°C градусов, а второй этап холодного едва достигает температуры в 80°C градусов.

Этапы выглядят так:

1. Отверждение в течение 24 часов при комнатной температуре, и на втором этапе изделие или склеиваемые поверхности помещают в бокс или подобие автоклава, только сухого, без водяного пара, как сайна, на 5 часов при температуре около 80°C градусов.
2. Второй этап равноценен еще двум-трем суткам при обычной температуре, но прочность соединения будет выше. Застывший во время первых суток при нормальной комнатной температуре полученный смешиванием эпоксидный полимер активным реакциям уже не подвержен, и при нагреве выше критического для жидкой смолы ни запузыриться, не задымиться, ни, тем более, самовозгореться уже не может.

ПЭПА хорошо работает при комнатных температурах, но с ним, во-первых, нельзя получить полностью бесцветное прозрачное соединение, оно всегда будет окрашено в желтый или коричневатый цвет, а во-вторых, по ТУ получаемый промышленным способом полиэтиленполиамин содержит до 75% кубовой примеси, которая токсична, и при нагревании застывшей с помощью ПЭПА эпоксидки из нее начнут выделяться фенолы, что делает изделия с нею непригодным для пищевых продуктов.

С ТЭТА картина обстоит несколько другая, второй, высокотемпературный этап при 80°C градусах не только желателен, он обязателен. Иначе у изделия надолго, если не навсегда, сохранится липкая поверхность, триэтилентетрамин все свои полезные качества проявит только при полимеризации со смолой при повышении температуры на втором этапе. Кроме того, если в качестве отвердителя применяют ТЭТА, нужно максимально точно соблюдать рекомендованные инструкцией пропорции смешивания.

Если на 100 граммов смолы с применением ПЭПА возможен разброс с от 10 до 14,4 граммов отвердителя на это количество, то с ТЭТА, если сказано, что пропорция должна быть 10 к 1, то так и нужно делать. Недостаток отвердителя вызовет неполное застывание смешанного состава, а его избыток — пузырение и повышенную хрупкость готового изделия или склейки.

Реакция отверждения горячих составов идет по цепочке: раскрытие эпоксигруппы – образование гидроксила – образование эфирных групп. Структурно это выглядит как молекула с ветвями более обширным и длинными, чем у смол с холодным типом отверждения. Горячий процесс застывания состава представляет собой этерефикацию смолы с застыванием по схеме трехмерного полимера.

Высокая температура обеспечивается строительством специальных герметичных боксов, где возможно повышение и удержание температур в диапазоне от 100°C до 200°C градусов. В бытовых условиях такую среду создать вряд ли возможно, поэтому ограничимся таким кратким пояснением принципа горячего отверждения.

Как обеспечить хорошую текучесть

Эпоксидный клей и эпоксидная смола для объемных и площадных заливок, при всей их разнице в составах (в клеи добавляют наполнители и разбавители), обладают таким великолепным качеством, как повышенная адгезия, то есть способность прилипать к склеиваемым материалам. Главное, обеспечить чистоту склеиваемых поверхностей от механических и химических загрязнений. Это достигается их механической обработкой перед склеиванием с помощью абразивной шкурки разной степени мелкости, а затем обезжиривания средствами, для этого берут ацетон или этиловый спирт. Ацетон можно также добавить с слишком густую смолу, но не более 1/20 части от ее объема, он снизит механическую прочность клеевого шва.

Но основным способом разжижить чрезмерно загустевший компаунд, или часть А, является его нагрев. Греют смолу с целью сделать ее более жидкой до введения в нее отвердителя, иначе есть риск получить твердый монолит еще до того, как захотите применить его для работы. Для этого стаканчик с отмеренным количеством смолы помещают в горячую воду, осторожно, чтобы не вызвать образования пузырьков воздуха, размешивают его палочкой, и только после равномерного прогрева добавляют туда отвердитель, причем отвердитель размешивают также осторожно.

Не допускайте брызг и выплесков смешанного состава, в этой стадии он максимально токсичен. Для защиты органов дыхания имейте респиратор с фильтрующим органику фильтром. На руки надеваются перчатки. Глаза защищаются очками.

В продажу поступают смолы и отвердители, предусматривающие разную степень сцепки склеиваемых поверхностей и разную структуру и физические свойства смолы после отверждения. Пример, обувной клей на основе эпоксидных смол, которому для нормального функционирования в этом качестве не требуется жесткость структуры. Нужна гибкость, сколько раз а день обувь претерпевает циклы сгиб-разгиб, а для таких клеев пропорции смешивания основного состава А с отвердителем Б могут отличаться от указанных выше. Но информация об этом у сертифицированных клеев обязательно размещается или непосредственно на упаковке, или в приложенной распечатанной инструкции. Если ничего этого нет, перед вами подделка, такой эпоксидный материал лучше не брать.

В инструкции также может быть размещены не жесткие нормы смешивания, а их зависимость от сроков годности, температуры окружающей среды, применения альтернативных видов отвердителя.

Маленькие хитрости

Компаунд , то есть часть А, у некоторых видов эпоксидных смол бывает чрезвычайно густым, консистенция «засахариваемый мед». Набрать такую смолу в шприц, даже без иглы, затруднительно. Тогда поступите следующим образом, заткните канюлю любой пробочкой, выньте из корпуса поршень, в широкую открытую часть шприца наложите смолу лопаточкой доверху, вставьте поршень на место, и можно отмерять нужную дозу, руководствуясь делениям на корпусе шприца. Для облегчения накладывания смолы в шприц подогрейте состав на водяной бане до 50-55°C градусов.

Используйте одноразовую посуду. Очистить от эпоксидки емкости, в которых разводился рабочий состав из компонентов А и Б практически невозможно, а одноразовые стаканчики стоят копейки, в них и следует приготовить полимер к работе.

Если у вас планируется большой объем склейки или заливки эпоксидкой, покупайте составы, не подверженные саморазогреву. Иначе рискуете получить в помещении, где работаете, если не пожар, то сильное задымление с токсичным дымом и запахом.

Для простого склеивания поверхностей, если они гладкие и глянцевые, на высокую адгезия клея все же не очень рассчитывайте. Сначала предварительно обработайте склеиваемые поверхности наждачной шкуркой, чтобы создать шероховатость. Потом обезжирьте эти поверхности, намажьте обе тонким, около 1 мм, слоем клея и скользящим движением, чтобы между поверхностями не осталось воздуха, соедините их.

Выступившие излишки клея уберите салфеткой и обеспечьте прижим поверхностей друг к дружке грузом, струбциной или обмоткой веревкой. Через сутки все это можно убрать, а изделие на час-два поместить в жарочный шкаф, можно в обычную духовку, только с регулируемой температурой, задав максимум в 80°C градусов. Конечно, прогрев делают только для тех изделий, которым он вреда не принесет, обувь вы в духовку лучше не суйте. В таких случаях склеиваемые поверхности после убирания сжатия или груза просто выдерживают от 2 до 7 суток в зависимости от базовых свойств клея, о которых обязательно должна быть информация на упаковке.

Источник