Способы получения эпоксидной смолы

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

Изготовление эпоксидной смолы в домашних условиях от «А» до «Я»

Дизайнерам, мастерам hand-made, специалистам по ремонту и рабочим на промышленных предприятиях хорошо знаком такой состав как эпоксидка. Она имеет широкий спектр применения, но цена в магазинах держится на достаточно высоком уровне. Поэтому многих волнует, как сделать эпоксидную смолу своими руками.

Что такое эпоксидная смола

Что представляет собой эпоксидная смола и из чего она делается? Этот вопрос — первый, который задают себе умельцы, планирующие сделать состав в домашних условиях.

Эпоксидка представляет собой смолу, которая при соединении со специальными отвердителями, вступает в процесс полимеризации. Или простыми словами – затвердевает. В таком состоянии она становится чрезвычайно прочной и экологически безопасной.

Важно! Эпоксидная смола и эпоксидный клей – это разные составы. Первый подходит для изготовления ювелирных изделий, заливки полов и не только. Второй имеет самые высокие в сегменте показатели сцепления с разными поверхностями и часто используется в бытовых нуждах, но с течением времени меняет цвет.

Резюмируя сказанное выше, можно сказать, что эпоксидка – это двухкомпонентный состав, состоящий из смолы и отвердителя. При смешивании компоненты образуют единую массу и этот процесс не имеет обратимости.

Свойства эпоксидной смолы

Зная, что такое эпоксидная смола и из чего она сделана, можно легко выделить её ключевые свойства. Причём важно понимать, что все характеристики состава проявляются только после полимеризации — до отверждения эпоксидка представляет собой просто набор веществ.

Среди свойств материала выделяют:

• прочность;
• устойчивость к механическим повреждениям и абразивам;
• высокую прозрачность;
• невосприимчивость к влаге;
• не токсичность.

Важно! Начинающие мастера часто утверждают, что состав очень токсичен. На самом деле это актуально только на период полимеризации, после затвердевания материал полностью безопасен.

Как действует эпоксидная смола

Как на производстве делают эпоксидную смолу? По сути, для предприятий и частных мастеров технология едина, различаясь лишь масштабами. Ведь действие эпоксидки не отличается в зависимости от способа приготовления.

Материал считается полимером, как и его составляющие. При соединении мелкие частицы объединяются и становятся более крупными (это происходит одновременно во всём растворе). Повлиять на скорость процесса можно с помощью температурного режима и концентрации отвердителя:

• при повышении обоих показателей полимеризация идёт быстрее;
• при уменьшении – состав затвердевает медленно.

Преимущества

Промышленное производство компаниями эпоксидной смолы с каждым годом набирает масштабы. И это вполне объяснимо, так как состав имеет длинный перечень преимуществ:

• высокая степень износа;
• низкий процент поглощения влаги;
• максимальный из возможных уровень прочности склейки;
• минимальная усадка;
• устойчивость к воздействию щелочи;
• отсутствие токсичных выделений.

Стандартный материал имеет желтоватый оттенок, напоминающий янтарную слезу. Но эпоксидка хорошо реагирует на окрашивание, поэтому итоговый цвет можно сделать практически любым.

Правила безопасности при работе со смолой

Прежде чем взяться за изготовление эпоксидки дома своими руками, внимательно изучите технику безопасности:

• во время работы обязательно используйте респиратор;
• перед началом производства наденьте одежду с длинным рукавом и защитите руки перчатками на латексной основе;
• волосы спрячьте под шапочку или любой другой головной убор (попавший в состав волосок сводит эстетику изделия к нулю).

Важно! Попавший на кожу раствор способен вызвать сильнейшую аллергическую реакцию. Поэтому в процессе будьте очень осторожны.

Чтобы не повредить рабочую поверхность накройте её плёнкой из полиэтилена. Полимер не вступает с ней в реакцию и стол не повредится.

Как изготовить смолу в домашних условиях

Переходим непосредственно к тому, как самому сделать эпоксидную смолу в домашних условиях. На производстве полимеризация происходит разными способами, но дома мастерам доступен только один вариант – холодного отверждения.

Домашняя химическая лаборатория

Из чего же всё-таки делают эпоксидную смолу? Для того, чтобы ответить на этот вопрос, определитесь с областью применения состава. Если предполагается склеивание между собой разных предметов, то остановитесь на эпоксидном клее. Он во многом похож на классическую эпоксидку, но со временем темнеет, что абсолютно не подходит для заливки различных изделий.

Тем, кто ещё не определился, куда будут применять состав, можно порекомендовать универсальный материал. Он подойдёт для создания эксклюзивных раковин, подоконников, украшений, заливки полов и даже склеивания.

Инструкция по изготовлению

Для того, чтобы сделать эпоксидную смолу без посторонней помощи своими руками, возьмите:

• смолу;
• отвердитель;
• мерные стаканы (их допустимо заменить на шприцы);
• ёмкость;
• палочку из дерева для размешивания.

Как поэтапно сделать смолу? Алгоритм действий прост:

• отмерьте 1 часть смолы и поместите в ёмкость;
• добавьте 10 частей отвердителя и смешайте со смолой;
• тщательно перемешайте при температуре не выше 23 градусов по Цельсию.

Готовый состав отвечает следующим характеристикам:

• вязкость;
• прозрачность;
• отсутствие пузырьков.

Важно! Не старайтесь сразу приготовить много эпоксидки. Как правило, в больших объёмах под действием выделившегося тепла она быстро затвердевает.

Как сделать отвердитель для смолы

В ряде случаев мастеру может не хватить отвердителя, купленного в магазине. И возникает вполне закономерный вопрос «Как сделать отвердитель для эпоксидной смолы?».

Умельцы утверждают, что всё-таки придётся идти в специализированный магазин. Консультант может порекомендовать к покупке стандартные химвещества, подходящие для озвученных целей:

Но если времени для поиска отвердителя нет, попробуйте сделать его сами. Оптимальный вариант – сухой спирт:

• измельчённая таблетка добавляется в смолу в пропорции 1 к 10;
• перемешивается;
• выдерживается в течение 12 часов.

Несмотря на то, что отвердитель из спирта у домашних мастеров очень распространён, качество итогового материала всегда ставится под сомнение.

Чем заменить неправильно сделанную эпоксидную смолу для заливки? Здесь важно учесть назначение состава:

• для склеивания деталей подойдут любые аналогичные клеящие составы;
• для поделок подойдёт финишный гель-лак (его аналог силикат натрия).

Итоговая обработка материала

После окончательного отверждения изделие нужно зашлифовать. Это является конечной стадией обработки. Для шлифовки достаточно обычной наждачной бумаги, крупные изделия можно пройти шлифовальным кругом.

Как проверить качество полученного состава

Приготовление дома эпоксидной смолы не всегда даёт качественный результат. Это вполне объяснимо, так как достаточно сложно соблюсти все пропорции и условия изготовления.

Поэтому перед тем, как применить полученный раствор, его стоит проверить на качество. Для этого:

• возьмите небольшое количество смеси в ложку;
• нагрейте её;
• изучите раствор.

Он хорошего качества, если:

А вот схожесть с резиной – это признак нарушения технологии. Такой материал не подходит для работы.

Эпоксидная смола с полиамидным отвердителем ПЭПА

Этот отвердитель очень популярен, так как готовый состав, в который введены ПЭПА, имеет более широкий диапазон применения. Но окрашивает раствор в коричневатый оттенок. При незначительной толщине слоя тон будет не ярко выраженным и практически незаметным. А вот уже при толщине в 10 мм цвет проигнорировать будет невозможно.

Важно! Состав с отвердителями ПЭПА сохраняет свою токсичность и после полимеризации. Поэтому не подходят для изготовления или ремонта предметов, использующихся в быту, или украшений.

Прозрачные отвердители, не окрашивающие компаунды

Для сохранения высокой степени прозрачности выбирайте отвердители:

Они не меняют свойств материала даже при нанесении в слой от 10 мм.

Объем смолы, форма сосуда и их влияние на нагрев смеси

Обдумывая, где взять качественную эпоксидную смолу, мастера часто приходят к идее её самостоятельного изготовления. Но не всегда учитывают многочисленные нюансы.

В первую очередь нужно понимать, что в процессе полимеризации выделяется тепло. И если объём смеси будет слишком большим, она может закипеть и даже загореться. Естественно, что к использованию такой состав не годится.

Увеличивают нагрев и ёмкости в форме:

Поэтому специалисты рекомендуют избегать этих форм и не разводить за один раз много смеси. Если для заливки требуются большие объёмы, она проводится в несколько слоёв – каждый следующий после высыхания предыдущего.

Эпоксидные смолы для декоративных целей

Из ювелирных смесей изготавливают оригинальные бижутерные украшения, в которые обычно заливают цветы, насекомых, ракушки, веточки и другие мелкие предметы. Подобные растворы отличаются:

• наивысшей степенью прозрачности;
• прочностью;
• возможностью окрашиваться равномерно и разводами;
• смешиванием компонентов в пропорции 1:1.

Но ювелирные составы стоят дорого, поэтому использовать их в других целях будет не выгодно.

Эпоксидная смола – это интересный и полезный в быту материал, с помощью которого можно создавать необычные вещи, делать ремонт и дизайнерское оформление интерьеров.

Источник