Эпоксидная смола: определение, состав, получение, виды

Свойства

Эпоксидные смолы стойки к действию галогенов, некоторых кислот (к сильным кислотам, особенно к кислотам-окислителям, имеют слабую устойчивость), щелочей, обладают высокой адгезией к металлам. Эпоксидная смола в зависимости от марки и производителя выглядит как прозрачная жидкость желто-оранжевого цвета, напоминающая мёд, или как коричневая твёрдая масса, напоминающая гудрон. Жидкая смола может иметь очень разный цвет — от белого и прозрачного до винно-красного (у эпоксидированного анилина).

Следующие свойства имеет чистая, не модифицированная смола без наполнителей:

модуль упругости: E≈3000−4500Nmm2{\displaystyle E\approx 3000-4500{\frac {\rm {N}}{\rm {{mm}^{2}}}}};
предел прочности: R≈80Nmm2{\displaystyle R\approx 80{\frac {\rm {N}}{\rm {{mm}^{2}}}}};
плотность: ρ≈1,2gcm3{\displaystyle \rho \approx 1{,}2{\frac {\rm {g}}{\rm {{cm}^{3}}}}}.

Хотя отверждённая по правильной технологии эпоксидная смола считается абсолютно безвредной при нормальных условиях, её применение сильно ограничено, так как при отверждении в промышленных условиях в ЭС остаётся некоторое количество золь-фракции — растворимого остатка. Он может нанести серьёзный урон здоровью, если будет вымыт растворителями и попадёт внутрь организма. В неотверждённом виде эпоксидные смолы являются достаточно ядовитыми веществами и могут также навредить здоровью.

Эпоксидка: что это такое

Двухкомпонентная эпоксидная смола представляет синтетическо-химический олигомер, включающий в основу различные эпоксидные подгруппы. Под влиянием катализатора (отвердителя) олигомер начинает активно образовывать полимеры. Происходит процесс полимеризации с образованием тепла, по окончании которого эпоксидка отвердевает и проявляет все заявленные качества.

Эпоксидная смола популярна из-за своей прочности

Сфера использования эпоксидки

Применение эпоксидной смолы отличается широким спектром. Этот материал активно используют в различных сферах. Например:

в машиностроении;
при изготовлении стекловолокна и стеклоткани;
в производстве приборов электротехники;
при монтаже (в том числе и гидроизоляции стен бассейна);
в лакокрасочной индустрии;
в автомобилестроении.

В промышленности используется тип эпоксидки, относящийся к конструкционному. Но и домашние мастера, дизайнеры, творческие люди охотно расскажут, для чего нужна эпоксидка. Такой вид смолы, как ювелирная (или декоративная) получил широкое применение и в творчестве. С его помощью создают оригинальные и эксклюзивные сувениры, украшения и различные бытовые предметы.

Разновидности смол

Любой состав эпоксидной смолы – это сочетание двух компонентов: основной массы и отвердителя-катализатора. В зависимости от особенностей этих составляющих, все эпоксидки подразделяются на две крупные группы: холодного и теплового отвердения. Также отмечаются и следующие виды эпоксидок:

Эпоксидно-диановые. Используются в бытовом хозяйстве и строительстве (при заливке-монтаже полов, изготовлении герметиков, пропиток, клеевых субстанций). Из подобного материала изготавливают различные защитные и пластиковые покрытия.
Эпоксидно-диановые для изготовления лакокрасок. Такие вещества применяют для производства различных красок, лаков. Эпоксидная основа придает лакокрасочным веществам особую прочность и стойкость.
Эпоксидно-модифицированные. Включаются в состав различных компаундов на основе эпоксидки. Их применяют при ремонте и монтаже трубопроводов и полов.
Эпоксидки спецназначения. Особые свойства эпоксидной смолы такой категории позволяют эксплуатировать ее в агрессивных условиях.

Основные технические характеристики

По своему внешнему виду субстанция напоминает тягучий мед, желтоватый, оранжевый, коричневатый или полностью прозрачный. При включении в состав различных наполнителей эпоксидка приобретает любой иной окрас. Основные свойства и характеристики такого вещества следующие:

стойкость к галогенам и щелочам;
повышенная степень адгезии (практически ко всем материалам);
отличная износостойкость и долгий период эксплуатации, даже при полной влажности и негативных проявлениях среды;
хорошие гидроизоляционные показатели.

Смола может приобретать различные оттенки при добавлении красителей

Виды и марки

Существует несколько классификация эпоксидной смолы. Различные марки объединяются в группы по определенному признаку, параметру. Но большинство из этих классификаций носит чисто технический характер. Например, различают смолы Бисфеноловые, Алифатические, Новолачные, Глицидиловые и Аерилэпоксидные.

Читателю же интересна градация материала в плане его применимости. Приведем примеры конкретных марок, которые можно встретить в продаже. Отметим, что вся продукция отечественного производства сертифицирована по ГОСТ, поэтому имеет строго определенную маркировку, независимо от изготовителя. Исключение составляют импортные смолы.

Эпоксидно-диановые смолы:

ЭД-22 кристаллизуется при длительном хранении и считается универсальным материалом, но только для промышленного производства.
ЭД-20 – смола в жидком состоянии, требующая добавления отвердителя. Востребована покупателями по причине низкой стоимости и универсальности.
ЭД-16 – материал высокой вязкости. Применяется в качестве связующего компонента при производстве стеклопластика.
ЭД-10 и ЭД-8 изначально находятся в твердом состоянии. Используются в заливочных смесях для радиотехнической промышленности.
Э-40 и Э-40р относятся к категории эпоксидно-диановых смол для ЛКП. Они входят в состав лаков, эмалей, шпатлевок.
Э-41 – смола, обладающая аналогичными свойствами (как и Э-40), но может входить в состав клеев.

Эпоксидные модифицированные смолы:

КДА-2 используется, как электроизолятор, служит связующей основой для стеклопластиков, а также выступает в качестве компонента для клея.
К-02Т подходит для пропитки и цементации намоточных изделий.
ЭЗ-111 применяется в качестве заливки радиодеталей, служит основным материалом герметизации трансформаторов.
УП-563 и УП-599 обладает высокой адгезией. Поставляется на предприятия, где производится стеклопластик. Может выступать в роли заливочного компаунда.
К-153 – герметизирующий материал.

Смолы специального назначения:

ЭА обладает пониженной вязкостью и сама является составной частью заливочного компаунда. Ее уникальные свойства позволяют делать пропитку и производить растворители.
УП-610 обладает повышенной прочностью.
ЭХД – хлорсодержащая смола, обладает пониженной горючестью, высокой теплостойкостью и атмосферостойкостью. Используется в качестве защитного материала.

Как работать со смолой?

При работе со смолой главное — тщательно соблюдать пропорции, поскольку недостаточное или, наоборот, слишком большое количество отвердителя самым негативным образом сказывается на функциональности итогового состава. При избыточном объеме отвердителя состав утрачивает свою прочность. Помимо того, излишек может выделяться на поверхность по мере застывания. При нехватке отвердителя часть полимеров остается несвязанными, подобный состав становится липким.

Современные составы обычно разводятся в пропорции: на 1 часть отверждающего вещества — 2 части ЭС, допускается использование равных пропорций. Эпоксидку и отвердитель необходимо тщательно размешивать, чтобы консистенция получилась однородной. Перемешивание выполняют медленно, если движения будут резкими — появятся пузырьки.

После выполнения заливки следует подождать, пока смола затвердеет. В ходе полимеризации ЭС проходит несколько стадий.

Жидкое состояние. Смесь основных составляющих легко стекает с палочки-мешалки, этот момент оптимален, чтобы заливать состав в форму.
Густой мед. В этом состоянии масса не ложится тонким ровным слоем, но с легкостью заполняет собой небольшой объем.
Засахаренный мед. На данном этапе проведение каких-либо действий со смолой не представляется возможным, единственная возможность использования — склеивание поверхностей.
Переход от меда к резине. В этот момент смолу не нужно трогать, иначе можно нарушить формирование полимерных цепочек.
Резиновая. Масса компонентов уже вступила во взаимодействие и перестала липнуть к ладоням, однако, ее твердости пока недостаточно. В таком состоянии заготовку можно перекрутить и деформировать.
Твердая. Эта смола не гнется, не крутится и не отковыривается.

Эпоксидка разных изготовителей имеет разный период отверждения, оно определяется только опытным путем.

Впрочем, и без лака ее поверхность выглядит глянцевой и мерцающей.

Свойства и характеристики

Полиэфирная смола в готовом к применению виде по своей консистенции похожа на жидкий мед. Она может принимать разные оттенки, от желтого до темно-коричневого. Несмотря на наличие окраса, смола прозрачная. После того, как в основной состав добавляется отвердитель, прозрачность снижается, а сам материал густеет. В промежуточном состоянии он похож на резину, а по завершении отверждения становится твердым. На затвердевшую полиэфирную смолу хорошо наносится лак и различные краски.

Для полиэфирных смол можно сформулировать целый ряд уникальных свойств. Именно они играют определяющую роль в определении сферы применимости материала. Опишем кратко свойства и применение полиэфирной смолы.

Низкая теплопроводность. Теплоизоляционные свойства смолы востребованы в промышленности и строительстве. Даже относительно небольшой слой способен служить неплохим изолятором.
Влагостойкость. В затвердевшем виде полиэфирная смола не пропускает влагу. Она может использоваться даже в условиях повышенной влажности в качестве гидроизоляции.
Повышенное время эксплуатации. Изделия из полиэфиров устойчивы к внешним воздействиям климатического и техногенного характера. Это позволяет эксплуатировать их в течение длительного времени, причем за весь период материал практически не теряет своих основных характеристик.
Широкий температурный диапазон. Применение смолы в быту практически не ограничено температурными критериями. Материал абсолютно инертен и к ультрафиолетовому излучению, то есть, внешний вид изделий со временем не изменяется, равно как и оптические характеристики.
Устойчивость к химии. Устойчивость к воздействию химически активных веществ позволяет применять различные средства по уходу за изделиями из полиэфирных смол.
Универсальность. Сфера применимости материала охватывает многие отрасли промышленности, от производства машин до электроники. Востребована смола и в домашних условиях, несмотря на вредность некоторых ее компонентов.
Хорошая адгезия. Высокий показатель адгезии только подчеркивает универсальность материала. Смола отлично сочетается с древесиной стеклом, пластиком и металлом.
Диэлектрик. Диэлектрические свойства полиэфира позволяют одновременно использовать его, как строительный материал и как изолятор.

Есть у полиэфирных смол и характерные минусы. Материал считается опасным для здоровья человека. В основном, источником этой опасности является стирол, которым можно надышаться в процессе приготовления состава.

Также смола подвержена усадке. По сравнению с эпоксидными смолами, полиэфирные в данном отношении существенно проигрывают.

Современные технологии позволили существенно снизить класс опасности материала. Сейчас в продаже можно встретить полиэфиры без содержания стирола. Его заменили растительные масла (касторовое, рапсовое, соевое). Масла используются не в чистом виде. Из них получают полиолы, которые являются базовыми компонентами для смол. Такой материал, безопасный для человека, имеет более расширенную область применения.

Водорастворимые красители

Зачем вообще красить дерево? Причин может быть множество. Например, для усиления цвета, равномерного тона, просто изменения цвета, защиты от разложения и т.д. Синтетические красители классифицируют на прямые, которые непосредственно окрашивают волокно, кислотные, что окрашивают в совокупности с кислотой, и основные, которые придают цвет древесине с дубильными веществами.

Обычно водорастворимые красители – это сочетание прямых и кислотных красителей в виде определенного оттенка. Концентрация в растворе пигментов составляет около 1-5%. Такого количества вполне достаточно для получения яркого стойкого цвета.

Водорастворимые красители на основе эпоксидных смол готовят так: нужную массу красителей разбавляют в воде температурой 95С и размешивают до однородности. Затем вновь добавляют воду. Может случится, что раствор плохо мешается. Тогда следует его подогреть, но без кипения. Когда достигнута необходимая консистенция, раствор проходит фильтрацию 3-4 слоями марли и остужается до температуры 30-40С. Теперь можно добавить недостающую воду в целях увеличения объема краски. Чтобы смягчить воду, можно размешать ее с 0,1-0,5% соды кальция.

Лаки для дерева используют двумя способами. В первом случае, лак вводится сразу после фильтрации. Во втором – в сам лак добавляют краситель, а фильтруют после 24-часовой выдержки.

Способы нанесения красителя:

Ручной (кисть и тампон);
Распылителем;
Погружением;
И т.д.

Древесина по природе – пористый материал, поэтому активно впитывает влагу. Исходя из этого, наносить краску нужно в избытке. Сначала прокрашивают вдоль, а уже потом поперек, затем удаляют излишки. Если поверхность вертикальная, то красить нужно снизу-вверх. Так, краска будет стекать на уже прокрашенную поверхность.

Даже после распыления поверхность пропитывается тампоном. Сама процедура может производится «мокрым» и «сухим» способами. В первом случае, распылитель находится на расстоянии 25-30 см, а расход краски 2-4 г/. Второй случай используется для исправления поверхностей с остатками клея, или, когда нужно скрыть происхождение основы.

Струя раствора распыляется до контакта с поверхностью, и, таким образом, избегается сильное увлажнение древесины. Слой краски толстый, но хрупкий. Данная операция производится на расстоянии 40-50 см от поверхности, а расход всего 1,5-2г/. Шлифовать поверхность не нужно, т.к. ворс не поднимается.

После окунания протирку можно пропустить, потому что раствор нагревают до 50С, чтобы пигменты краски лучше въелись, и излишки не наблюдаются.

После покраски древесину сушат в течение 3 часов при комнатной температуре или 10 минут в специальной камере при температуре 45С.

Преимущества красок с водорастворимыми эпоксидными смолами очевидны.

Их популярность в строительной промышленности объясняется выгодной стоимостью и высокими показателями качества.
Такие краски прекрасно маскируют микротрещины и имеют эластичный слой. Именно поэтому их применяют для покраски деревянных изделий – им свойственно расширятся с течением времени.
Водорастворимые основы применяют также для покраски металлических поверхностей. Их универсальность и качество позволяет применять краски в различных областях промышленности и даже искусства.

Сфера применения

Полиэфирной смолы применение может быть разным. Если использовать ее со стеклотканью, то можно получить стеклопластик необходимой прозрачности. Широко применяется полиэфирка для производства сантехники. Также она нашла свое применение в производстве лакокрасочной продукции, клеев, добавляется в полимеры необходимые для создания деталей для радиооборудования и электрооборудования.

Так смола может использоваться для мастик, замазок, для заливки пола. Из стеклопластика путем лепки получают разные статуэтке, это отличный архитектурный помощник. Полиэфирной смолой можно обеспечить герметизации материалов. Широко применяется она в кораблестроение, для создания соединения различных деталей.

С помощью нее можно отремонтировать бампер авто. Из пластика, полученного с нею в составе, производят автомобильные детали. Литьевая методика позволяет создавать искусственные камни.

С помощью нее можно отремонтировать бампер авто.

Преимущества и недостатки материала

Эпоксидка отличается большим количеством плюсов в сравнении этого материала с иными аналогами. А именно:

особо высокая надежность и эластичность склейки;
повышенная стойкость к действию абразивных веществ;
отличные показатели по длительности эксплуатации;
высокие гидроизоляционные свойства;
отсутствие усадки, малый удельный вес;
легкость в финишных обработках (полировке и шлифовании);
возможность использования в различных сферах промышленности.

К минусам такого материала относится слишком быстрое отвердевание. Смола разрешает успешно работать с ней до 1–1,5 часов, затем наступает активный процесс полимеризации и последующее отвердение. Причем уже на этапе добавления к ней отвердителя происходит бурный процесс с выделением тепла.

Что это такое?

Эпоксидка — это олигополимер. Он состоит из ряда эпоксидных групп, при реакции с отвердителем они полимеризуются. Наиболее востребованы изделия, полученные в результате синтеза полимеров на базе бисфенола и фенола эпихлоргидрина. ЭС имеет жидкую консистенцию, удельный вес составляет 1,07 г/см3. Бывает прозрачной или цветной, в большинстве случаев в магазинах можно встретить вещества белой или желтовато-оранжевой расцветки, они выглядят как жидкий тягучий мед.

Продукт имеет высокие параметры влагостойкости, способен прилипать к самым разным основаниями — металл, дерево или невулканизированный ламинат. Срок годности достаточно продолжителен — до 1 года.

Из минусов можно отметить высокую стоимость продукта и необходимость соблюдать меры предосторожности при работе. Изделие требует использования дополнительных компонентов — отвердителей, пластификаторов

Кроме того, для создания декоративных покрытий требуются навыки работы.

Виды смол

Характеристики и назначение природных смол и их видов имеет четкую классификацию. Существует несколько популярных видов:

Акароид. Эта смола добывается из австралийских деревьев. Имеет желтую или красную окраску и используется в основном в производстве лакокрасочной химической продукции.
Даммара. Этот вид природной смолы добывается из дерева даммара, которое произрастает на островах Ява, Борнео и Суматра. Она используется для производства прозрачных лаков повышенной стойкости. Имеет неприятный резкий запах.
Еще одной популярной смолой является канифоль. Эта смола по своим характеристикам очень хрупкая. Твердой она становится после того, как из нее удаляют летучие эфирные вещества. Канифоль широко применяется в производстве лаков и красок, но, как правило, не в чистом виде, а в составе других элементов.
Следующим видом природной смолы являются копалы. Добывают их в основном в африканских странах: Мозамбике, Занзибаре, Анголе. Копалы имеют высокую твердость, хорошо сопротивляются высоким температурам и химически агрессивным элементам.
Шеллак. Пожалуй, единственная природная смола, которую вырабатывают насекомые, которые паразитируют на деревьях. Такая смола может быть темной, светлой и даже прозрачной. Нерастворима в маслах, иных жирах и бензине. Интересный факт касается добычи смолы. Перед снятием с дерева ее обрабатывают горячей водой.

Таковы свойства природных смол.

Отличительные достоинства и недостатки

Бытует мнение, что эпоксидные полы в процессе эксплуатации выделяют вредные вещества и опасны для здоровья. Это в корне не верно, так как среди многообразия смол, эпоксидные вещества наиболее безвредны и безопасны.

Именно поэтому, любой квалифицированный специалист будет настоятельно рекомендовать приобрести средства индивидуальной защиты – перчатки, очки и специальную одежду. Производители и сами этого не скрывают – технику безопасности можно найти на упаковке товара.

Ввиду этого, после полного высыхания жидкой смеси получается экологичное и абсолютно безопасное покрытие, полностью пригодное к укладке в детских, кухнях и ванных комнатах.

Прозрачный вид является более традиционным и предусматривает использование различных декоративных добавок

Помимо безопасности наливные эпоксидные полы обладают следующими преимуществами:

устойчивость к нагрузкам – готовое покрытие обладает высокой прочностью, устойчивость к механическим и физическим воздействиям, инертно к химическим реагентам и составам;
герметизация основания – жидкий состав позволяется выполнить полное заполнение всех пор и неровностей, обеспечить монолитную, бесшовную и герметичную основу;
простота ухода – отсутствие швов и стыков значительно упрощает процесс уборки, нанесения и удаления моющих веществ;
пожаробезопасность – покрытие не способствует распространению открытого огня, не выделяет особо вредных и смертельных веществ при горении;
гигиеничность – полимерный пол не является причиной образования и не способствует распространению бактерий, грибка и вредных микроорганизмов.

Кроме прочего, такие полы отличаются сроком службы более 15 лет, не требуют ежегодного обновления и капитального ремонта. В зависимости от типа основания и предполагаемых нагрузок, возможно использование тонкослойных составов, которые отличаются более простой технологией нанесения и более низкой ценой.

Среди негативных моментов от использования эпоксидных покрытий, можно выделить их слабую точечную прочность. То есть при сильном ударе или падении очень тяжелого предмета возможно образование трещины или скола. Для исключения подобных повреждений рекомендуется использовать составы по назначению и области применения.

Добавление различных блесток и чипсов делает поверхность более разнообразной

То есть, например, эпоксидный двухкомпонентный наливной пол и кварцевые наполнители используются для обустройства полов с особыми требованиями к прочности, классическая смесь без добавок песка для жилых помещений и помещений с малой интенсивностью движения.

При длительной эксплуатации, даже несмотря на износостойкость, обязательно появиться мелкие дефекты и царапины, что потребует нанесения нового слоя полимерного лака и полного обновления покрытия. Частичное удаление, замещение или перекрытие старого основания технически невозможно и не предполагается технологий.

Выбор конкретной марки и состава для устройства эпоксидных наливных полов зависит от типа основания, его технического состояния, требований и ожиданий от конечного покрытия пола.

Продукция этих компания отвечает всем международным нормам безопасности и качества, имеет широкий спектр товара под любые нагрузки и прочности. К тому же, производители периодически проводят семинары и мастер-классы, на которых подробно рассказывают о технологии проведения работ.

Двухкомпонентный полимерный пол Эполаст Аква на водной основе

Технология эпоксидных полов предусматривает использование нескольких составов, предназначенных для подготовки бетонного основания, шпатлевания поверхности, создания подстилающего слоя, обустройства лицевого и финишного покрытия.

Например, продукция компании “КрасКо” включает в себя грунтовочные составы, клеевые компаунды для старых бетонных оснований, традиционные и двухкомпонентные наливные смеси на водной основе и т.д.

Номинальный расход наливных смесей зависит от производителя и указывается на упаковке конкретного продукта. Так, норма расхода эпоксидного наливного пола на 1 м2 при толщине в 1 мм марки “ЭлакорЭД” для подстилающего слоя 300-400 г, для финишного – 1,7-1,8 кг. Расход “Эполаст Аква” для финишного слоя 1,75 кг, “Тэпинг Пол 205 С” – 750-900 г при аналогичной толщине.

Подошвы с шипами для перемещения по жидким полам и игольчатый валик для распределения смеси

В дополнение, мы указали среднюю стоимость вышеописанных продуктов и дополнительных компонентов, которую можно найти в таблице ниже.

Свойства материала

Эпоксидная смола обладает рядом специфических особенностей, позволяющих использовать ее в самых разнообразных сферах. В зависимости от модификации, производитель имеет возможность выделить те или иные показатели для повышения эффективности практического применения.

Учитывая то, что наша аудитория желает познать качества эпоксидной смолы, как материала для строительства или прикладного искусства, выделим основные достоинства, характерные для всех видов смол.

Прежде всего, следует отметить, что застывшая эпоксидка сохраняет форму и объем. Это качество позволяет создавать изделия и использованием молдов. Причем смола после отверждения практически не дает усадки, то есть, объем застывшей заготовки не изменится.

Большинство марок достаточно устойчиво к воздействию абразивных веществ. Заметим, что при эксплуатации изделий из эпоксидной смолы (наливных полов, предметов мебели, ювелирных украшений) определены правила ухода. В них предписано бережное отношение. Тем не менее, гладкую глянцевую поверхность можно обслуживать практически любыми материалам.

Устойчивость к химически агрессивным средам позволяет домохозяйкам использовать различные чистящие средства. Даже если поверхность получила мелкие повреждения, то при наличии запаса смолы все погрешности реально исправить.

Эпоксидную смолу часто используют в качестве материала для гидроизоляции. Водонепроницаемость оказывает решающее значение при выборе способов отделки мебели или полов в помещениях повышенной влажности. Например, кухонные столы из эпоксидки имеют длительный срок эксплуатации, в то время как мебель из ламинированного ДСП приходит в негодность после воздействия влаги.

Глянец покрытия не боится ультрафиолетового излучения. Во время всего срока службы изделия из эпоксидки не теряют своей прозрачности и не выцветают. Некоторые марки смол обладают повышенными показателями прочности, что позволяет их использовать для покрытия полов в цехах и ремонтных мастерских.

Что такое эпоксидная смола, как она появилась и как с ней работать