Робота з епоксидними смолами
Наведений матеріал не є офіційною інструкцією щодо використання та носить лише рекомендаційний характер.
Даний матеріал містить інформацію про роботу з епоксидними смолами в найбільш типовій області їх застосування – виготовлення епоксидного клею, як просочувальний матеріал разом зі склотканкою для виготовлення та ремонту різних корпусів (човни, елементи кузова автомобіля та ін.) або виконання гідроізоляції приміщень (підлога та стіни підвальних приміщень, басейни) тощо.
1). Рекомендуємо вибрати оптимальне для Ваших цілей співвідношення смоли, затверджувача і пластифікатора шляхом виготовлення невеликих пробних зразків. Реакція смоли з затверджувачем необоротна, у разі помилки – смола буде зіпсована.
2). Час полімеризації (желатинізації, гелеутворення) - час, необхідне для даної маси епоксидної смоли для її звернення в твердий стан і відповідає наступному правилу: час полімеризації залежить від температури суміші та відношення площі маси смоли. Наприклад, якщо 100 г суміші епоксидної смоли з затверджувачем ПЕПА звертаються в твердий стан за 30-50 хвилин при вихідній температурі 22-24°С, то при вихідній температурі 15°С на це потрібно більше години часу. А якщо при тих же 22-24°С ці 100 г суміші епоксидної смоли з затверджувачем розмазати площею в 1 мІ, полімеризація займе понад 2 години.
Тому замішуйте стільки смоли, скільки ви можете виробити її до моменту схоплювання (желатинізації).
Якщо Ви все ж таки надумали попрацювати з великою кількістю - рекомендуємо, відразу ж після змішування смоли та затверджувача розлити її на більш-менш дрібні порції - інакше можна просто не встигнути з нею попрацювати, смола швидко встане, а то й закипить.
3). Швидкість полімеризації суміші епоксидної смоли з затверджувачем хоч і залежить від первісної температури - сам механізм полімеризації від неї не залежить. Реакція епоксидної смоли з затверджувачем необоротна.
Реакція суміші у рідкому стані протікає швидше. По ходу полімеризації смола змінює свій стан з рідкого на липкий, в'язко-гелеподібний. У міру наростання твердості швидкість реакції уповільнюється, поступово втрачається липкість. Згодом липкість зникне, але смола продовжить набирати свою твердість та міцність. Вважається, що остаточне затвердіння досягається через 24 години за температури 22-24°С.
Однак ступінь затвердіння і після 24 години не перевищить 65 - 70% остаточної міцності. Це твердження особливо актуальне якщо використовуються реактивні затверджувачі, наприклад, такі як ПЕПА, а для затверджувачів нового покоління, наприклад ANCAMINE-1618; 2519 це менш актуально.
Для підвищення міцності (з використанням тієї ж ПЕПА) рекомендується проводити термообробку при 60-100 ° С протягом 2-12 годин.
Якщо термообробка не проводилася, затвердіння епоксидної смоли продовжуватиметься протягом наступних кількох тижнів, досягнувши зрештою точки, коли подальше затвердіння вже буде неможливо.
4). Незахищена епоксидна смола погано переносить сонячне світло (УФ-випромінювання). Приблизно через півроку (час досить умовно і від багатьох чинників), починається її помутніння, руйнація з частковою втратою її фізичних властивостей. Тому готовий виріб необхідно захищати за допомогою фарб, лаків тощо. містять УФ захист.
В даний час з появою нової генерації затверджувачів проблема ультрафіолетового захисту вирішена без застосування додаткових заходів. Зокрема до них відносяться
5).Епоксидні смоли можуть у процесі затвердіння утворювати на поверхні тонку, липку плівку. Вона формується в присутності вуглекислого газу та пари води, особливо в холодну, сиру погоду. Ця плівка водорозчинна і має бути видалена механічно перед шліфуванням або фарбуванням.
При необхідності розігріву смоли, компонентів або суміші, наприклад для полегшення перемішування, зменшення ймовірності утворення бульбашок повітря, підвищення їх виходу на поверхню суміші, застосовують так звану «водяну баню», при цьому є ризик попадання води в суміш, що не допустимо.
Ще однією причиною утворення липкої, каламутної плівки на поверхні – не дотримання
необхідного співвідношення смоли та затверджувача.
Всі знають, що при роботі з епоксидною смолою марки ЕД-20, затверджувач можна додавати скажемо так, «на вічко» - 1 до 10. Ця смола допускає певні відхилення в той чи інший бік. Вона все одно спрацює.
Інша річ працюючи з епоксидними смолами імпортного виробництва. Тут необхідно точно дотримуватись пропорцій у співвідношенні смола-затверджувач. Тут не обійтися без електронних ваг. Зазвичай це 13% затверджувача до ваги смоли.
При помітному відхиленні у пропорції, у результаті страждає сама міцність готового виробу, а разі надлишку отверджувача, смола стає корозійно-активної.
6).Щоб готовий виріб було пластично, не ламалося, не тріскалося з часом в епоксидну смолу потрібно додавати пластифікатор. Пластифікатор обов'язково необхідно використовувати при виготовленні досить великих виробів, оскільки можлива поява тріщин ще на стадії затвердіння.
7). Застосування універсального пластифікатора ДИБУТІЛФТАЛАТ (ДБФ):
Область застосування ДБФ дуже широка, одна з них - пластифікація епоксидних смол. ДБФ досить погано реагує (перемішується) з епоксидною смолою, що дає невеликий пластичний ефект, але його зазвичай буває достатньо для запобігання розтріскування готового виробу при затвердінні та на морозі. Для збільшення цього ефекту епоксидну смолу з пластифікатором (ДБФ) необхідно "варити". Для цього зручно використовувати водяну баню - опустити ємність зі смолою у воду і постійно перемішуючи довести до 50-60°С.
Спочатку до смоли додають пластифікатор. Епоксидну смолу разом із ДБФ необхідно повільно нагріваючи до температури 50-60°З постійно перемішувати протягом 2-3 годин. Це необхідно для успішного протікання хімічної реакції між смолою і ДБФ, в іншому випадку вийде суміш, яка не матиме необхідних властивостей.
Увага!
• необхідно уникати попадання води у смолу.
• необхідно уникати нагріву смоли вище 60 ° С, т.к. можливе "закипання" смоли (смола стане матово-білою і покриється піною) - така смола непридатна до використання.
Оскільки виконати вищеописану процедуру важко, краще, у тому числі для надання потужнішого пластичного ефекту, використовувати пластифікатор ЛАПРОКСІД ДЕГ-1.
8).ЛАПРОКСИД ДЕГ-1 сама по собі епоксидна смола, також є пластифікатором та активним розріджувачем. ДЕГ-1 чудово поєднується з епоксидною смолою, що дає потужний пластичний ефект. Пропорція 5-7% ДЕГ-1 до маси смоли. Епоксидна смола разом з ЛАПРОКСИД ДЕГ-1 може зберігатися як завгодно довго, таку смолу називають
модифікованою епоксидною смолою, тобто. із зміненими властивостями.
9).Після змішування смоли з пластифікатором додають до неї затверджувач. Смолу необхідно охолодити до 22-24 ° С (при застосуванні ДБФ), щоб зменшити ризик закипання смоли. Стандартне співвідношення (для ЕД-20) смолу – затверджувач – 1:10. У деяких специфічних технологічних процесах воно може сильно відрізнятися від загальноприйнятого - бути від 1:5 до 1:20, але в переважній більшості випадків використовується співвідношення, близьке до стандартного. Для смол імпортного виробництва таке співвідношення 13% затверджувача до маси смоли.
10). Затверджувач необхідно лити в епоксидну смолу дуже повільно, ретельно і постійно перемішуючи, так що в результаті затверджувач поступово був присутній у всьому об'ємі смоли (це стосується і пластифікаторів).
Сильна передозування затверджувача навіть тимчасово в частині ємності може призвести до «закипання» смоли (смола стане матово-білою і покриється піною), в цьому випадку вся смола буде зіпсована. Необхідно мати на увазі, що процес змішування смоли з екзотермічний затверджувачем (виділяється тепло), смола буде нагріватися. Іноді в процесі додавання затверджувача або відразу після змішування виникає лавиноподібний процес - смола дуже швидко сильно нагрівається і практично моментально «встає» (затвердіває). Це пов'язано з передозуванням затверджувача або з високою температурою температури смоли.
11).Життєздатність суміші смоли із затверджувачем зазвичай від 30 хв. до 1 год. (залежить від температури смоли, типу затверджувача та його кількості).
12). Для затвердіння епоксидної смоли в холодну пору року рекомендується додавати масу 1 -2 % прискорювача.
Є епоксидні смоли, призначені для роботи в холодну пору року. Наприклад смола DER-353, яка і за мінусової температури залишається рідкою.
13). Для кожного конкретного виду робіт, необхідно виробити свою власну, найбільш підходящу технологію, яка буде включати кращі марки епоксидної смоли і компонентів, їх точні пропорції та особливості технологічного процесу.
Так, наведемо деякі приклади:
- при роботі з епоксидною смолою ЕД-20 у температурному режимі від +18-30°С з використанням ПЕПА, затверджувача необхідно від 9-10% від маси смоли;
- при роботі з ЕД-20, при нижчих температурах від +2 до +18 ° С використовують затверджувач УП-583Д, у межах 18-22%;
- використовуючи компаунди К-115; К-153; К-153А від +18 до +30 ° С з затверджувачем ПЕПА -
його потрібно 7-8%;
- застосовуючи ті ж компаунди К-115; К-153; К-153А при температурі +2 до +18 ° С з затверджувачі УП-583Д останнього потрібно 15-16%;
Примітка: чим нижча температура при якій ви працюєте з епоксидними смолами,
тим більше необхідно додавати затверджувача.
- готовий виріб, який експлуатуватиметься при температурі +90; +100°С, використовуючи ЕД-20 з ПЕПА (зазвичай затверджувача 10%), виріб розм'якшуватиметься, стаючи дещо еластичним, але при цьому повністю збереже свої властивості;
- при тих же +100 ° С виріб залишиться жіночим (розм'якшуватися не буде) з використанням затверджувача УП-583; УП-583Д з пропорцією 16% від ваги смоли;
- УП-583; УП-583Д - 20% до ЕД-20, при 100 ° С - поверхня жіноча;
- компаунди К-115; К-153; К-153А з використанням УП-583; УП-583Д (16%), поверхня тверда;
- епоксидні смоли імпортного виробництва, що замішують з ПЕПА (13%), при оптимальній кімнатній температурі 22-24°С;
- епоксидні смоли імпортного виробництва, застосовуючи затверджувачі УП-583; УП-583Д - (22-25%), за тих же 22-24°С;
Примітка: вироби, які експлуатуватимуться при температурах +90; +100°С,
виготовлені з використанням епоксидних смол імпортного виробництва будуть поводитись приблизно так само, як і з ЕД-20.
14). Якщо епоксидна смола довго зберігалася, перед початком робіт переконайтеся, що смола не кристалізувалася, що вона порозрачная, не каламутна, інакше спробуйте нагріванням до 40-50°З інтенсивним перемішуванням повернути її в прозорий стан.
15). Якщо виготовляється виріб з досить товстим шаром з епоксидної смоли, матеріал накладається шарами, чекаючи первинної полімеризації попереднього шару перед нанесенням наступного.
16). Відливаючи епоксидну смолу у форму, для полегшення можливості відокремлення готового виробу від форми, форма злазиться жиром, наприклад - технічним вазеліном.
Епоксидка дуже погано пристає до таких речовин, як поліетилен, полістирол, оргскло, фторопласт і т.д., а якщо на ці матеріали ще й нанести захисний шар (наприклад з мастики для паркету або той самий технічний вазелін), то після полімеризації епоксидка легко від них відокремлюється. Відлитий виріб надалі можна піддавати механічній обробці.
17). Перерахунок «показника епоксидної еквівалентної ваги» (г/екв), що вказується в технічних характеристиках епоксидних смол імпортного виробництва, у звичний для нас показник – «масову частку епоксидних груп» у %,
y = 43 / x * 100 де
y – масова частка епоксидних груп, %
x – епоксидна вага, г/екв,
Наприклад, якщо в паспорті епоксидної смоли імпортного виробництва «епоксидна еквівалентна вага» знаходиться в межах 186-192, то в перерахунку, згідно з формулою, «масова частка епоксидних груп» становитиме 22,39-23,11 %.
18). Перерахунок показника «зміст епоксидних груп» (ммоль/кг), показник «масова частка епоксидних груп» у %,
y = x * 43/10000, де
y – масова частка епоксидних груп, %
x – вміст епоксидних груп, ммоль/кг,
Наприклад, якщо в паспорті епоксидної смоли імпортного виробництва «зміст епоксидних груп» знаходиться в межах 2000 – 3320 ммоль/кг, то в перерахунку згідно з формулою «масова частка епоксидних груп» складе 8.6 – 14.2 %
19). Перерахунок показника «зміст гідролізованого хлору іонів» у ppm, зазначений у характеристиках епоксидних смол імпортного виробництва у звичний для нас показник «масова частка хлору, що омилюється» у %,
y = x/10000, де
y – масова частка хлору, що омилюється, в %;
x – вміст гідролізованого хлору іонів у ppm,
Наприклад, якщо в паспорті епоксидної смоли імпортного виробництва вміст гідролізованого хлору іонів дорівнює 500 ppm, то масова частка хлору, що омилюється, буде не більше 0,05%.
20). Співвідношення кількості затверджувача до смоли.
Використовуйте так званий стехіометричний коефіцієнт (Кс) (Л.Я. Мошинський). При множенні епоксидного числа на коефіцієнт (Кс) отримуємо кількість затверджувача в грамах, необхідне затвердіння 100 г епоксидної смоли. Наводимо типові величини Кс для деяких широко розповсюджених марок затверджувачів холодного затвердіння: ПЕПА - 0,65...0,72 залежно від складу ПЕПА та умов затвердіння; -300 - 3,0; АФ-2 – 0,85; УП-583Д – 0,9; УП-0633М – 1,0; ДТБ-2 – 2,77.
Враховуючи значні відхилення параметрів затверджувачів від середніх значень, у всіх випадках рекомендується проведення технологічних проб та перевірка часу желатинізації суміші у стандартних умовах. Особливо для ПЕПА рекомендується перевірка амінного числа затверджувача.
21). При необхідності епоксидну смолу додають різні наповнювачі. Це може бути практично що завгодно, але тільки сухі наповнювачі - алюмінієву пудру, борошно, металеву і деревну тирсу, цемент, до всіляких сухих пігментів, і т.д.
Наповнювач краще вводити після змішування смоли із затверджувачем – знижується ризик порушення пропорції.
22). Для зменшення в'язкості епоксидної смоли її розбавляють різного роду розчинниками, наприклад: ацетоном, спиртом, розчинниками 646, 650 і т.д. При цьому
рекомендується вводити їх безпосередньо перед самим використанням і не більше 10% від маси суміші. Розведена епоксидка при цьому має невелику усадку і втрачає в результаті
міцності, а поверхня може бути пористою. За дотримання цього правила (не більше 10%), до того, як епоксидка встане, весь розчинник до цього моменту випарується і в результаті
не постраждають її властивості.
У таблиці наведено рекомендовані співвідношення затверджувачів до епоксидних смол у % при температурі 22-24°С
|
|
ПЭПА |
ДЕТА |
ТЕТА |
УП-583Д |
УП-0633М |
Ancamine |
|
DER-331 |
13 |
11-14 |
13 |
20-22 |
19-25 |
50-55 |
|
DER-353 |
13 |
11-14 |
13 |
20-22 |
19-25 |
50-55 |
|
Epikote 828 |
13 |
11-14 |
13 |
20-22 |
19-25 |
50-55 |
|
Epoxy 520 |
13 |
11-14 |
13 |
20-22 |
19-25 |
50-55 |
|
Epoxy 525 |
13 |
11-14 |
13 |
20-22 |
19-25 |
50-55 |
|
XZ-92466 |
13 |
11-14 |
13 |
20-22 |
19-25 |
50-55 |
|
К-115 |
8 |
9-10 |
10 |
16 |
16 |
40-45 |
|
К-153 |
8 |
9-10 |
10 |
16 |
16 |
40-45 |
|
ЭД-20 |
10 |
10 |
10 |
20 |
20 |
50 |
|
ЭД-16 |
10 |
10 |
10 |
20 |
20 |
50 |
|
Эпидиан-6 |
12 |
11-14 |
13 |
20-22 |
19-25 |
50-55 |
УДАЧІ В РОБОТІ