Особенности, характеристики и правила применения эпоксидной смолы марки ЭД-20

Свойства смолы ЭД-20 и применение

Эпоксидно-диановая смола ЭД-20 – прозрачная вязкая жидкость желтого, коричневатого цвета без механических примесей, включений. Она представляет собой плавкий реакционноспособный продукт на основе дифенилолпропана и эпихлоргидрина. Производитель смолы данной марки – ФКП Завод им. Свердлова, также ее выпускает ряд иных компаний. Средняя массовая доля эпоксидных групп в смоле равна 20%, отсюда и обозначение материала.

ЭД-20 комбинируется с разными отвердителями, в некоторых случаях требуется добавление пластификаторов (для уменьшения жесткости готового изделия). Отверждение возможно холодным и горячим способом (при комнатной или повышенной температуре), для этого процесса не требуется прессовое и термическое оборудование. Свойства ЭД-20 таковы:

  • высокая плотность, беспористость готового продукта;
  • отличная твердость, стойкость к механическому повреждению, агрессивной среде, влиянию влаги;
  • термостойкость;
  • диэлектрические и противокоррозионные способности;
  • хорошая адгезия с пластиком, металлом, стеклом, керамикой, деревом, кевларом, углеволокном и многими другими материалами;
  • легкость в работе;
  • малая усадка, низкий удельный вес.

Эпоксидка имеет широкое применение в разных сферах народного хозяйства. Ее используют для ремонта электротехники, компьютеров, радиоэлектроники, деталей и корпусов яхт, лодок, катеров, для производства мебели – столов, стульев.

При помощи ЭД-20 делают красивые столешницы, галантерею, изделия для ванной. Материал хорошо подходит для строительства, машиностроения, авиационной промышленности, приборостроения. Его использование для покрытия стен, создания наливных полов помогает в самых смелых дизайнерских решениях.

ЭД-20 входит в состав различных лакокрасочных материалов – грунтовок, пропиточных лаков, эмалей, заливочных смесей. На основе эпоксидки делают армированный пластик, стеклопластик, стекловолокно.

Для чего применяется

Благодаря столь широкому количеству положительных характеристик, смола эпоксидная ЭД нашла применения во многих сфера. Она часто используется в строительной сфере, промышленности и для бытовых нужд. Может применяться в таких вариациях:

  • Для ремонтных работ технических приборов с электрическими механизмами;
  • В приборостроении;
  • В авиапромышленности;
  • Для производства мебели;
  • Для ремонта частей автомобилей.

Дизайнеры используют ее для создания уникальной мебели, чаще всего она выбирается для покрытия столешниц, применима она и как грунтовочный материал. Используется для изготовления эмалей, лаков, также для получения других марок эпоксидной смолы. В быту часто ее используют, как клеевой раствор.

Нестандартно ее применения, как гидроизолирующее вещество для бассейнов, она входит в состав при создании углеволокна и пластика. Подходит для заливки полов. Даже при производстве бронежилетов может выбираться этот материал.

Технические параметры

Время желатинизации эпоксидки составляет 8 часов, а период полного отверждения равен 24 часам. В описании высшего сорта материала указаны следующие технические характеристики:

  • плотность при холодном отверждении – 1110–1230 кг м3, при горячем отверждении – 1200–1270;
  • массовая доля ионов хлора – 0,001%, омыляемого хлора – 0,3%;
  • массовая доля гидроксильных групп – 1,7%, летучих веществ – 0,2%;
  • вязкость динамическая – 13–20 ПА/секунду;
  • температурный режим для размягчения – до 60 градусов.

Вес смолы

Вес данного материала зависит от такого параметра, как удельный вес смолы. Так как этот материал является сложным, рассчитать удельный вес парафина в полевых условиях не представляется возможным. Данная процедура осуществляется в специальных химических лабораториях. Однако средний удельный вес известен и составляет 1,07 г/см3.

Для облегчения расчетов показателей веса смолы и его удельного веса, ниже представлена таблица с подсчетом этих значений, а также с другими вычислениями для разного вида систем исчислений.
Удельный вес смолы и ее вес в зависимости от единиц измерения

МатериалУдельный вес в (г/см3)Вес куба (кг)
Смола1,071070

Аналоги материала

По входящим в состав компонентам, свойствам и применению есть ряд аналогичных эпоксидных смол из групп ЭД, ТЭГ, КДА. При необходимости ими можно заменить ЭД-20. Ниже приведены самые известные смолы.

ЭД-8

Эпоксидка ЭД-8 производится согласно ГОСТ 10587-84. Она представляет собой растворимый плавкий олигомерный продукт из тех же веществ, что и ЭД-20 (дифенилолпропан и эпихлоргидрин). Смола широко применяется в авиационной, судостроительной, машиностроительной промышленности, при изготовлении лакокрасочных материалов, на стройке, в ремонте техники, электроники. Эпоксидка служит и как связующий компонент для армированного пластика.

По физико-химическим показателям ЭД-8 также мало отличается от ЭД-20. Содержание ионов хлора и омыляемого хлора аналогичное, зато гидроксильные группы в массе не обнаруживаются. Вязкость и температура размягчения такие же. Основное отличие – в массовой доле эпоксидных групп (8%) и времени желатинизации (3 часа).

ЭД-16

Эпоксидная смола ЭД-16 имеет те же свойства и применение, но включает иное число эпоксидных групп – около 16%. Вязкость продукта меньше, чем у ЭД-20, следовательно, желатинизация происходит быстрее (примерно 4 часа). Средство отличается высокими прочностными показателями клеевого шва, но в нем более высокое количество хлора.

ЭД-22

Еще одна эпоксидка на основе эпихлоргидрина и дифенилолпропана, доля эпоксидных групп – 22%. Смола ЭД-22 среди особенностей имеет более высокое время желатинизации – 18 часов, при этом динамическая вязкость составляет 8–12 ПА/секунду.

Э-40

Технология изготовления эпоксидки Э-40 несколько отличается от создания материалов марки ЭД. Продукт получают путем конденсации эпихлоргидрина и дифенилолпропана в щелочной среде с добавлением растворителя толуола. Средство можно переводить в неплавкое состояние путем применения отвердителей – поликарбоновых кислот, их ангидридов, полиаминов.

Сфера применения материала – приготовление эмалей, обладающих высокими защитными свойствами, а также создание лаков и шпаклевок. Кроме того, Э-40 выступает как полуфабрикат для изготовления других эпоксидных смол, клеев и компаундов для заливки. Смола обладает высокой пластичностью, влагостойкостью, в полимеризованном виде не реагирует на действие умеренно агрессивных кислот, щелочей.

Получение

Эпоксидную смолу получают поликонденсацией эпихлоргидрина

с различными органическими соединениями: от фенола до пищевых масел, например, соевого[
источник не указан 1103 дня
]. Такой способ носит название «эпоксидирование».

Ценные сорта эпоксидных смол получают каталитическим окислением непредельных соединений. Например, таким образом получают циклоалифатические смолы, ценные тем, что они совершенно не содержат гидроксильных групп, и поэтому очень гидроустойчивы, трекинго- и дугостойки.

Для практического применения смолы нужен отвердитель. Отвердителем может быть полифункциональный амин или ангидрид, иногда кислоты. Также применяют катализаторы отверждения — кислоты Льюиса и третичные амины, обычно блокированные комплексообразователем наподобие пиридина. После смешения с отвердителем эпоксидная смола может быть отверждена — переведена в твёрдое неплавкое и нерастворимое состояние. Если это полиэтиленполиамин (ПЭПА), то смола отвердеет за сутки при комнатной температуре. Ангидридные отвердители требуют 10 часов времени и нагрева до 180 °C в термокамере (и это ещё без учёта каскадного нагрева со 150 °C).

Инструкция по использованию ЭД-20

Результат смешивания смолы и отвердителя будет сильно зависеть от их пропорции, условий окружающей среды, качества подготовки тары и ряда индивидуальных факторов. Инструкция по применению не всегда пошаговая, в ней обычно указываются лишь точные соотношения компонентов и основные требования к процессу полимеризации. Рекомендуется вначале купить указанный производителем жидкий отвердитель (если он не идет в комплекте) и смешать его со смолой в самых минимальных дозировках. Это позволит увидеть результат и сделать выводы о правильности пропорций.

Смешивание смолы в небольших объемах трудностей не представляет. Для этой цели идеально подходит технология холодного отверждения, когда все работы проводятся при комнатных температурах. Перед смешиванием эпоксидки в большом объеме придется подготовить посуду для нагревания смолы, так как применяется способ горячего отверждения. Эпоксидку греют на водяной бане до температуры 50–55 градусов, после чего производят дальнейшие работы в ускоренном режиме.

Важно учесть, что после добавления отвердителя реакция полимеризации является необратимой, остановить ее невозможно, есть шанс лишь немного замедлить снижением температуры окружающей среды. Неправильно выполненные действия приведут к порче порции эпоксидки, поэтому все расчеты должны быть произведены заранее.

Подготовка смолы

Для холодного отверждения никакой особенной подготовки материала не требуется. Для горячего способа и ускорения пропитки (заливки) рекомендуется нагревать отмерянную порцию средства. Для этого устанавливают водяную баню, располагают на ней емкость с эпоксидной смолой. Важно следить, чтобы ни капли воды не проникло в массу, это испортит ее. Также нельзя перегревать материал, реакция пойдет слишком быстро, а доведение до кипения приведет смолу в негодность. Оптимальным будет нагрев до 55 градусов или меньше. Можно и вовсе опустить емкость с материалом в посуду с горячей водой, дать постоять без кипячения воды. Периодически перемешивать массу для равномерности нагрева.

При хранении или превышении срока годности эпоксидка способна кристаллизоваться. Надо убедиться, что в ней нет кристаллов, мутностей, в противном случае ее подогревают до +40 градусов с интенсивным перемешиванием. Это поможет вернуть материалу прозрачность.

Использование пластификатора

Добавление ряда компонентов поможет пластифицировать эпоксидную смолу. Зачем это нужно? Если изделие в будущем должно выдерживать высокие ударные или иные механические нагрузки, усилие на излом с использованием рычага, его упругость надо повысить. Добавление специальных пластификаторов позволяет частично гасить такие нагрузки. Также их введение рекомендуется для усиления эластичности швов, если эпоксидка будет применяться для склеивания и заливки.

Пластификатор ДБФ

Дибутилфталат, или ДБФ – самый популярный пластификатор для эпоксидки, его добавляют в малом количестве – до 2–5% от общего объема. Средство способно защитить изделия от растрескивания при морозах, ударах. Особенно показано вводить ДБФ при использовании отвердителей ПЭПА и ТЭТА. Если же используется отвердитель Этал 45М, добавления пластификатора не требуется. Недостатком ДБФ можно назвать сложное соединение со смолой, поэтому приходится применять долгое перемешивание с нагревом.

Пластификаторы ДЭГ 1 и ТЭГ 1

Диэтиленгликоль, или ДЭГ 1, сам по себе является эпоксидкой, при этом годится для разбавления основной массы в качестве пластификатора. Рабочая концентрация для ЭД-20 составляет 3–10% – чем больше средства добавлено, тем более смола будет напоминать резину. ДЭГ-1 легко соединяется с эпоксидкой, его намного проще применять, если неважна бесцветность. Из-за оранжевого оттенка данный пластификатор подходит не в каждом случае.

ТЭГ 1 по свойствам и применению схож с ДЭГ 1, но чуть более вязкий по консистенции, имеет коричневый или желтый цвет. Основное отличие в составе – вместо диэтиленгликоля в ТЭГ 1 присутствует триэтиленгликоль.

Использование отвердителя

Отвердитель – полноценный участник химической реакции полимеризации эпоксидной смолы. Он вводится в массу после добавления пластификаторов. Для снижения риска закипания эпоксидки ее температура в момент смешивания с отвердителем должна составлять не более 30–40 градусов.

Обычно вводят 1 часть отвердителя на 10 частей смолы, но пропорции будут зависеть от потребностей, типа готового изделия. В ряде случаев достаточно соотношения 20:1, а иногда, напротив, требуется 5:1. Отвердитель добавляют в основную массу очень медленно, поскольку запуск тепловой реакции может вызвать перегрев и порчу смолы. Быстрое вливание обычно вызывает лавинообразный процесс, когда масса перегревается и мгновенно застывает. К тем же последствиям могут привести слишком большое количество отвердителя, высокая начальная температура эпоксидки.

ПЭПА, ТЭТА и ДЭТА

Полиэтиленполиамин, или ПЭПА, – недорогой и очень популярный отвердитель, он работает при комнатной или пониженной температуре, не требует нагревания исходной массы. ПЭПА не снижает своих свойств даже при повышенной влажности. Он имеет желтый, коричневый цвет, иногда чуть зеленоватый, в его основе – этиленовые амины. Оптимальное количество для добавления в эпоксидку – 13,7%, важно войти в диапазон 10–15%.

Триэтилентетрамин ТЭТА – еще один известный традиционный отвердитель, позволяет готовить смолу при температурах +15…+25 градусов. К минусам можно отнести едкий запах, токсичность вещества. Оно требует строжайшего соблюдения пропорций (для ПЭПА это не так важно).

Отвердитель ДЭТА относится к этой же группе веществ для холодной полимеризации эпоксидных смол. Отличительной чертой является схватывание из воздуха влаги и углерода, поэтому хранить его надо плотно закрытым. Средство отверждает смолы за 1,5 часа.

ЭТАЛ 45М

Этот универсальный отвердитель обладает «заданной пластичностью», поэтому не требует введения пластификаторов. Его консистенция близка к самой смоле ЭД-20, перемешивание будет легким. Температурная реакция от добавления Этал 45М менее бурная, к тому же он не токсичен, не вызывает аллергии, без неприятного запаха.

Виды и химсоставы смолы, применяемой для заливки

Эпоксидка давно и часто применяется людьми в быту. Для любых домашних работ, при которых требуется надежное и твердое соединение – она стала незаменимым помощником.

По составу различают сразу несколько типов смолы:

  • Эпоксидно-диановые, которые маркированы буквами «ЭД» и имеют номера 10,16,20 и 22. К этому же ряду относится и смола ЭП-СМ-ПРО. Данные вещества плотно применяются и в бытовой, и в производственной областях: изготовление сложных материалов (компаундов) с возможностью пропитки, устройство наливных полов, производство клеевых составов и т. п. Вот далеко не весь список области применения подобного типа смол;
  • Эпоксидно-диановые, применяемые в сфере приготовления лаков и красок. Имеют маркировку «Э» с номерами 40 и 40-Р. Незаменимы в создании лакокрасочных покрытий;
  • Эпоксидно-модифицированные – маркировка «ЭПОФОМ» с номерами 1,2,3. Применяются для проведения ремонтных работ;
  • Эпоксидные особого назначения. В их состав могут входить иные вещества, например, резорцином, хлор, поэтому их применение возможно в специальных условиях окружающей среды.

Стоит отметить, что любая эпоксидка включает в себя два элемента – отвердитель и непосредственно сама смола. А разные наполнители придают ей специальные свойства.

Эпоксидка и ее потребительские качества

Себестоимость данного вещества довольно-таки высока. Приобретение небольшого количества для домашних нужд не особо ударит по карману, но вот покупка больших объемов потребует немалых денежных затрат. Однако, популярность смолы среди населения не падает. Объяснить сей факт можно отличными качествами полимера, к которым можно отнести следующие:

  • Прочность скрепления. В отдельных случаях, при высокой степени соблюдения технологии процесса, застывшая смесь вполне может оказать достойную конкуренцию даже отдельным видам бетона;
  • Жаропрочность. Смола способна успешно противостоять высоким температурам (+200 градусов по Цельсию и даже выше);
  • Влагостойкость. При затвердевании смола абсолютно не пропускает и не абсорбирует влагу;
  • Клеящие свойства. Высокий уровень прилипания, последующая соединительная прочность, способная склеивать немалые площади поверхностей;
  • Практическая устойчивость к большинству агрессивных веществ (например, кислоты);
  • Небольшой вес в застывшем состоянии.

Перечисленные свойства характерны для всех видов данных веществ. Свойства могут быть понижены или повышены за счет добавления в смолы особых компонентов, используемых при ее производстве. В процессе приобретения эпоксидной смолы следует удостовериться в обязательном порядке в целевом назначении состава. Данную информацию возможно почерпнуть из сведений, написанных на этикетке либо проконсультировавшись с продавцом консультантом. Даже незначительное отклонение от состава, необходимого для определенных работ, может прямо исказить их результат.

Области использования эпоксидки

Область ее применения довольно широка. Вещество весьма популярно в использовании как для бытовых, так и для производственных нужд. В свою очередь, применяемые для изготовления эпоксидки технологии совершенствуются на постоянной основе, что расширяет сферу ее применения. При этом, состав приобретает обновленные качества.

Чаще всего на производстве смолу используют для решения следующих задач:

  • Склеивание поверхностей и пропитывание стекловолокна. Это необходимо для строительной отрасли, электротехники и радиоэлектроники, авиа- и машиностроения, при производстве стеклопластика, в ремонте машин и судов;
  • Формирования слоя гидроизоляции. Подобный симбиоз эпоксидки с другими материалами используют для покрытия стен в помещениях с высокой влажностью, подвалов, бассейнов, иных резервуаров, в которых хранят жидкости;
  • Создание стойких в химическом плане покрытий для их взаимодействия со внутренними/внешними средами, а также защита пористых материалов;
  • Создание прозрачных деталей, предметов, путем заливания смолы в формы. В дальнейшем такие детали могут быть подвергнуты резке, шлифовке, иной механической обработке.

В случае надобности склейки твердых поверхностей гораздо лучше подойдет эпоксидный клей, чем любой другой смоляной эпоксидный состав. Конечно, эффект прилипания достигнуть получится, но спецсостав (клей) позволит добиться куда лучших результатов.

Жизнеспособность эпоксидки

Временем жизни называют промежуток времени, в который сохраняется жидкое или вязкое состояние массы после введения отвердителя. В этот период эпоксидка пригодна к работе. У разных смол жизнеспособность различная, как и у отвердителей. Обычно этот показатель составляет 30–60 минут.

При добавлении ПЭПА в ЭД-20 время жизни равно 30–50 минут и зависит от температуры, количества отвердителя. Полная полимеризация длится от 24 часов до нескольких суток. Для Этал 45М жизнеспособность в 3 раза больше, а полная полимеризация такая же, что удобно для мастера.

Плотность эпоксидной смолы и её значение

Все мы наверняка помним детскую шутку в которой требовалось сравнить по весу килограмм металла и килограмм ваты. Безусловно, они были равны, хотя по занимаемому объему очень сильно отличаются. Причина здесь кроется в различной плотности — характеристике, показывающей массу той или иной единицы объема веществ.

Вполне логично, что данное свойство присуще, как твердым, так и жидким веществам. Для сложных по формуле — плотность является показателем содержания тех или иных компонентов, а порой и свидетелем качества.

Рассмотрим правильность данного суждения на примере очень популярного в быту и на производстве вещества под названием эпоксидная смола.

Безопасность ЭД-20

Работы с данным средством должны проводиться в хорошо проветриваемом помещении или при наличии качественной вентиляции. Для защиты следует применять респиратор, очки, перчатки, плотную одежду или фартук. ЭД-20 не взрывоопасна, но при попадании в огонь горит.

Степень опасности смолы характерна для веществ 2-го класса воздействия на организм человека. При попадании на кожу часто возникают аллергические реакции, дерматиты. Пораженное место надо обмыть с мылом, протереть спиртом, после смазать вазелином, касторовым маслом.

Производители и стоимость

Средняя цена эпоксидной смолы ЭД-20 на российском рынке составляет 280-400 рублей за 1 кг. Производители фасуют свою продукцию в полиэтиленовые и металлические канистры, в ведра с различным объемом. Некоторые производители предлагают эпоксидную смолу в комплекте с отвердителем, поэтому цена на смолу ЭД-20 может значительно отличаться.

Застывшая эпокисдка

Производством эпоксидной смолы в Российской Федерации занимаются компании:

  • • ООО Химрегион,
  • • ООО База химической продукции Югреактив,
  • • ООО СК Химпром,
  • • ООО Теплоизоляция,
  • • ООО Группа компаний ХимАльянс и т.д.

В мире производство данного материала сосредоточено в:

  • • Китае,
  • • США,
  • • Корее,
  • • Тайване,
  • • Чехии,
  • • Польше,
  • • Иране,
  • • ОАЭ.
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: