Модифицированные эпоксидные смолы: свойства, разновидности, пропорции приготовления

Поговорим об одном из популярных полимеризуемых составов, широко используемом в крупном и мелкосерийном производстве, строительстве и даже в домашнем хозяйстве. Впервые появившись на рынке в 50-е годы ХХ века, эпоксидная смола сразу стала востребованной во многих сферах деятельности, от производства композитных материалов и судостроения до ручного изготовления бижутерии.

Эпоксидный состав: пропорция смолы и отвердителя

Каждый, кому приходилось работать с эпоксидной смолой, знает, что это двухкомпонентный состав:

• эпоксидная смола – жидкость средней и высокой вязкости, цвет которой у разных производителей может колебаться от соломенно-жёлтого до винно-красного;
• отвердитель, преимущественно представляющий собой фенольные соединения, третичные амины либо аналоги этих веществ.

Только после смешивания компонентов в определённой пропорции начинается полимеризация. Продукт отверждения представляет собой сшитый полимер высокой прочности с минимальным впитыванием воды и великолепной адгезией к большинству материалов.

Важно! Эпоксидная смола является реактопластом, т.е. реакция отверждения является необратимой. Вновь сделать вещество текучим или хотя бы мягким невозможно ни под действием растворителей, ни под нагревом.

Пропорция смеси

Основное правило разведения эпоксидной смолы: необходимо как можно более точно придерживаться пропорций, указанных производителем. Для каждой модификации применяется своё соотношение эпоксидки и отвердителя. Нарушение пропорции чревато ухудшением качества конечного продукта. При повышенном содержании отвердителя он становится твёрдым, но недостаточно прочным, и изделие может разбиться при сильном ударе. Недостаток отвердителя приведёт к тому, что часть смолы останется без полимерных связей, и твёрдое вещество будет липким на ощупь.

Современные составы позволяют точно рассчитывать время, необходимое для полимеризации смеси, однако, если речь идёт о небольших порциях, отверждение можно ускорить, немного нагревая форму с залитой смолой. Достаточно повысить температуру всего на 10°С, чтобы ускорить полимеризацию в два-три раза.

В настоящее время существуют модификации с ускоренным отверждением, а также составы, которые могут застывать при пониженной температуре. Горячая полимеризация используется в промышленности, когда необходимо получить состав высокой прочности, так как под действием высокой температуры образуется большое число полимерных связей.

Разновидности эпоксидной смолы

Современная промышленность предлагает широкий спектр модифицированных смол с заданными свойствами. В бытовой сфере и мелкосерийном производстве, как правило, используются модификации, полимеризующиеся без дополнительного нагрева.

Эпоксидно-диановые смолы

Наибольшее распространение получили эпоксидные диановые смолы, которые получают из эпихлоргидрина и дифенилпропана (диана), взаимодействующих в щелочной среде. Диановые эпоксидные смолы модифицируют добавкой пластификаторов и разбавителей, придавая им нужные качества.

Важно! Чем больше число, указанное в марке диановой эпоксидной смолы, тем выше содержание в ней эпоксидных групп, и соответственно ниже вязкость продукта.

Наибольше распространение получили следующие модификации.

• ЭД-20 – одна из наиболее популярных модификаций, используемая с различными отвердителями. Она входит в состав композитов либо используется в чистом виде. При изготовлении армопластов она играет роль связующего ингредиента. Как один из компонентов, входит в состав герметизирующих и клеевых составов.
• ЭД-22 представляет собой модификацию с пониженной вязкостью. В настоящее время на территории РФ не производится, а продукт, который продаётся различными компаниями под этой маркой, является импортной смолой NPEL-128.
• ЭД-16 – вязкая жидкость, отверждаемая при обычной температуре. В качестве отвердителя доступен широкий ряд органических соединений, благодаря которым свойства конечного продукта варьируют в обширном диапазоне.
• ЭД-10 и ЭД-8 – диановые смолы, обладающие твёрдой консистенцией. До добавления полимеризующего компонента они могут растворяться органическими растворителями и плавиться при повышении температуры.

Эпоксидно-диановые смолы для ЛКМ

В производстве защитных и декоративных красок, лаков, эмалей, а также различных шпаклёвок и заливок используются следующие виды диановых смол.

• Э-40 и Э-40р реализуются в виде раствора в толуоле и применяются в производстве эмалей, лаков, красок и шпатлёвок с высокими защитными, антикоррозионными качествами. Кроме того, благодаря высокой механической прочности их используют для склейки различных конструкционных элементов и композитов.
• Э-41 реализуется в виде смеси с ксилолом и ацетоном. Является важным сырьём для лакокрасочной промышленности в производстве эмалей, красок и шпаклёвок, стойких к разрушающим атмосферным воздействиям, солнечному ультрафиолету и др.

Преимущества эпоксидных смол

Востребованность эпоксидных смол обусловлена их многочисленными достоинствами, среди которых специалисты считают наиболее важными:

• великолепную адгезию к большинству строительных и конструкционных материалов, благодаря которой клеевое соединение получается чрезвычайно прочным;
• минимальную усадку при застывании;
• минимальное влагопоглощение и влагопроницаемость;
• высокую устойчивость к истиранию и абразивам;
• превосходные физико-механические характеристики.

В числе достоинств можно упомянуть простоту приготовления отверждаемой смеси, а также вполне доступную стоимость.

Сферы применения эпоксидной смолы

Победное шествие эпоксидных смол по миру началось во второй половине ХХ столетия, но и сегодня они не потеряли своё значение для целого ряда важных отраслей промышленности.

• Производство стекловолокна. Как компоненты пропиточного состава для стеклотканей эпоксидные смолы незаменимы до сих пор. Кроме того, они востребованы в производстве стеклопластиков и для клеевого соединения элементов стеклопластиковых конструкций, для выпуска печатных плат, машиностроительных конструкций, при изготовлении, ремонте самолётов, автотехники, кораблей, катеров и лодок, а также в различных направлениях строительной отрасли.
• Производство химически стойких покрытий. В составе современных гидрозащитных материалов (жидких, мастик и рулонных) эпоксидные смолы успешно заменили битум. Они применяются в составе красок, лаков, другой внутренней и наружной отделки. В строительстве широко применяются гидрозащитные и упрочняющие пропитки бетона, кирпича, строительного раствора, древесины.
• Прозрачная эпоксидная смола. После разлива в формы и застывания прозрачный твёрдый полимер находит широчайшее использование. Благодаря отличным эстетическим качествам он незаменим в отделке зданий, применяется в создании дизайнерских изделий, в бытовой сфере и домашнем хозяйстве. Диэлектрические свойства вкупе со светопроницаемостью востребованы в электротехнике и электронике.

Источник: http://www.chimexltd.com/