Отвердитель для эпоксидной смолы своими руками дома

Какие отвердители используются для акриловой смолы?

Акриловую смолу применяют в изготовлении камня искусственного вида, её особенностями являются:

полимеризация происходит плавно;
усадка минимальная;
в материале не появляются поры.

Чтобы камень был прочнее, в смолу добавляют отвердитель до 3,5%. Перед тем, как добавлять элемент в смолу, его необходимо выложить на бумагу и просушить. Отверждение акриловой смолы осуществляется при температуре 15 градусов тепла, при низком показателе, реакция значительно замедляется.

Отвердитель хранится во влажном виде, в темном месте при температуре до 20 градусов, так как этот элемент является горючим.

Виды отвердителей

Качественные свойства полимеризирующих веществ для красящих веществ определяет их составом и назначением:

Сиккативы — добавки, запускающие ускорение однокомпонентных ЛКМ.Их присутствие требуется исключительно в масляных составах.
Отвердители — обязательный компонент двухкомпонентных красок и эмалей, в том числе и акриловых.

Непосредственные отвердители добавляют в основу акриловой краски, после чего приступают к окрашиванию. Они имеют определенный период «жизненной» активности, по окончании которого наступает полная полимеризация. Вводить отвердитель необходимо перед окрашиванием, но не ранее. В составе отвердителя для акриловых ЛКМ присутствует полиизоцианат, который содержит соединения, легко и быстро вступающие в реакцию с гидроксильными группами OH.

Как сделать отвердитель смолы своими руками?

Отвердитель должен продаваться вместе со смолой, но его может не хватить. Это происходит из-за того, что не соблюдается точная дозировка, и отвердитель используется быстрее смолы. Поэтому появляется вопрос, можно ли изготовить отвердитель самостоятельно?

Для создания отвердителя в домашних условиях никакие элементы заменить не выйдет, необходимо приобретать специальные вещества химического происхождения, например, Telalit 410, CHS-Hardener P-11, Этал-45М. Для самостоятельного изготовления отвердителя никакие подручные вещества не подойдут.

Такие вещества можно приобрести на рынке или в специализированных магазинах, но они имеют отличие от полиэтиленполиамина. Подходящую пропорцию отвердителя и смолы подбирают пробным способом.

Сделать отвердитель самостоятельно можно с помощью добавления в смолу спирта в сухом виде. Для этого таблетки спирта размельчают, и добавляют в смолу 1 к 10, затем состав оставляют до 12 часов. После того как смесь приобретает вязкость, ею можно пользоваться. Но эффективность такого самостоятельного изготовления может быть сомнительной.

Застывание

Твердость определяется составом, временем покоя, а также температурой катализации. Показатель механического сопротивления смолы непрерывно повышается на протяжении минимум четырех дней с момента ее нанесения.

Полезно узнать > Как залить картинку или фотографию эпоксидной смолой, доступные примеры

В результате спустя сутки состав все еще выглядит мягким, однако в течение дальнейших дней продолжает отвердевать, в конечном итоге уподобляясь жесткому пластику.

Процесс затвердевания относится к экзотермическим явлениям, т.е. сопровождающимся выделением теплоты, возникающим при выливании смолы в толщину свыше 1 см. Молекулы смолы образовывают связи с отвердителем, выделяя теплоту, мгновенно рассеиваемую при незначительной толщине. Но в случае, если литье имеет толщину свыше 1 см, теплота пропадает менее быстро и начинается нагревание состава.

В результате такого нагрева ускоряется реакция, что ведет к еще более значительному нагреванию. Поэтому требуется избежание чрезмерно большого объема смолы для предотвращения появления трещин, пузырьков.

Мнение эксперта

Олег Васильев

Мастер по изготовлению мебели и предметов интерьера из эпоксидной смолы. Создает уникальные вещи на заказ на своем производстве.

Задать вопрос мастеру

Указанные толщины слоев заливки очень индивидуальны для смол разных торговых марок и назначение. Для заливки столов-рек, например, часто используют смеси с замедленным отверждением, то есть низкой скоростью полимеризации. В результате даже при слоях заливки 2-3 см перегрева и закипания смеси не происходит.

Особенности придания цвета

Существует цветная и бесцветная эпоксидная смола. Для окрашивания в быту можно использовать специальные пигменты. Чтобы обеспечить равномерное их распределение в смоле и обеспечения качественного покрытия применяются поверхностно-активные вещества.

Комбинировать смолу можно с разными материалами, например тканными. Допускается сочетание с другими смолами, например полиэфирного типа.

Однако при этом не следует допускать контакта смол в жидком состоянии до их затвердения. Сначала поверхность обрабатывается полиэфирным составом, после отверждения которого наносят эпоксидку.

Традиционные отвердители (ПЭПА, ТЭТА, ДТБ-2)

Отвердители оказывают огромное влияние на смолу, поэтому на их качестве экономить не стоит. Лучше купить средство, сделанное по стандарту и рекомендуемое производителем к конкретному виду эпоксидки. Отвердители бывают традиционными и модифицированными (современными). Самые бюджетные по стоимости ПЭПА и ТЭТА, которые выпускаются многими компаниями, довольно дешевы, удобны в применении, но по качеству уступают дорогим модифицированным средствам.

ПЭПА или полиэтиленполиамин (входит в состав клея ЭДА, ЭДП, ряда грунтов и эмалей) — очень популярный материал. Работать с ним просто, даже не требуется строгого соблюдения технологии. Может применяться при комнатной температуре.

На вид ПЭПА представляет собой вязкую коричневую жидкость, поэтому там, где важно сохранить прозрачный материал, использование отвердителя будет невозможным. До 75 % продукта составляют неконтролируемые примеси, и только 25 % средства участвует в реакции со смолой

Это причина того, что нельзя использовать ПЭПА для изделий, контактирующих с пищей, водой.

ТЭТА или триэтилентетрамин — прозрачная жидкость с резким запахом импортного производства. Представляет собой более качественную замену предыдущего средства. В описании продукта указано, что примеси составляют не более 4 %, но в составе меньше третичных аминогрупп. Это снижает способность к полимеризации при комнатной температуре, и доотверждение лучше делать при повышенных температурах. Строгое соблюдение техники и пропорций в работе с ТЭТА обязательно. Из плюсов следует указать:

высокая прочность,
однородность и прозрачность,
химическая чистота.

Отвердитель ДТБ-2 — смесь аминоэфиров сложного состава, невязкая, окрашенная в желтый цвет жидкость. Позволяет разводить эпоксидку при комнатной температуре. Технические характеристики готового изделия:

высокая ударопрочность,
влагостойкость,
низкая истираемость,
отличный глянец.

ДБТ-2 в смеси с эпоксидкой используется для приготовления заливочных компаундов, наливных полов, смесей для реставрации ванн.

Три фактора замены

Полноценную замену эпоксидной смоле найти невозможно. Приходится жертвовать или твердостью, которая тут вне конкуренции, или долговечностью. Например, такой материал, как полиэфирная смола, уступает эпоксидной ненамного, это достойный аналог. Самый массовый пример замены, в быту , во время домашних ремонтных или дизайнерских работ, и в строительстве. Тем более, что две эти сферы тесно пересекаются.

Самый частый пример подобной замены, который приводят, это заливка полов. Внешне, сразу после окончания работ, два типа этих покрытий, эпоксидное и полиэфирное, вообще неотличимы, разница скажется позже, по мере исцарапывания внешнего глянца и износа (эпоксидка все же будет покрепче, чем ее альтернатива). Заставляют осуществить такую замену обычно три обстоятельства:

Аллергия на эпоксидную основу или отвердители. В этих случаях сначала пробуют применить защитные меры вроде изолирующих респираторов, плотной одежды, очков и перчаток. Потом пытаются сменить марку смолы или отвердителя, или оба этих компонента, и если только ничего не помогает, ищут альтернативу.
Необходимость реставрации сломанной или разбитой на крупные фрагменты посуды, которая применяется для приготовления или приема пищи – эпоксидка в этом отношении хотя и умеренно, но слегка токсична.
Стоимость эпоксидки. Для крупных работ ее приобретение выливается в приличную сумму. Дешевые же составы иногда получается найти с подобным функционалом. Хотя недорого, это относительное понятие.

КАК ДЕЛАЮТ ЭПОКСИДНЫЕ СМОЛЫ

Впервые эпоксидные смолы синтезировал швейцарский химик П. Кастан в 1938 году, и первой областью их применения было пломбирование зубов. С химической точки зрения эти соединения представляют собой реакционноспособные олигомеры линейной структуры. Олигомеры, как правило,— вязкие жидкости; твердыми эпоксидные смолы становятся только после превращения в сшитые полимеры путем химического взаимодействия с отвердителем.

По своему началу слово «эпоксидный» родственно «эпиграфу», «эпителию», «эпидермису»; приставка «эпи» означает «верхний», корень «оксид» говорит о присутствии кислорода, а в целом название означает «с кислородом наверху». И действительно, в молекуле эпоксидной смолы есть как минимум две функциональных группы, названных эпоксидными.

От эпоксидной группы зависят основные свойства смолы, поэтому удельная доля эпоксидных групп в молекуле служит основной характеристикой олигомера. Ее называют эпоксидным числом, выражают в процентах и часто указывают в названии. Поясним это на примере наиболее распространенных смол ЭД-16 и ЭД-20. Буквы ЭД — аббревиатура наименования этих соединений — эпоксидно-диановые, а цифры указывают, что эпоксидное число равно 16 и 20, и предопределяют количество отвердителя, которое надо добавить к смолам.

Эпоксидно-диановые смолы получают из дифенилолпропана и эпихлоргидрина. Дифенилолпропан (диан) впервые был получен русским химиком А. Дианиным, отсюда и название смол — эпоксидно-диановые. Эпихлоргидрин глицерина — это ядовитая жидкость, из-за нее эпоксидные смолы токсичны, так как в олигомере остается некоторое ее количество в свободном виде.

Не вдаваясь в подробности, синтез эпоксидно-диановых смол состоит в следующем. Дифенилолпропан растворяют в эпихлоргидрине глицерина и добавляют катализатор — едкий натр (одновременно он поглощает побочный продукт синтеза — хлористый водород). Образующееся вещество — глицидиловый эфир дифенилолпропана может присоединить еще одну молекулу эпихлоргидрина глицерина. Продукт этой реакции и есть эпоксидно-диановая смола, простейшая по строению, ее называют диглицидиловым эфиром дифенилолпропана.

Если синтез на этом остановить, то образовалась бы низкомолекулярная смола ЭД-25, так как отношение молекулярной массы двух эпоксидых групп к молекулярной массе диглицидилового эфира равно 0,25. Однако в промышленных условиях получить такую смолу очень трудно; диглицидиловый эфир обладает большой реакционной способностью по отношению к дифенилолпропану, и реакция идет дальше. В результате размер молекулы увеличивается, а само число эпоксидных групп остается прежним, что снижает активность смолы.

Чтобы избежать реакций, увеличивающих молекулярную массу эпоксидных смол, синтез проводят при большом избытке эпихлоргидрина, однако производительность реактора при этом снижается. Советские исследователи разработали новую двухстадийную технологию синтеза эпоксидных смол, более жидких и однородных, нежели те, что образуются обычным путем. Новый способ синтеза не требует излишка эпихлоргидрина, в готовой смеси его остается немного, следовательно, и смолу получают менее токсичную.

Дифенилолпропана пока еще не хватает, и специалисты подыскивают ему замену. Одно из таких соединений удалось найти эстонским химикам. Они сумели выделить из продуктов химической переработки горючих сланцев алкилрезорциновую фракцию. Эпоксидная смола, синтезируемая из сланцевых продуктов и эпихлоргидрина глицерина, похожа по консистенции и свойствам на обычную ЭД-20, однако ее реакционная способность несколько выше, т. е. с отвердителем она реагирует быстрее. Вместо дифенилолпропана можно использовать и другие фенолы, например, р,р’-диоксидифенилметан и р,р’-диоксидифенилсульфон. Особые надежды разработчики эпоксидных смол возлагают на последнее соединение, так как его легко получить из фенола и серной кислоты.

Какие отвердители используются для акриловой смолы?

Акриловую смолу применяют в изготовлении камня искусственного вида, её особенностями являются:

полимеризация происходит плавно;
усадка минимальная;
в материале не появляются поры.

При смешивании эпоксидной смолы с отвердителем необходимо соблюдать правильную технологию, и все пропорции, которые указаны в инструкции.

Для выполнения работы необходимо взять специальную тару для смешивания, деревянный элемент, это может быть палка, и шприцы 2 штуки.

Проходимая реакция отвердителя и смолы не способна быть обратимой, поэтому вначале лучше сделать несколько проб с небольшим количеством материала, чтобы в дальнейшем не испортить весь состав. Также при пробном смешивании, можно определиться с количеством компонентов, и сколько времени будет уходить для высыхания смолы с отвердителем.

Эпоксидная смола должна быть приготовлена в следующем порядке:

Вначале смолу необходимо немного разогреть, чтобы её температура была немного выше, чем комнатная. Это делают для того, чтобы она не была слишком вязкой. При кристаллизации, смолу нагревают до 40 градусов, таким образом, она обретает первоначальное состояние. Нельзя допускать закипания смолы, иначе она станет непригодной. Разогревают её с помощью водяной бани.
Заранее необходимо рассчитать разводимое количество материала, и все необходимые пропорции. В один шприц набирают смолу, и перемещают её в стаканчик.
Затем отмеряют отвердитель, необходимое количество, и добавляют его к смоле.
После этого состав тщательно перемешивают так, чтобы получить однородную жидкость, для этого не используют инструменты электрического типа.

Эпоксидная смола с добавлением отвердителя является готовой к использованию, ею покрывают необходимую поверхность, и происходит постепенное застывание. Наносят состав быстро, так как начинается активный процесс полимеризации, вещество густеет, и изменяет свою структуру. В результате нанесенная высохшая смесь не будет качественной.

При добавлении правильных пропорций эпоксидной смолы и отвердителя, смесь получиться качественной и прочной. Наносится состав быстрыми движениями, нельзя дать ей быстро застынуть. Сделать отвердитель в домашних условиях довольно сложно, для этого необходимо приобретать специальные химические вещества.

Это интересно: Все о штукатурке ручного нанесения

Процесс изготовления

Но все равно рекомендуют эпоксидную смолу немного нагреть. Тогда она будет не такой вязкой, но нужно следить, чтобы она не закипала. Это ее испортит и использовать такую смолу нельзя.

К тому же в процессе нагревания эпоксидную смолу лучше помешивать и следить за уровнем температуры.

Важно правильно рассчитать количество растворителя, которое нужно добавить. Если его будет мало, тогда смола либо останется вязкой, либо же застынет, но будет липкой

Перед смешиванием необходимо внимательно изучить инструкцию, там всегда указывают нужное количество и пропорции. Количество растворителя зависит от состава эпоксидной смолы, поэтому его количество может меняться от 10 до 50 процентов.

Смолу и раствор набирают в разные шприцы. Некоторые производители уже производят материал в таких бутылках с мерными метками, что очень удобно.

Как получить маленьких объем смеси

Во время процесса должна быть температура не больше 25 градусов. В разведенном средстве не должны появляться пузырьки с воздухом, цвет должен быть прозрачным, без различных вкраплений.

Такой материал будет однородный, если весь процесс разведения был сделан правильно.

Получение смолы в большом количестве

Так как при смешивании эпоксидной смолы и отвердителя, первая выделяет тепло, поэтому холодным способом можно пользоваться только для получения малого количества продукта.

Для получения достаточно большого количества средства эпоксидную смолу нужно довести до +50 градусов.

Дальше быстро добавляют отвердевающее вещество. Вода ни в коем случае не должна попасть в смесь, иначе все придется переделывать.

После того, как эпоксидная смесь нагрелась, с ней нужно быстро работать дальше, поэтому заранее подготавливают тару и отвердитель в необходимом количестве.

Отверждение эпоксидных смол

Кроме вышеупомянутых отвердителей кислотного и аминного типов, для отверждения эпоксидных смол применяются отвердители в виде различных синтетических смол. Наиболее интересными и имеющими широкое применение являются:

фенолоформальдегидные,
полиэфирные,
меламино-полиамидные смолы,
мочевиноформальдегидные полиамидные смолы.

Группы, влияющие на отверждение эпоксидных смол:

Гидроксильная группа ОН

Отверждение эпоксидных смол фенолоформальдегидными полимерами происходит за счет гидроксильной группы ОН. Отверждение происходит при 150-160 °С. Полученная композиция (эпоксидно-бакелитовая или эпоксидно-фенольная) обладает очень высокими диэлектрическими, а особенно механическими свойствами, водостойкостью и нагревостойкостью. Эти эпоксидные композиции широко применяются для производства электроизоляционных лаков, клеев.

Карбоксильная группа СООН

Отверждение эпоксидных смол полиэфирами происходит благодаря наличию в молекулах полиэфира карбоксильной группы СООН. Примером может служить отверждение эпоксидной смолы кислой полиэфирной смолой, получаемой в результате конденсации глицерина и адипиновой кислоты (глицерин адипината). Отверждение происходит при 120-150 °С Полученная композиция обладает хорошей эластичностью, механическими и электрическими свойствами.

Эпоксидно-полиэфирные композиции применяются для изготовления электроизоляционных эпоксидно-полиэфирных лаков и компаундов.

Группы NН2 и NН

Отверждение эпоксидных смол полиамидами происходит благодаря присутствию в молекуле полиамида активных групп NН2 и NН. Отверждение композиций происходит при 20-100°С. Эти композиции обладают хорошей эластичностью, имеют высокую ударную прочность, но невысокие диэлектрические свойства. Применяются для изготовления лаков, клеев, компаундов.

Полисульфидные смолы (тиоколы) также применяются для отверждения эпоксидных смол. Полученные композиции обладают высокой эластичностью, ударной прочностью и хорошими диэлектрическими свойствами. Применяются для изготовления эластичных заливочных компаундов.

Функции отвердителя

Тип отверждения эпоксидки сильно отличается от такового у прочих ЛКМ. Если краски, грунтовки, клеящие составы застывают после испарения жидкости, смолу можно отвердить только после добавления специального раствора. Поэтому эпоксидку называют двухкомпонентной.

Отвердитель — жидкое химическое вещество, катализатор (ускоритель) химической реакции и ее полноценный участник. После соединения смолы и отвердителя начинается процесс полимеризации, в результате состав обретает стабильное (твердое) состояние.

Важно добавлять строго установленные пропорции обоих компонентов смеси. Точность соотношения средств определяет следующие свойства конечного материала:

время застывания,
прозрачность,
долговечность,
твердость,
однородность.

Почему правильный химический состав массы так важен? Если нарушить пропорции, качественные характеристики смеси снизятся, как и срок эксплуатации готового компаунда. Верное разведение позволит получить качественный термореактивный состав, который будет обладать такими признаками:

высокая адгезия с большинством известных материалов,
отличная водостойкость, прочность на разрыв, разлом, механическое повреждение и действие химии,
диэлектрические качества,
безусадочная форма или незначительная усадка по время эксплуатации.

Применение эпоксидной смолы

В силу постоянного совершенствования структуры эпоксидного состава, сферы его применения постоянно расширяются. Наиболее часто смола эпоксидная используется в таких целях:

Пропитка стеклонити и стеклоткани. Эпоксидный состав служит склеивающим средством для обработки деталей в авиационной промышленности, производства стеклопластика в строительстве, машино- и кораблестроительстве, для ремонта водного транспорта и кузова автомобиля.
Создание гидроизоляционного покрытия

Водоотталкивающее свойство – важное качество, которым обладает эпоксидная смола. Применение для гидроизоляции бассейнов, подвалов, пола и стен разных помещений, считается важнейшим назначением эпоксидного состава.
Пропитка пористых материалов (бетона, дерева и т

д.) для повышения их прочности.
Придание стойкости химическому покрытию. Так, эпоксидные смолы добавляют в состав красок и других материалов для внутренней и наружной отделки домов.
Изготовление разных герметиков и клеев, применяемых в промышленности и домашнем хозяйстве.
Другие цели: изделия для дизайнерских работ, украшения, бижутерия. Для этих целей используют прозрачную эпоксидную смолу, известную под названием «ювелирная».