какую температуру выдерживает эпоксидный клей двухкомпонентный
Какую температуру выдерживает эпоксидная смола после застывания
Эпоксидным смолам, без использования которых трудно представить себе современное высокотехнологическое производство, часто приходится работать в очень жестких условиях. Это и повышенная радиация, и воздействие на изделия из эпоксидок химических реагентов, и широчайший диапазон температур, от минус 30 до 200°C градусов. Притом имеется в виду не разовое экстремальное понижение или повышение до указанных пределов, а постоянное воздействие таких температур на связывающий материал.
Нет нужды говорить, что бытовой клей ЭДП или смола ЭД-20, ЭД-22 для подобных температурных перепадов не годятся. Уже полностью отвержденные, они начнут сначала трескаться, потом, в зависимости от применимого когда-то отвердителя, вспенятся, не переходя в жидкую фазу, и начнут разрушаться на мелкие фракции, меняя цвет и структуру.
Могут и загореться, опять-таки в зависимости от исходных веществ и в каком виде были полимеризованы, в виде тонкого покрытия или монолита, занимающего определенный и большой объем в пространстве. Тонкая эпоксидная пленка может воспламениться с выделением огромного количества копоти, если она напрямую контактирует с открытым пламенем. Но горение будет продолжаться только до того момента, пока сохраняется такой контакт и идет интенсивная подпитка теплом. Уберите пламя от эпоксидной пленки, и она тут же погаснет.
Поэтому говорить о пожароопасности использования эпоксидных компаундов в быту или при ремонте не стоит. Горят они не лучше других искусственных материалов, и уж намного безопаснее того же вспененного полистирола или пенопласта, вспомните хотя бы ночной клуб «Белая лошадь» с его многочисленным жертвами от продуктов горения потолочной плитки, с выделением при этом фосгена.
Поэтому говорить о какой-то температуре плавления застывшей эпоксидной смолы нет смысла, в подавляющем большинстве случаев она не плавится, а просто разрушается, превращаясь в бесструктурную обугленную массу.
Огнеупорные смолы
Существуют огнеупорные смолы, это, в первую очередь, безгалогенные KDP-555MC80, KDP-540MC75, KDP-550MC65. Первые цифры в индексе после буквосочетания KDP означают критическую температуру, которую может выдержать эта смола, при ее использования в качестве связывающего каких-нибудь композитов. Основная область применения таких огнеупорных смол – авиационная и космическая промышленности, где материалы, сделанные с использованием KDP, применяются в изготовление внешних контуров крыльев, обтекателей, выдерживающих большие динамические нагрузки управляющих полетом стабилизаторов, элеронов и лонжеронов.
Немалую долю в огнестойкость таких материалов вносят углепластики, которые способны выдержать и кратно высокие температуры. Но сама основа приобретает огнеупорные свойства, в первую очередь, из-за вносимых в нее в процессе полимеризации добавок в виде элементоорганических соединений. В первую очередь – кремнийорганики.
Во время модификации эпоксидной смолы этими элементами происходит изменение многих свойств такой смолы, и часто весьма существенное. Изменения не проходят даром, при сохранении главного параметра в виде термостойкости требуется обычно еще какой-нибудь один. Например, сохранение некоторой пластичности или стабильности свойств смолы как диэлектрика, притом в широком температурном диапазоне. Обычно этого добиваются включением в полимерную цепочку ациклических диэпоксидов вместо основы диановых смол, но тогда увеличивается хрупкость изделий из такой смолы.
Обычно, чем больше числовой индекс у эпоксидных смол (ЭД 16, 20, 22) тем вернее под воздействием запредельно-высоких температур состоится переход застывшей, полимеризированной формы смолы сразу в деструктивно-кристаллическое состояние, с предварительным растрескиванием монолита. Перехода в какое-то жидкое агрегатное состояние в поведении смолы не предусмотрено. Возможно разве что некоторое предварительное размягчение, смолы деформируются.
Более стойким к воздействию высоких температур оказываются смолы с числовыми индексами ЭД-6 и ЭД-15. При воздействии относительно низких температур в пределах 200-250°C градусов изделия из такой смолы начинают выделять газообразные продукты и бесцветную вязкую жидкость. Это следствие процессов, обратных полимеризации, которая происходила при отверждении продукта. О полноценной обратной реакции речи, конечно, не идет, процессы деструкции преобладают над «расшивкой» молекул, а указанная температура в ее верхнем пределе является критической и предраспадной. При длительности ее воздействия более часа, а тем более при ее повышении, процессы распада эпоксидных компонентов делаются необратимыми, с резким падением всех присущих материалу свойств.
Самые термостойкие материалы эпоксидного ряда получают синтезом фторированных дифенилолпропанов. Эти вещества играют роль скрытых, или латентных отвердителей, химически-нейтральных к смоле при комнатной температуре, но начинающими активно работать на полимеризацию смолы при воздействии на нее температуры в 100°C и более градусов, когда начинают меняться ее химические и физические свойства. К ним относят дициандиамид, меломин, изофталилдигидразид.
Именно изделия из этих эпоксидных смол, с введенными в них пластификаторами кремнийорганического ряда, ставятся в качестве головок обтекателей у выводимых на орбиту кораблей, пускаются на армированные углепластиком элементы динамического управления ракетоносителями и сверхзвуковыми самолетами.
В перспективе разработка элементов силового каркаса элементов управления гиперзвуковыми аппаратами. Верхний предел температуры для них превышает на настоящий момент 550°C градусов. Хотя этого, конечно, мало, но и химики не стоят на месте, разрабатываются новые методы усовершенствования физических свойств олигомеров. Перспективным представляется направление с введением в состав эпоксидных полимеров мелкодисперсных порошков из тугоплавких металлов или их карбидов, например, карбида вольфрама.
Обычные составы
Впрочем, описываемые смолы сложны в производстве, требуют специальных боксов-реакторов для отверждения, огнеупорных форм, в которых делаются эти отливки, так что массовому потребителю они малоинтересны, да еще и чрезвычайно дороги. Более интересны для него были бы обычные смолы класса ЭД или его аналогов, в которых для отверждения использовались нестандартные вещества, да еще с введением в них наполнителей пластификаторов, повышающих термостойкость.
Наибольший спрос на жаропрочные материалы из эпоксидных смол отмечается у авто- и мотолюбителей. Камнем преткновения у которых чаще всего выступают компоненты соединений в глушителях, которые быстро выгорают. Вот здесь жаростойкость изделий из эпоксидки или материалов с нею может быть усилена применением армирования прокладок углепластиком или даже самым обыкновенным стеклопластиком.
С введением в застывающую смолу в местах соединения или прокладок дополнительного армирующего и цементирующего элемента в виде мелкодисперсных стальных опилок или даже алюминиевой пудры, которая в связке со смолой отлично держит температуру до 340°C градусов. Правда, страдает ударная прочность такой смолы.
Смолы с наполнителями, а тем более армированные, и подавно не поддаются плавлению. Речь может идти только о постепенном их обугливании и разрушении.
Если же говорить о полноценном плавлении эпоксидных материалов при воздействии высокой температуры, то оно возможно только с попеременным воздействием на них быстродействующих едких растворителей и высокой температуры. Тогда, наряду с физическими изменениями в кристаллической решетке полимера будет происходить и химическое ослабление межмолекулярных связей.
Очевидно, что температура эксплуатации эпоксидной смолы имеет широкий диапазон. Здесь все зависит от полимерного состава и добавок, внесенных в него.
Эпоксидный клей
К основным характеристикам, по которым классифицируется эпоксидный клей, принадлежат следующие:
По составу он может быть двух видов.
Консистенция клея бывает двух видов.
Способ отверждения делит клеи на следующие разновидности:
Наполнитель для формы
Смолу хорошо использовать для отливания в формах, как показано на фото. Детали, которые получаются при помощи такого метода, могут быть подвержены механической обработке. Правила, по которым готовят смесь в данном случае, идентичны, уже описанным выше правилам:
В качестве наполнителей для эпоксидных смол применяют:
Подведем итоги
Эпоксидный клей – вещество, о свойствах которого многие слышали. Однако особенности применения и характеристики такого клея известны не многим. С его помощью можно добиться качественного и долговечного соединения. Однако для приготовления вещества потребуется следовать выше описанным правилам.
Технические характеристики эпоксидной смолы
Прежде чем выяснять, какую температуру выдерживает эпоксидная смола после застывания, стоит узнать об основных технических параметрах данной субстанции. Это следующие характеристики:
Эпоксидная смола часто используется в декоративных целях
Температурный режим плавления вещества
По техрегламенту установлено, что температура, при которой происходит плавление эпоксидки, составляет +155⁰С. Но, учитывая заявленные технические характеристики, говорить о том, что эпоксидка станет плавиться, сложно. Даже термостойкий эпоксидный клей или привычная для бытовых работ эпоксидка ЭД-20 после полимеризации даже в условиях сверхвысоких температур будут вести себя следующим образом:
Некоторые смолы (в зависимости от типа используемого отвердителя) могут загораться, причем выделяя большое количество копоти. Процесс горения продолжится до момента тепловой подпитки (например, в условиях открытого пламени). Как только источник огня будет ликвидирован, застывшая смола гореть перестанет.
Даже при горении эпоксидка намного безопаснее многих иных искусственных веществ. Например, пенопласта или вспененного полистирола. Поэтому говорить о том, какую температуру выдерживает эпоксидный клей до момента плавления, не имеет смысла. Практически всегда отвердевшая эпоксидка не плавится, а разрушается, превращаясь в обугленную бесформенную массу.
Есть ли быстрозастывающие смолы
Все эпоксидки подразделяются на две крупные группы. Это конструкционные смолы и декоративные (или ювелирные). Декоративные эпоксидные субстанции отличаются прозрачностью и более быстрым временем полимеризации. Используются они в основном для дизайнерских работ для изготовления сувенирной продукции.
Декоративные смолы имеют более быстрое время застывания
Допустимая температура эксплуатации готовых изделий
Техническими регламентами приняты определенные нормы эксплуатации изделий и отремонтированных вещей, при работе с которыми использовалась эпоксидная смола. Это следующие показатели:
Но некоторые марки эпоксидок, по оценкам производителей, обладают иными показателями. Например, такими экстремальными (предельно допустимыми) показателями:
Подобные эпоксидные субстанции являются специфическими. Многие профессионалы относят их даже не к эпоксидным, а к эпоксиднокремнийорганическим. Дополнительное включение кремния и создает повышенную устойчивость субстанций к тепловому воздействию.
Какую температуру и нагрузку выдерживает
Изделие, склеенное эпоксидкой, без проблем держит любые вибрационные нагрузки. Место склеивания имеет высокую ударную прочность и поэтому не повреждается даже в результате сильных ударов.
Что нужно знать при использовании эпоксидного клея
Вопрос, как пользоваться эпоксидным клеем, интересует многих. Следует знать, что эпоксидка проявляет свои заявленные качества только после полимеризации, катализатором которой выступает специальный отвердитель. Весь процесс работ заключается в следующем:
Как подготовить клей к работе
Чтобы ремонт вышел качественным, следует знать, как клеить эпоксидным клеем. Конечно, все нюансы, как смешивать отвердитель к клеящему составу, прописываются в прилагаемой инструкции. В классическом варианте на 10 частей смолы берется 1 часть отвердителя-катализатора. Причем в смолу постепенно добавляется отвердитель, а не наоборот.
Смола при добавлении к ней отвердителя начинает отвердевать (этот процесс необратимый). Поэтому готовую субстанцию следует немедленно использовать, хранить ее долгое время нельзя, иначе клей испортится. Специалисты советуют не готовить слишком много состава, а лишь такое количество, которое требуется при текущем ремонте.
Правила разведения массы
Замешивают клеящую массу очень аккуратно, учитывайте, что эпоксидка при включении к ней отвердителя, начинает выделять тепло. Размешивают субстанции. Лопаткой или палочкой из дерева очень тщательно и долго. Но порой смолы получается излишне густой. В этих целях можно воспользоваться специальным растворителем для эпоксидки либо немного разогреть массу на пару при температуре в +55–60⁰С.
Перед использованием смолу необходимо подготовить к работе
Разбавить слишком густую субстанцию помогут и иные слабые растворители. Например:
Можно использовать и иные органические вещества. Но следите, чтобы объем используемого растворителя не превышал 4–5% общей массы смолы. В ином случае состав клеящей субстанции потеряет свои качества.
Время сушки
Период полимеризации различен и зависит от многих факторов. Например, от вида используемого клея. Так, холодная сварка полностью отвердеет спустя 10–25 минут. А вот для жидких субстанций необходимо несколько часов, а полностью такие смеси отвердевают через 1–1,5 суток.
Не нужно работать с эпоксидным клеем на холоде, при минусовых температурах. Оптимальное время для схватывания поверхностей: +10–30⁰С.
Нормы расхода
Расход клеевой субстанции напрямую зависит от толщины наносимого слоя. В среднем этот показатель равен 1,1 кг клея на квадратный метр поверхности при нанесении слоя в 1 мм. Но расход увеличивается при работе с различными пористыми поверхностями (дерево, бетон и пр.).
Техника безопасности
Эпоксидные клеи становятся полностью безопасными для человека только после полного отвердевания. При работе с жидкой субстанцией требуется соблюдение определенных правил безопасности:
Для работы следует использовать перчатки
Марки
Остановить выбор лучше всего на таких 4 разновидностях клея с качественными характеристиками:
Клей «Момент» Эпоксилин.
Определить, какой производитель будет получше, можно только опытным путем и с учётом основного предназначения и характеристик разновидностей.
На видео: Эпоксидная смола ЭДП, хитрости использования.
Полезные советы по хранению и применению клея
Для использования дома
Современная промышленность выпускает несколько марок клея для домашнего использования.
Наиболее популярными составами являются:
Эпоксидный клей: состав и свойства
Клей эпоксидного состава эдп представляет собой синтетический термореактивный продукт. Средство является комбинацией главного элемента эпоксидной смолы и дополнительных веществ, таких как растворители, отвердители, пластификаторы и наполнители.
Растворители для эпоксидного клея:
Для получения наиболее качественного склеивающего материала необходимо растворителя брать не более чем 3-5% в отношении объёма сухой смолы. Так как раствор сложно удалить из клеевого соединения, превышать количество растворителя не следует
Важно учитывать, что спирты ускоряют затвердевание эпоксидного клея
Наполнители эпоксидной массы:
В роли пластификаторов выступают эфиры фталевой и фосфорной кислоты. Специалисты рекомендуют пользоваться олигомерными и полимерными пластификаторами, использовать олигоамиды и олигосульфиды, поскольку их применение влияет на физико-механические качества эпоксидного материала, позволяя их регулировать и повышая качество склеивания.
При удачном соединении необходимых компонентов, должна получиться клеевая масса, которая будет обладать такими качествами:
клей не подходит для работы с полиэтиленом, тефлоном и силиконом;
в работе нужно быть предельно внимательным, так как состав очень быстро застывает и при выявлении огрехов исправить их будет невероятно сложно и затратно;
важно соблюдение мер безопасности в работе с материалом, так как при попадании в глаза или на кожу, отмыть клей будет очень проблематично.
Основные особенности вещества
Эпоксидные клеи быстрого отверждения после добавления в основной состав отвердителя быстро полимеризуется. Отвердевшая масса отличается следующими качествами:
Но следует знать и о некоторых минусах такого клея. Например, не все поверхности поддаются склейке – тефлон, силикон и полиэтилен эпоксидка соединить не сможет. Учитывайте и ускоренное время полимеризации, поэтому при наличии огрехов при склеивании, убрать их потом будет очень трудно.
Клей работает не со всеми материалами
Где используется
Благодаря своим высоким техническим качествам, универсальности, эпоксидный клей активно используется в самых разных отраслях современной промышленности. А именно:
Разновидности клея
Специалисты выделяют две крупные группы клеевого эпоксидного состава. Это:
В продаже также можно встретить и различные модифицированные составы. Температурный режим полимеризации таких модификаций колеблется в пределах +60–120⁰С. Такие клеевые субстанции используются для склеивания различных материалов, обладающих стойкостью к растворителям, нефтехимии и маслам.
В бытовом, домашнем использовании распространены несколько марок эпоксидного клея. Они узнаваемы и знакомы практически всем:
Вреден ли эпоксидный клей для здоровья
При работе с клеевой субстанцией на основе эпоксидки следует знать, что она представляет опасность для здоровья. При работе с нею обязательными становится использование средств личной защиты: перчаток, маски-респиратора и очков. При попадании клеевой массы в желудок человек рискует столкнуться с серьезным отравлением, а контакт с кожными покровами приводит к развитию аллергических реакций.
Консистенция клея и её различия
По структуре можно выделить два типа эпоксидного клея:
Существуют также модифицированные составы эпоксидного клея, их температура затвердевания колеблется от +60 до +120 градусов по Цельсию. Применяется такой материал для склеивания металлов и неметаллов, обладающих стойкостью к маслам, топливу и другим органическим растворителям.
Особо прочными считаются средства горячего затвердевания, с температурой от +140 до +300 градусов. Такие композиции обладают жаропрочностью и имеют высокие электроизоляционные характеристики.
Помимо эпоксидных соединений, использующихся в производстве и промышленности, существует ряд универсальных эпоксидок, применяющихся в быту:
Существующие разновидности
Центральный компонент клея – эпоксидная смола. Материал представляет собой синтетический олигомер, которые применяется без дополнительных веществ. Эпоксидная смола выступает незаменимым составляющим лакокрасочных и отделочных материалов. Консистенция смолы зависит от материала, частью которого выступает.
По составу
Рынок эпоксидных клеев представлен двумя группами:
Однокомпонентный состав эпоксидного клея готов к склеиванию после распечатывания емкости для хранения. В состав, помимо эпоксидной смолы, входят органические растворители, предотвращающие полимеризацию. Однокомпонентный состав задействуется при склеивании мелких деталей, герметизации сантехнических швов и соединении труб. Еще одна сфера бытового применения – рукоделие. Нельзя хранить клей в открытом состоянии, т. к. он быстро высыхает, что и является недостатком однокомпонентного эпоксидного клея
Среди плюсов материала важно отметить:
Застывание однокомпонентного состава происходит при комнатной температуре, поэтому не требуется приборов для нагревания. Двухкомпонентный состав поставляется в двух отдельных тюбиках. Один тюбик содержит вещество на основе эпоксидной смолы, а второй – отвердитель, выполняющий полимеризацию. Отвердитель выпускается в жидком или порошковом виде. Плюсами состава являются:
Двухкомпонентный эпоксидный клей фиксирует детали из металла, древесины, пластика и стекла. Материалы комбинируются в любой последовательности, что не влияет на прочность склеивания
Соединение сохраняет эластичность, что важно при вибрационных нагрузках. Клей наносится небольшим шпателем или палочкой
Перед нанесением на поврежденный участок требуется смешивание двух компонентов. Требуется правильный расчет количества отвердителя, добавляемого к основному составу. Если будет излишек отвердителя, то «живучесть» раствора будет низкой, полимеризация происходит быстро, что усложняет склеивание. Недостаток отвердителя препятствует набору прочности, что приведет к ненадежному соединению деталей.
По консистенции
Клеи различаются не только по составу, но и по консистенции. В зависимости от вязкости клея выделяют:
Гель обладает меньшей текучестью, чем жидкость, поэтому его проще применять на участках с большими повреждениями. Клеи с гелевыми составами расходуются экономнее жидких составов. Глубокие повреждения нуждаются в интенсивной текучести состава для обволакивания места разрыва. Жидкие клеевые составы проще наносятся и самостоятельно покрывают обрабатываемый участок. Время полимеризации жидких клеев больше, чем у гелеобразных. Пластичные массы эпоксидных клеев представляют собой вещество, схожее с пластилином. Компоненты поставляются в отдельных упаковках или в одной. Если это одна упаковка, то отвердитель находится поверх эпоксидного компонента.
Для начала полимеризации отвердитель и эпоксидная часть тщательно разминаются руками. Компоненты смешиваются до однородной массы. После этого есть пятнадцать минут для нанесения клея на место повреждения. Другое название двухкомпонентных эластичных составов – холодная сварка. Пластичный клей подходит для склеивания деревянных, металлических и пластиковых поверхностей. Недостаток метода – выступающая масса клея после полимеризации.