Как выбрать эпоксидную смолу для творчества: советы редакции

Эпоксидная смола – что это такое

Эпоксидная смола, или «эпоксидка», известна практически каждому человеку, хотя бы однажды столкнувшемуся с необходимостью что-то склеить, при этом собираемая конструкция должна быть прочной и надёжной. Однако не каждый человек знает, из чего делают эпоксидную смолу и как её ещё можно использовать в других целях. Эпоксидка является одним из видов смол, изготавливаемых из синтетических материалов на основе олигомерных соединений.

В чистом виде она не используется, поэтому перед применением её нужно полимеризировать, для чего используется специальный отвердитель. При соблюдении различных пропорций в смеси «эпоксидка−отвердитель» можно создать продукт, различающийся по своим физическим свойствам и видам применения. Отличительными особенностями этого материала являются: прочность и стойкость к химически активным веществам, отсутствие неприятного запаха и незначительная усадка после высыхания.

Универсальный клей ЭДП – наиболее известная эпоксидка среди пользователей

Универсальный клей ЭДП

Области применения эпоксидной смолы для творчества

Эпоксидная смола – это универсальный материал, который позволяет изготавливать красивые изделия в различных областях использования: украшения и бижутерия, элементы декора помещений и предметы мебели. Для разных целей используются разные виды эпоксидной смолы – прозрачная или цветная, различающиеся по виду наполнителя, добавляемого в состав пред использованием.

Прозрачная

Прозрачная эпоксидная смола используется при производстве рекламных и сувенирных, декоративных и ювелирных изделий, а также при создании полимерных полов с 3D эффектом.

Кроме этого, прозрачная эпоксидка используется на разных этапах выполнения строительно-монтажных работ при сооружении объектов различной направленности. Промышленностью выпускается эпоксидная смола в жидком и твёрдом состоянии, определяющем последовательность выполнения работ с её использованием.

«Magic Crystal-3D» идеально подходит для создания ювелирных изделий и бижутерии

Наиболее востребованными среди пользователей являются следующие марки прозрачной эпоксидной смолы:

• «Magic Crystal-3D» − используется для изготовления ювелирных изделий и бижутерии, а также при заливке глянцевых и 3D-покрытий; Magic Crystal-3D
• «Epoxy CR 100» − используется при изготовлении полимерных полов;
  Epoxy CR 100
• «ЭД-20» − является одним из видов эпоксидно-диановых смол, используемых при создании заливочных и пропиточных составов для строительных работ, а также при производстве герметиков и клеевых составов.
  ЭД-20

Цветная

Данный вид эпоксидной смолы отличается от прозрачной лишь тем, что при его приготовлении используются специальные наполнители, придающие конечному продукту определённый цвет.

Цветная эпоксидка для изготовления ювелирных изделий

Наполнители (поверхностно активные вещества) могут продаваться отдельно от эпоксидки, что позволяет выбрать краситель в соответствии с требуемым цветом или быть в заводской комплектации готовой для дальнейшего использования.

Классификация

Практически все марки эпоксидных смол, которые продаются для бытовых нужд, представлены двухкомпонентным составом. Как правило, основной компонент называют компонентом «А», а отвердитель – компонентом «Б». Эти компоненты хранятся в разных упаковках. Удобная фасовка позволяет оптимизировать расходы, рассчитав количество материала для данного вида работ. В тривиальной классификации смолы можно разделить на две большие группы: полимеры холодного и горячего отверждения.

Смолы холодного отверждения наиболее востребованы в домашних условиях, так как процесс полимеризации протекает при относительно низких температурах, сравнимых с температурой окружающей среды. Для горячего отверждения требуется создание специальных условий. Но именно такие материалы обладают большей устойчивостью к нагрузкам и химически агрессивным средам.

Другой способ разделения смол на отдельные категории связан с компонентом поликонденсации. Если в качестве такового выступают эпихлоргидрин и бисфенол А, то соответствующие смолы называются эпоксидно-диановыми, это самый распространенный вид смол. В России производство полимеров промышленного назначения подлежит сертификации, поэтому маркировка эпоксидной смолы определена ГОСТом. Эпоксидно-диановые смолы имеют обозначение, в основе которого лежит аббревиатура «ЭД» (вышеприведенный пример).

Различают следующие виды смол:

• эпоксидно-диановые смолы;
• эпоксидно-диановые смолы для ЛКМ;
• эпоксидные модифицированные смолы;
• смолы специального назначения.

В представленные категории попадают не все марки. Современные производители осваивают европейские технологии. В результате слияния компаний на российском рынке появляется продукция с зарубежными брендами. Такие материалы отличаются универсальностью и в данную классификацию не попадают.

Многие фирмы определяют назначение своей продукции. В магазине стройматериалов можно приобрести клеевые составы, компаунды, смолу для рисования, заливочных работ, для изготовления мебели. Приведем примеры классификации по ГОСТ.

Эпоксидно-диановые смолы

Материалы отечественного производства отличаются низкой стоимостью. За выгодную цену придется пожертвовать качеством продукции. Если с техническими показателями проблем не возникает, то прозрачность эпоксидно-диановых смол не самая высокая. При отсутствии выбора эпоксидку ЭД используют в качестве компаунда, однако существуют более адаптированные для этих целей марки.

• ЭД-22. Смола отличается низкой вязкостью и позиционируется, как универсальный материал. Производится в соответствии с ГОСТ10587-84. В нормативном документе прописаны требования и к прозрачности смолы, однако предусматриваются отклонения, поэтому можно встретить экземпляры с явно выраженным желтым оттенком. Основной недостаток – самостоятельная кристаллизация при длительном хранении.
• ЭД-20. Можно считать, что данная марка более совершенный вариант смолы ЭД-22. Она также характерна своей низкой вязкостью, но некоторые показатели имеют более высокое значение.
• ЭД-16. Смола с противоположными показателями вязкости. Она практически не используется в быту и служит, в основном, для производства стеклопластика.
• ЭД-8 и ЭД-10. Относятся к «твердым» смолам. На производстве они используются в качестве электроизолятора. В быту и строительстве применяются при проведении заливочных работ. Отличаются высокими показателями прочности, за что и получили соответствующее второе название.

Полезно узнать > Как используется люминофор в эпоксидной смоле, что это такое

Эпоксидно-диановые смолы для лакокрасочных материалов

Эпоксидные смолы марок Э-40, Э-40р и Э-41 в магазинах стройматериалов не найти, так как данные полимеры не предназначены для бытового использования. Они широко применяются для изготовления эмалей, лаков, красок, шпатлевок, защитных покрытий, а также в качестве клеев.

Продукция соответствует ТУ 2225-154-05011907-97 и ТУ 2225-595-11131-395-01. Она поставляется на комбинаты лакокрасочной промышленности или изготавливается в их цехах.

Эпоксидные модифицированные смолы

К модифицированным смолам относятся материалы, у которых те или иные характеристики изменены путем введения различных добавок. Промышленное применение полимеров требует высоких показателей прочности, термоустойчивости, эластичности или клеевых свойств. Для модифицированных свойств также определены маркировки, согласно ГОСТ или ТУ.

• КДА-2. Данная марка используется в качестве связующего элемента в углепластиках или стеклопластиках, но, благодаря высокой адгезии, смола может служить клеевым составом. Возможно проведение заливочных работ, однако материал вызывает интерес только в плане создания электроизоляционной прослойки.
• К-02Т. Высокая степень текучести позволяет пропитывать волокна намоточных изделий. Смола К-02Т добавляется с целью их цементации.
• ЭЗ-111. Применяется исключительно в электротехнических изделиях. Примером может служить герметизация трансформаторов или заливка электродеталей.
• УН-562 и УП-599. Модели отличаются наличием в составе пластификатора, который повышает их эластичность. Используются в заливочных работах, особенно в местах, подверженных вибрационным нагрузкам.
• К-153, К-115, К-176, К-201. Серия эпоксидных смол повышенной плотности. Они выступают в качестве герметика во многих отраслях промышленности.
• КДА известен потребителям, как двухкомпонентный эпоксидный клей.

Основные свойства

Отличительными свойствами эпоксидной смолы, делающими её уникальным материалом, являются следующие показатели:

• высокая прочность и стойкость к внешним механическим и химическим воздействиям;
• водонепроницаемость;
• диэлектрические свойства;
• способность к длительному хранению в естественном состоянии без добавления отвердителя;
• возможность создания различных материалов при использовании одинаковых комплектующих (смола + отвердитель), но в разных пропорциях.

Все положительные свойства становятся присущи смоле только после добавления отвердителя. Процесс полимеризации происходит при температуре окружающего воздуха от -15 до +80ºС.

Стол, изготовленный с использованием эпоксидной смолы, украсит любой интерьер

Химический состав и компоненты для эпоксидной смолы

Как уже было написано выше, эпоксидная смола является синтетическим материалом, изготавливаемым на основе олигомерных соединений. Для её грамотного использования, особенно при выполнении творческих замыслов, необходимо владеть информацией об отвердителях и пластификаторах, наполнителях и растворителях, используя которые, можно расширить возможности применения этого материала, а также обезопасить выполнение работ с его использованием.

Отвердители

Отвердитель служит для полимеризации состава, под его воздействием смола приобретает стабильную структуру. В качестве отвердителя могут выступать карбоновые кислоты и их ангидриды, а также диамины. Отвердители классифицируются как:

• кислотные – при их использовании полимеризация происходит при значительной температуре, составляющей +100−200°С;
• аминные – затвердевание осуществляется при комнатной температуре.

FCR-22 с отвердителем FCH-T имеет низкую усадку при использовании

эпоксидная смола FCR-22

Аминные − это наиболее востребованный вид отвердителей, отличающийся простотой использования и отсутствием необходимости в специальном оборудовании для приготовления состава. Наиболее востребованными считаются отвердители марок: «ПЭПА» и «ДЭТА», «CHS-Hardener P-11» и «RC-19», а также «Epilox H 10-40».

Пластификаторы

Добавление пластификатора придаёт создаваемому составу пластичность и способность выдерживать внешние механические нагрузки в виде удара или воздействия на излом. Наиболее распространёнными пластификаторами являются:

• ДБФ (дибутилфталат) − добавляется в эпоксидную смолу в небольших количествах, он предохраняет состав от растрескивания. Недостатками этого пластификатора являются: плохо смешивается со смолой, и при использовании необходимо длительное перемешивание, а также нагрев;
• ДЭГ-1 − легко перемешивается со смолой, но имеет оранжевый цвет, что ограничивает его использование, в случае необходимости создать прозрачную конструкцию.

Пластификаторы для эпоксидных смол:

пластификатор ДЭГ-1

пластификатор ДБФ (дибутилфталат)

Наполнители

Наполнители бывают технического и декоративного предназначения. Технические обеспечивают необходимую вязкость создаваемому составу, что требуется при выполнении шпатлевания и заполнения пустот в строительных конструкциях. Наиболее востребованными в этой группе материалов являются «Аэросил» и «Микросфера».

Декоративные − придают создаваемому изделию определённый цвет и фактуру. Это может быть кварцевый песок или крошка различного цвета. Особенно востребованы цветные наполнители при творческом подходе к изготовлению изделий, вне зависимости, что это предметы мебели или декора, заливные полы или ювелирные украшения.

Декоративные наполнители, используемые при изготовлении различных изделий

Растворители

Бывают случаи, что при изготовлении чего-либо смола попадает на уже готовое изделие или одежду, и её необходимо удалить, при этом она успевает засохнуть. В этом случае на помощь приходят растворители, в качестве которых можно использовать ацетон, толуол, этилацетат, бутилацетат или жидкость для снятия лака. Кроме этого, растворители используются для снижения вязкости смолы, что необходимо при выполнении некоторых операций с её использованием.

При применении растворителей необходимо помнить, что:

• даже малое количество растворителя способно значительно уменьшить вязкость приготавливаемого состава;
• использование растворителя снижает прочность конечного изделия и срок его застывания;
• растворитель вызывает усадку и может привести к изменению цвета конечного продукта.

Полимерный материал

Многие мастера, начинающие свою деятельность с незнакомого материала, интересуются его составом, методами получения, свойствами и характеристиками. Такие знания дают возможность оперировать методиками подготовки состава, чтобы получить и выделить то или иное свойство. Постараемся ответить на вопрос об эпоксидке, не муссируя сложные химические термины.

Эпоксидная смола – сложное химическое соединение, образованное на основе олигомеров, содержащих эпоксидные группы. При соединении с аминами или кислотами происходит реакция полимеризации, в результате которой образуются сшитые полимеры. Основным химическим элементом в основе эпоксидки является эпихлоргидрин. При поликонденсации его с бисфенолом-А получается смола.

Без отвердителя эпоксидная смола практического интереса не представляет. Ее свойства, востребованные в промышленности и в быту, проявляются только после протекания реакции полимеризации. Так как свойства смол могут разниться, то и назначение этих материалов весьма различно, от заливочных компаундов, до клеевых составов. Варьировать свойствами можно при смешивании компонентов, однако современные производители еще на стадии производства смолы вносят в основной состав наполнители.

• Алебастр или цемент способны повысить прочность полимера, уплотняя его структуру. При необходимости в основной компонент может добавляться до 40% порошковых наполнителей.
• Мелкозернистая микросфера предназначена для снижения плотности смолы. Наполнитель представлен шариками из порошка, плотность которых ниже плотности полимера. В результате можно получить «воздушную» массу с относительно низкой плотностью.
• Стекловолокно или хлопковое волокно выполняет армирующую функцию. Вязкость смолы при добавлении волокна повышается, однако текучесть способствует заполнению всех полостей и пор. Такие наполнители используют при производстве стеклопластиков и прочих композитных материалов.
• Измельченная древесина является альтернативой микросферы. Натуральный компонент менее дорогой, по сравнению с синтетическим, ведь древесная крошка, в большинстве своем, является отходом на деревообрабатывающих предприятиях.
• Аэросил повышает тиксотропность смолы. Тиксотропность – это способность повышать свою вязкость (загустевать) в статичном состоянии. Примечательно то, что смола вновь становится текучей после перемешивания. Аэросил (диоксид кремния) в виде порошка применяют против образования потеков с вертикальных поверхностей.
• Графит добавляется, как пигмент. С ним смола приобретает характерный серый оттенок. Также в роли пигментных порошков выступает алюминиевая пудра или двуокись титана.

Добавки способны повышать не только прочность и твердость смолы. Пластификаторы (касторовое масло) делают застывшую смолу эластичной и упругой. Данные свойства востребованы в условиях вибраций и периодически меняющихся нагрузок. Количество наполнителя диктуется конкретными характеристиками, которые нужно получить.

Полезно узнать > Эпоксидная смола Арт-массив от фирмы Экованна

Модифицированная эпоксидка, то есть, смола с наполнителями, изготовителем определяется, как материал для конкретных работ: заливки пола, пропитки, художественных работ, изготовления бижутерии.

Как пользоваться эпоксидной смолой

При работе с эпоксидной смолой необходимо соблюдать определённые пропорции, потому как соотношение отвердителя и смолы оказывает влияние на физические свойства получаемого изделия и сроки его застывания.

Работа с эпоксидной смолой требует тщательной подготовки

Как развести эпоксидную смолу с отвердителем

Пропорции отвердителя и смолы, как правило, всегда указываются производителями этих веществ на их упаковке или в сопроводительной документации, что упрощает процесс приготовления конечного продукта. Общий порядок приготовления можно описать следующим образом:

• перед приготовлением смолу рекомендуется нагреть, но не доводить до состояния закипания или кристаллизации;
• если произошла кристаллизация, то смолу можно вернуть в исходное состояние, нагрев её до температуры +40°С при постоянном помешивании;
• в подготовленную ёмкость или форму наливается смола, после чего добавляется отвердитель;
• оба компонента тщательно перемешиваются, для чего используется деревянная палочка или иной прочный предмет;

Важно! При смешивании эпоксидной смолы и отвердителя не рекомендуется использовать электрический инструмент, т.к. большое количество оборотов миксера может оказать негативное воздействие на структуру создаваемого продукта.

• после перемешивания реакция не может быть остановлена, поэтому изначально необходимо определиться с пропорциями смешиваемых материалов или даже сделать пробное замешивание.

Дерево и эпоксидная смола удачно сочетаются при изготовлении мебели и предметов интерьера

Приготовление и использование в больших объёмах

При заливке пола или изготовлении больших конструктивных элементов мебели, а также предметов интерьера требуется большое количество эпоксидной смолы. В этом случае сложность выполнения работ заключается в обеспечении равномерности прогрева необходимого объёма и поддержания заданной температуры определённое время, необходимое для её использования. Добиться требуемого результата позволяет использование водяной бани, при помощи которой смола разогревается до температуры +50..+55°С при постоянном размешивании, после чего осуществляется поддержание этой температуры.

Важно! Если температура приготавливаемого состава превысит значение в +60˚С, то кристаллизация будет неизбежна.

Приготовление и использование для небольших изделий

При приготовлении эпоксидной смолы в небольших объёмах смешивание производится холодным способом.

Поделки из эпоксидной смолы с использованием натуральных растений

Для обычного склеивания соотношение смолы и отвердителя составляет 1:10, т.е. на одну мерную часть отвердителя приходится десять частей смолы. Работы выполняются при комнатной температуре. Перемешивание необходимо выполнять с особой тщательностью, в получаемом составе не должно быть пузырьков воздуха, он должен иметь равномерную и вязкую консистенцию.

Открытие и производство

Эпоксидная смола, как химическое вещество, начинает свою историю с 1908 года. В это время российский химик Н.А. Прилежаев впервые осуществил реакцию окисления алкенов. Продукт, получившийся в результате реакции с надкислотами (слово «эпоксидная» произошло от греческих «epi» — «над» и «oxy» — «кислый»), после взаимодействия с отвердителями превращался в полимер. Естественно, речь идет о прообразе современной эпоксидной смолы.

В 30-е годы прошлого века немецким ученым П. Шлаком был запатентован метод получения полиаминов, которые образовывались в результате реакции эпоксидных соединений и аминами. Эти соединения отличались наличием нескольких эпоксидных групп в одной молекуле.

Еще одна разновидность полимера появилась примерно в то же время, благодаря трудам швейцарского химика П. Кастана. Он получил неплавкое вещество, способное переходить в нерастворимое состояние. Так как химическая промышленность уже добилась некоторых успехов, новый материал стали активно использовать для создания протезов зубов. Патент на этот материал получила швейцарская компания Ciba.

Полезно узнать > Прозрачная южнокорейская эпоксидная смола Ker-828

Американцы вели параллельные разработка в области получения эпоксидных смол. С. Гриндли были получены аналогичные материалы, а в промышленном масштабе смолу начала выпускать только в 1947 году, причем сразу же производство стало расширяться. Уже за первые 15 лет его объем увеличился в несколько раз. Что же касается отечественного производства, то СССР, правопреемником которого считается Россия, почти на целое поколение отстал от Запада. Причиной тому послужили годы разрухи и последующего восстановления инфраструктуры в послевоенное время. Также следует учитывать относительно небольшой спрос на новый, пока еще неизвестный материал.

Зато уже к концу 60-х советское производство свело отставание на нет. Крупные заводы химической промышленности были открыты в Котовске, Дзержинске, Уфе, Ленинграде и Сумгаите. Они и сегодня составляют остов российского химпрома по производству композитных материалов. (Российские производители эпоксидки.) Помимо этого, после кризиса 90-х были образованы совместные предприятия, производящие эпоксидную смолу бытового назначения.

Характеристика популярной разновидности − марки ЭД-20

Марка ЭД-20 – это двухкомпонентная эпоксидная смола, созданная на основе олигомерного соединения, для которой отвердителем служат разнообразные биоорганические вещества. В зависимости от используемого отвердителя и соблюдённой пропорции, физические свойства полученного состава, а также технические и эксплуатационные характеристики могут значительно различаться.

ЭД-20 продаётся в разной расфасовке, что удобно при различной потребности

Эпоксидка марки ЭД-20 может быть использована при:

• создании композиционных материалов и в чистом виде;
• производстве эпоксидного клея и герметиков;
• создании армированного пластика и защитных покрытий.

ЭД-20 является взрывобезопасным материалом, но при воздействии открытого огня поддерживает горение. По степени опасности для здоровья человека ЭД-20 относится ко 2 классу опасности, т.к. содержит в своём составе толуол и эпихлоргидрин в незначительном количестве.

Виды и марки

Существует несколько классификация эпоксидной смолы. Различные марки объединяются в группы по определенному признаку, параметру. Но большинство из этих классификаций носит чисто технический характер. Например, различают смолы Бисфеноловые, Алифатические, Новолачные, Глицидиловые и Аерилэпоксидные.

Читателю же интересна градация материала в плане его применимости. Приведем примеры конкретных марок, которые можно встретить в продаже. Отметим, что вся продукция отечественного производства сертифицирована по ГОСТ, поэтому имеет строго определенную маркировку, независимо от изготовителя. Исключение составляют импортные смолы.

Эпоксидно-диановые смолы:

• ЭД-22 кристаллизуется при длительном хранении и считается универсальным материалом, но только для промышленного производства.
• ЭД-20 – смола в жидком состоянии, требующая добавления отвердителя. Востребована покупателями по причине низкой стоимости и универсальности.
• ЭД-16 – материал высокой вязкости. Применяется в качестве связующего компонента при производстве стеклопластика.
• ЭД-10 и ЭД-8 изначально находятся в твердом состоянии. Используются в заливочных смесях для радиотехнической промышленности.
• Э-40 и Э-40р относятся к категории эпоксидно-диановых смол для ЛКП. Они входят в состав лаков, эмалей, шпатлевок.
• Э-41 – смола, обладающая аналогичными свойствами (как и Э-40), но может входить в состав клеев.

Полезно узнать > Где применяется и как польская полиэфирная смола марки Новол

Эпоксидные модифицированные смолы:

• КДА-2 используется, как электроизолятор, служит связующей основой для стеклопластиков, а также выступает в качестве компонента для клея.
• К-02Т подходит для пропитки и цементации намоточных изделий.
• ЭЗ-111 применяется в качестве заливки радиодеталей, служит основным материалом герметизации трансформаторов.
• УП-563 и УП-599 обладает высокой адгезией. Поставляется на предприятия, где производится стеклопластик. Может выступать в роли заливочного компаунда.
• К-153 – герметизирующий материал.

Смолы специального назначения:

• ЭА обладает пониженной вязкостью и сама является составной частью заливочного компаунда. Ее уникальные свойства позволяют делать пропитку и производить растворители.
• УП-610 обладает повышенной прочностью.
• ЭХД – хлорсодержащая смола, обладает пониженной горючестью, высокой теплостойкостью и атмосферостойкостью. Используется в качестве защитного материала.

Правила безопасности при работе с ЭД-20

Для того чтобы грамотно работать с эпоксидной смолой, необходимо знать, какие правила безопасности требуется соблюдать в процессе их выполнения:

• для разведения эпоксидной смолы нельзя использовать посуду, используемую для приготовления и приёма пищи;
• при наведении и нанесении состава необходимо использовать индивидуальные средства защиты (спецодежда, перчатки);

При работе с эпоксидной смолой необходимо соблюдать правила техники безопасности

• при обработке залитой поверхности (шлифовка, затирка) необходимо использовать защитные очки и респиратор;
• смола должна храниться в плотно закрытой таре, и срок её хранения должен соответствовать рекомендуемому заводом-изготовителем;
• при попадании смолы на кожу её следует удалить, после чего место попадания промыть тёплой водой с мылом и обработать дезинфицирующим веществом;
• если работы выполняются в помещении, то оно должно быть оборудовано приточно-вытяжной вентиляцией.

По какой цене приобрести эпоксидную смолу для творчества

Эпоксидная смола для творчества является специфическим товаром, который нельзя купить в супермаркете или магазине шаговой доступности. Реализацией подобных товаров занимаются торговые организации, специализирующиеся на товарах химической промышленности, торгующих лакокрасочными материалами и товарами для творчества. Цена на эпоксидную смолу в разных организациях может сильно разниться, поэтому перед приобретением необходимо изучить рынок этих товаров, как при реализации их вживую, так и через интернет-ресурсы.

В специализированных компаниях представлен достаточно широкий ассортимент различных видов смол и компонентов для них

В следующей таблице приведена стоимость на различные виды эпоксидной смолы, используемой для творчества, при реализации её через интернет, по состоянию на начало 2 квартала 2021 года.

ЭД-20