Эпоксидная смола что это такое и для чего используется
Тайна Эпоксидной смолы
Что такое Эпоксидная смола и опасны ли изделия из неё?
У тех, кто впервые сталкивается с изделиями из эпоксидной смолы, могут возникнуть вопросы: «Чем, по сути, является Эпоксидная смола и токсична ли она?»
Давайте же проясним эти важные вопросы! Пусть понимание природы этих красивейших изделий, развеют ваши сомнения и позволят наслаждаться их красотой!
Итак! Эпоксидная смола, — прочнейший клей, который склеит почти все, за исключением непористых эластичных материалов.
Смола является двухкомпонентным материалом. Это означает, что в свободном виде эпоксидка не применяется, только в сочетании с отвердителем, который дает возможность проявиться после реакции полимеризации ее уникальным свойствам.
Кто решил избавиться от неосведомленности о качествах этого материала, открывает для себя по-настоящему новые горизонты. Эпоксидная смола применяется на производстве и в быту, причем вторая сфера применения сопряжена не столько со строительством, сколько с дизайнерским искусством и творчеством.
Вредна ли смола для здоровья?
После застывания, эпоксидная смола абсолютно безвредна в эксплуатации, не имеет запаха и не выделяет токсичных элементов.
Посмотрите прямо сейчас, на разнообразие удивительных изделий, сделанных из жидкой смолы, но после застывания, получивших свою уникальную форму!
Вы вполне можете наливать воду в вазу из смолы.
В яркие, красивые блюда (конфетницы, фруктовницы), вы можете положить как фрукты с конфетами, так и выпечку, хлеб.
Единственное исключение, это горячая пища. Нагревать и помещать в микроволновку изделия из смолы нельзя!
Если вы любите всё красивое, необычное, выполненное вручную в единственном экземпляре, то это именно то, что вам нужно!
Благодаря многообразию форм и видов изделий из эпоксидной смолы, вы можете:
Эпоксидная смола: виды, свойства, варианты использования (30 фото)
Эпоксидная смола, ранее ассоциировавшаяся в основном с промышленными или складскими помещениями, теперь все чаще используется в частных домах. Она используется не только для создания необычных полов, но и для украшения мебели. Краски с эпоксидной смолой отлично защищают стены и металлические элементы от воды, высоких температур, химических веществ и механических повреждений.
Что такое эпоксидная смола? В каких формах она продается? Каковы ее плюсы и минусы? Как использовать ее дома и в саду? Представляем вам гид — эпоксидная смола в интерьерах и саду.
Что такое эпоксидная смола?
Эпоксидная смола — это одно- или двухкомпонентная синтетическая масса, используемая для склеивания, ламинирования и заливки различных типов поверхностей. Она защищает поверхности, которые покрывает, среди них бетон, дерево, металл и даже стекло, против воды, температуры, химикатов, высокого давления и механических повреждений.
Первоначально она находится в форме полужидкой массы или плавкого твердого вещества. В результате процесса сшивания, то есть создания трехмерной сети химических молекул, она реставрируется. В результате поверхность становится твердым пластиком, который невозможно расплавить или растворить.
Из чего состоит эпоксидная смола?
Эпоксидные смолы обычно состоят из одного или двух компонентов. Обычно это полифенолы, то есть химические соединения, обнаруживаемые в растениях. Двухкомпонентная эпоксидная смола представляет собой комбинацию жидкой полифенольной смолы и специального отвердителя. В обоих типах продуктов также наиболее часто используются добавки, такие как красители (например, для белой эпоксидной смолы — белый титан, белый цинк или белый барит), разбавители (например, фталаты) и наполнители (например, медный порошок, мел, песок, тальк).
Эпоксидная смола — свойства
Эпоксидные смолы характеризуются высокой устойчивостью к истиранию, царапинам и ударам. Они также характеризуются прочностью на сжатие, раздавливание и растяжение, а также высокой твердостью. Среди свойств эпоксидных смол следует также упомянуть вышеупомянутую среднюю устойчивость к влаге, высоким температурам, маслам и смазкам и некоторым другим химическим веществам (например, кислотам и солевым растворам).
Они приобретают меньшую прочность при контакте с хлором, метанолом или углеводородами, а также при контакте с ультрафиолетовыми лучами, то есть с ультрафиолетом. В таких случаях поверхности с эпоксидным покрытием могут пожелтеть и образовать на поверхности пыль.
Преимущества эпоксидной смолы
Среди преимуществ эпоксидной смолы следует отметить очень высокую стойкость к механическим повреждениям, температуре, влажности, а также (в некоторых случаях) контакт с химическими веществами. Эпоксидные смолы после отверждения создают длительную защиту.
В случае эпоксидных смол для полов преимущество, безусловно, заключается в получении эстетичного, бесшовного, однородного полимерного пола, который легко поддерживать в чистоте, а также возможности использования при подогреве пола. Плюс также большой выбор цветов и типов отделки для эпоксидных смол, доступных в магазинах.
Недостатки эпоксидной смолы
Тонкопленочные эпоксидные смолы могут быть повреждены при интенсивном использовании, то есть поцарапаться и протереться. Толстослойные эпоксидные смолы, однако, трудно наносить самостоятельно — для их смешивания и заливки необходим опыт и соответствующие инструменты. Независимо от толщины слоя эпоксидной смолы объекты или элементы, покрытые им, которые подвергаются воздействию прямого ультрафиолетового излучения, могут со временем пожелтеть (легкие эпоксидные смолы). Чтобы предотвратить это, используйте последний слой бесцветной полиуретановой смолы.
Предметы для дома и сада с эпоксидной смолой
Эпоксидные смолы используются не только в строительстве, но и в в авиации, судостроении, верфи и электронике. Для строительства и внутренней отделки чаще всего используются готовые к использованию эпоксидные смолы для бетонных полов (также называемые эпоксидными красками), эпоксидные смолы для защиты древесины, которые можно использовать для окраски практически любой поверхности. Эти три типа продуктов будут описаны более подробно ниже.
Однако стоит знать, что магазины с эпоксидной смолой также используют в основном специалисты. К ним относятся эпоксидные клеи, основы для эпоксидной смолы, свежий бетон с пропиткой эпоксидной смолой, ремонтные растворы для бетона с добавлением эпоксидной смолы и раствор для эпоксидной плитки.
Эпоксидные смолы для пола — что важно знать?
Такие полы в жилых зданиях чаще всего выполняются в таких помещениях, как гараж и подвал. Затем обычно для полов выбирают эпоксидные смолы темных или сильных, контрастных цветов. В жилых интерьерах в современном, минималистском или скандинавском стиле эпоксидные полы все чаще появляются в гостиной, ванной или на кухне.
Номер один — это белые эпоксидные смолы и полы из серой смолы, которые создают гладкую поверхность без швов. Самовыравнивающиеся эпоксидные смолы для полов доступны в различных версиях. Наиболее распространенными являются тонкослойные бетонные смолы и толстослойные бетонные смолы. Интересно, что большинство производителей уверяют, что эпоксидные краски для полов также можно использовать для защиты металла, кирпича, стекла, штукатурки на стенах и даже гипсокартона. В чем разница между этими двумя типами эпоксидных смол для полов?
Тонкослойная эпоксидная смола для полов
При нанесении на бетонную поверхность тонкослойная эпоксидная смола для полов образует покрытие толщиной всего около 0,5-1 миллиметра. Она доступна как в бесцветном, так и в цветном исполнении, с глянцевой, матовой и сатинированной отделкой. Ее преимуществом является возможность самостоятельного применения. Никаких специальных навыков или инструментов не требуется.
Тонкий пол из эпоксидной смолы можно получить, покрасив его валиком, который не теряет волосы и не оставляет следов. Однако среди недостатков этого типа эпоксидной смолы для пола следует отметить более низкую, чем в случае толстослойных смол, стойкость к истиранию, царапинам или механическим повреждениям.
Толстослойная эпоксидная смола для пола
После заливки толстослойной эпоксидной смолы на бетон образуется сплошной верхний слой толщиной около 2-5 миллиметров. Он может быть окрашен в массе, бесцветным, а также обогащен добавками, например, кварцем. Полученный таким образом полимерный пол обладает высокой устойчивостью к истиранию и механическим повреждениям. Более того, полы, покрытые кварцевой эпоксидной смолой, имеют необычный внешний вид и повышенные противоскользящие свойства.
Хотя этот продукт имеет много преимуществ, его применение может быть проблемой. Толстые смоляные полы обычно изготавливаются из двухкомпонентных эпоксидных смол. И смола, и отвердитель должны быть смешаны в правильных пропорциях и в правильном порядке. Дополнительной трудностью является необходимость заливать смолу на пол и наносить ее специальным шваброй вместо валика для краски.
Какое покрытие может иметь пол из эпоксидной смолы?
Полы с эпоксидной смолой, используемые в подсобных помещениях или промышленных цехах, обычно одного цвета, с глянцевой или матовой отделкой. Это не значит, однако, что другого выбора нет. Предложения производителей включают различные типы эпоксидных смол для полов с интересными цветами (иногда можно выбрать оттенок из пробоотборника RAL) и отделки (сатин, глянец, мат, полумат).
Некоторые продукты, благодаря добавкам смолы, представляют необычные декоративные эффекты. Например, они имитируют натуральные полы терраццо, смоляные полы с мраморной крошкой или кусочки стекла, а также характеризуются так называемой текстурой пола, с добавлением кварца, мелких речных камней, частиц меди или алюминия.
Эпоксидная смола для дерева
Эпоксидные смолы для дерева доступны в различных цветах (бесцветная эпоксидная смола и цветная). Они могут быть как полностью непрозрачными, так и прозрачными (кристаллические эпоксидные смолы). При использовании продуктов из второй категории подчеркивается естественная красота древесины, а не ее покрытие. Какую мебель из эпоксидной смолы выбрать? Журнальные столы с эпоксидной смолой были очень модными в течение нескольких сезонов, а также столы с эпоксидной смолой, а именно столешницы с эффектом эпоксидной реки синего цвета.
Эпоксидная смола — для квартиры
Использование эпоксидной смолы в интерьерах не ограничивается созданием бесшовного, легко моющегося и чрезвычайно прочного пола в гараже, подвале, подсобном помещении или прачечной. Модным решением является покрытие полов эпоксидной смолой в жилой части дома, например в спальне, гостиной, ванной или на кухне, а также в интенсивно используемом коридоре или холле.
Эпоксидная краска также может быть использована для окраски стен в ванных комнатах. Эпоксидную смолу для дерева можно использовать на кухне и в столовой — ее можно использовать для защиты кухонной и обеденной столешницы. Если в нашем доме есть бетонные лестницы, вы можете покрыть ступени и стояки эпоксидной смолой. В этом случае стоит использовать противоскользящие эпоксидные смолы, например, матовые или с добавлением кварца.
Применение эпоксидной смолы в саду, на даче
Из-за возможности пожелтения под воздействием УФ-излучения эпоксидные смолы не рекомендуются для наружного применения. Однако, выбирая краски в темных тонах, вы можете использовать их для создания атмосферостойкого и неразрушающего пола. Смола для террасы, балкона или эпоксидная смола для входной лестницы, однако, должны иметь не скользящую добавку, потому что в дождливые дни она может быть очень скользкой. Двухкомпонентная эпоксидная смола может также использоваться для покрытия металлических поверхностей, поэтому она хорошо работает при окраске заборов, фитингов или гаражных ворот.
Что такое эпоксидная смола, как она появилась и как с ней работать
На рынке строительных материалов эпоксидная смола появилась около 60 лет назад. Ее популярность доказывается хотя бы тем, что сам термин, хотя порой и в некорректном виде (эбоксидка), известен каждому обывателю, даже не интересующемуся строительным ремеслом. Однако в представлении большинства эпоксидка – это всего лишь клеевой состав.
На самом деле возможности смолы, продиктованные ее уникальными свойствами, необычайно широки. И те, кто решил избавиться от неосведомленности о качествах этого материала, открывает для себя по-настоящему новые горизонты. Эпоксидная смола применяется на производстве и в быту, причем вторая сфера применения сопряжена не столько со строительством, сколько с дизайнерским искусством и творчеством.
Оценить достоинства эпоксидной смолы можно лишь пополнив багаж знаний о ее составе, методах получения и истории открытия. В принципе, теоретический материал находится в отрытом доступе. Достаточно заглянуть в любой химический справочник и выделить интересующие моменты. Сложная терминология порой становится непреодолимым барьером для большинства читателей, поэтому попытаемся максимально простым языком донести всю необходимую информацию.
Химический состав
Эпоксидная смола, как химическое вещество, принадлежит к олигомерам, то есть, сложным органическим соединениям, состоящих из эпоксидных групп. Свои физические свойства в полной мере проявляет только в виде полимера. При взаимодействии с отвердителями, в качестве которых выступают амины, полиамиды, фенолформальдегидные смолы или ангидриды поликарбоновых кислот, олигомеры образуют структуру связанных полимеров. Получаются эпоксидные смолы путем поликонденсации эпихлоргидрина с бисфенолом А или с бисфенолом F. Смолы на основе бисфенола A встречаются чаще всего.
В честь русского ученого А.П. Дианина, который впервые получил бисфенол, смолы называются эпоксидно-диановыми и маркируются аббревиатурой «ЭД».
Заводя разговор о химическом составе, необходимо отметить, что эпоксидную смолу можно модифицировать. Существует два способа модификации: химический и физический.
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.
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.
Как получают полимер
Реагенты для получения эпоксидной смолы приводятся во взаимодействие по строго установленному алгоритму в специальном устройстве – реакторе. К ним относятся:
Реактор сделан из нержавеющей стали и оснащен пароводяной рубашкой. Внутри него имеется мешалка для смешивания компонентов. Сначала загружается эпихлоргидрин ив реакторе происходит его нагрев до 50°C градусов. Затем запускается мешалка и порциями добавляется дифенилолпропан. После его полного растворения вносится раствор едкого натра, а температура в реакторе повышается до 70°C градусов. На следующем этапе активируется процесс конденсации, который длятся около 2 часов.
После отключения нагрева в раствор добавляется вода. Мешалка при этом продолжает работать. Практически готовая смола, температура которой составляет около 40°C градусов, отстаивается, в результате чего происходит разделение слоев. Верхний слой представлен водой. Ее отделяют, а смолу снова промывают чистой теплой водой. Таким образом, происходит вымывание поваренной соли. Этот цикл может повторяться 5-6 раз. Каждый цикл сопровождается проверкой наличия соли в воде.
На этапе сушки смолу из реактора не извлекают. Температуру внутри резервуара доводят до 50°C градусов, а затем включают холодильник и вакуумный насос. На поверхности воды образуется вспенивание, что свидетельствует о выходе воздуха в виде пузырьков, а на стенках реактора конденсируется вода. После прекращения вспенивания насос отключают, температура при этом повышается до 120°C градусов. О завершении процесса сигнализирует отсутствие конденсата. Состав смолы оценивают визуально на прозрачность. Готовую смесь переливают в алюминиевую тару.
Отверждение
Чаще всего в магазинах можно встретить двухкомпонентные составы. Необходимо понимать, что смола продается для строительства и бытовых нужд. Те марки материала, которые входят в состав более сложных композитных материалов, поставляются сразу на комбинаты, хотя многие отечественные производители, помимо эпоксидной смолы в чистом виде, получают стеклопластик, углепластик и прочие материалы.
После смешивания с отвердителем эпоксидка застывает. Процесс отверждения может проходить двумя способами. При использовании кислых отвердителей (ангидрид малеиновый, ангидрид метилтетрагидрофталевый, ангидрид фталевый, ангидрид додеценилянтарный) необходимо повышать температуру смеси до 200°C градусов. Поэтому такой синтез полимеров называется горячим отверждением. Холодное отверждение происходит при смешивании основного состава с аминами (гексаметилендиамин, полиэтиленполиамин, метафенилендиамин). Оно может быть выполнено в домашних условиях, так как происходит при комнатной температуре или при температуре равной 70°C градусам.
В зависимости от типа отверждения и от отвердителя, получают смолы разной консистенции.
Свойства материала
Эпоксидная смола обладает рядом специфических особенностей, позволяющих использовать ее в самых разнообразных сферах. В зависимости от модификации, производитель имеет возможность выделить те или иные показатели для повышения эффективности практического применения.
Если описывать особенности каждой модификации, то получится некая таблица внушительных размеров.
Учитывая то, что наша аудитория желает познать качества эпоксидной смолы, как материала для строительства или прикладного искусства, выделим основные достоинства, характерные для всех видов смол.
Прежде всего, следует отметить, что застывшая эпоксидка сохраняет форму и объем. Это качество позволяет создавать изделия и использованием молдов. Причем смола после отверждения практически не дает усадки, то есть, объем застывшей заготовки не изменится.
Большинство марок достаточно устойчиво к воздействию абразивных веществ. Заметим, что при эксплуатации изделий из эпоксидной смолы (наливных полов, предметов мебели, ювелирных украшений) определены правила ухода. В них предписано бережное отношение. Тем не менее, гладкую глянцевую поверхность можно обслуживать практически любыми материалам.
Устойчивость к химически агрессивным средам позволяет домохозяйкам использовать различные чистящие средства. Даже если поверхность получила мелкие повреждения, то при наличии запаса смолы все погрешности реально исправить.
Эпоксидную смолу часто используют в качестве материала для гидроизоляции. Водонепроницаемость оказывает решающее значение при выборе способов отделки мебели или полов в помещениях повышенной влажности. Например, кухонные столы из эпоксидки имеют длительный срок эксплуатации, в то время как мебель из ламинированного ДСП приходит в негодность после воздействия влаги.
Глянец покрытия не боится ультрафиолетового излучения. Во время всего срока службы изделия из эпоксидки не теряют своей прозрачности и не выцветают. Некоторые марки смол обладают повышенными показателями прочности, что позволяет их использовать для покрытия полов в цехах и ремонтных мастерских.
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.
Эпоксидные модифицированные смолы:
Смолы специального назначения:
Применение
По областям применения смолы тоже можно разделить на группы. В строительстве смола широко применяется при нанесении разметочных полос на трассах, изготовлении плит для полов и для наливных полов. Эпоксидка, как материал для покрытия, востребована в декоративных и отделочных работах. В составе стеклопластика и углепластика она встречается в ремонте аэродромов, дорог и железобетонных конструкций. Проводятся даже такие сложные и ответственные ремонтные работы, как склеивание конструкций мостов.
Из смолы изготавливают гребные винты судов, а также лопатки компрессоров. Эпоксидка является основным материалом для производства газовых и жидкостных сосудов, резервуаров. В машиностроении полимер может исправить дефекты литья, используется для штампов и форм. Из смолы делают даже некоторые инструменты. Прочность материала позволяет изготавливать рессоры и пружины. Из стеклопластика на основе смолы делают антифрикционные накладки.
Широко применяется полимер и в авиастроении. Например, обшивки крыльев, на которые приходится большая нагрузка, сделаны из композитного материала на основе эпоксидных смол. Полимер встречается в таких узлах, как обшивка фюзеляжа, конуса сопел, оперение и детали реактивного двигателя. Лопасти вертолета, корпус двигателей в ракете и топливные баки сделаны из эпоксидки. Подводя итог, следует отметить, что смола применяется в таких отраслях, как строительство, электротехника, машиностроение, самолетостроение, ракетостроение и судостроение.
В быту
Экологическая безопасность материала позволяет использовать эпоксидные смолы в быту без каких-либо ограничений. Правилами техники безопасности определено, что работать с жидкими составами следует при наличии средств индивидуальной защиты. Особенное внимание следует уделить защите органов дыхания, так как до отверждения материал выделяет токсины. Но в твердом состоянии эпоксидка безопасна для человека.
Та смола, которая используется в промышленности, при кристаллизации дает золь-фракции. Это побочный продукт, обусловленный разрывом цепочки полимера. Если он в растворенном виде попадет в организм, то может причинить ущерб здоровью. Но в действительности на производстве все процессы автоматизированы, и вредное воздействие побочных продуктов на человека исключено.
В быту же ситуацию удалось исправить, благодаря современным технологиям. Те модели смол, которые сейчас продаются, безопасны для организма, как в виде компонентов, так и в виде готовой смеси.
Зачастую в смолу приходится вносить дополнительные компоненты. Речь идет не о модификации. Эти компоненты способны изменить внешний вид застывшего массива. Примером могут служить различные красители, блестки, люминофор. Все компоненты сначала смешиваются с основным составом, а только потом с отвердителем. Высокие показатели адгезии позволяют наполнять растворы практически любыми наполнителями. Играя цветом, дизайнер может создавать настоящие шедевры при оформлении напольного покрытия или при заливке столешницы, причем порой даже не требуется дополнительного декорирования.