Эпоксидная смола с чем реагирует
ТОП 16 ошибок при работе с эпоксидной смолой
Для начала разберемся, что такое смола и почему важно соблюдать ряд правил при работе с ней, во избежание ошибок. Это термопластичные продукты от светлого до темно-коричневого цвета. Получение происходит путем соединения химических элементов в специальном аппарате. Компоненты проходят разные стадии нагрева, смешивания, охлаждения. Смола статична и видоизменяется только при смешивании с отвердителем определенного состава. Поэтому, приобретая комплект, вы всегда получаете два компонента. Каждый производитель, для удобства, наполняет тару массой с точным соотношением компаундов.
Разновидность смесей широкая: полиэфирные, полиуретановые, эпоксидные, полиамидные, фенолоформальдегидные и другие. Они производятся из разных химикатов и служат разным целям. Подробно остановимся на эпоксидной. В современном мире она широко применяется в творчестве и дизайне. Остальные служат для ремонтно-строительных функций. Расширенный перечень сфер применения вы найдете в статье про применение эпоксидных смол.
Материал сложный по структуре, поэтому мы подготовили список часто встречающихся ошибок и как их избежать.
1. Выбор продукта
Проанализируйте проект. Какой материал и размер, для чего в дальнейшем будет служить. Все это влияет на выбор и правила работы с продуктом. Рассмотрим самые популярные варианты. Стол требует очень жидкую смолу для высокого проникновения в поры дерева. При этом толщина должна быть не меньше 3-4 см. Нужна марка, которая полимеризуется большим слоем без кипения. Рисование осуществляется густым составом, во избежание активного смешивания красок между собой.
В линейке Artline виды компаундов специально адаптированы под определенные задачи творческого замысла:
Monolith — для заливок толщиной до 10 см за один раз.
Wood-PRO — для создания столешниц
Crystal — бижутерия, украшения, декоративные предметы.
Honey — для рисования в стиле Resin Art
Минимум летучих веществ, поэтому с ними можно работать в домашних условиях. Кристально прозрачные, что благотворно сказывается на эстетической составляющей. Имеют защиту от ультрафиолета и не желтеют со временем.
Не используйте в рукоделии полу технические смолы. Они имеют резкий запах и выраженный желто-коричневый цвет. Это обязывает подбирать специальное помещение для работы, а также обязательное использование красителей. Кроме того, при контакте с кожей или пищей могут быть опасны для здоровья, даже в твердом виде.
2. Расчет объема
как для всего проекта, так и для одного слоя осуществляется по единой формуле:
Прямоугольник и квадрат: 1 см³ * 1,1
Круглые и цилиндрические: Радиус² * высоту * 1.1 (V=π r2 h * 1.1), полученный вес всегда в граммах. Округляйте в большую сторону.
Если сложно посчитать самостоятельно, воспользуйтесь калькулятором на нашем сайте Artline. На деревянные поделки возьмите запас. Часть массы потребуется на герметизацию и стабилизацию. Обращайте внимание на породу дерева, повышенная пористость впитывает большое количество состава. Соблюдайте график заливки. Нанесение слоев делайте с промежутком 8-12 часов. Что будет если компаунда не хватило? Добавить его в застывший или твердеющий проект нельзя. Перед этим потребуется провести шлифование поверхности. Это трата времени и сил.
3. Пропорции
Соединяйте компаунды строго в указанном соотношении, по инструкции. Взвешивайте на электронных весах, потому что плотность компонентов разная и мерный стакан покажет ошибочное значение. Например, пропорции Crystal 2/1. Для получения 300 гр массы надо 200 гр смолы и 100 гр отвердителя. Недобор или перебор одного из компонентов, приведет к нарушению химической реакции, и масса не застынет.
4. Смешивание компонентов
длится 5-7 минут. В процессе делайте 2 перелива. Старайтесь снять смесь со стенок посуды, для лучшего размешивания. В этот момент начинается химическая реакция. Состав нагреется до шестидесяти градусов. Если объем менее 150 гр., то предварительно нагрейте компонент А до 40 градусов на водяной бане или батарее. Не набрав достаточной температуры, затвердевание продлиться несколько недель. При большой температуре, закипит и будет не пригодна к использованию.
5. Тара для замешивания
Масса при соединении выделяет энергию нагреваясь. Если ей некуда будет сбрасывать тепло, то она нагреет себя до температуры свертывания. Такая смола не пригодна к использованию. Количество до трехсот грамм можно замешивать в обычном стакане без опасений. Для большей величины возьмите ведро более крупного размера.
6. Опалубка и герметизация
Для каркаса подходит любой материал. Металл, фанера, силиконовые формы и прочее. Изделие должно с легкостью отойти от поверхности. Приемлемы: глянцевые или ламинированные поверхности. Плотная пленка, канцелярский скотч или восковая смазка разделитель. После установки каркаса опалубки на подложку произведите герметизацию. Купите строительный герметик на силиконовой основе и обильно смажьте все щели и места утечки. Помните, смола жидкая, найдя щель вытечет. Это испортит рабочее место, изделие и вынудить потратить деньги на новые материалы.
7. Фиксация проекта
Закрепите проект на ровную поверхность. Воспользуйтесь уровнем линейкой. Смола жидкая и застынет параллельно уровню моря. Если вы создаете стол, то доски следует прижать струбцинами. Подложите под них бруски, чтоб не оставить вмятины в слэбах. Предварительно оберните бруски скотчем. Иначе во время стабилизации они приклеятся. Для устранения понадобится спиливать и зачищать место склейки.
8. Влажность
В комнате должно быть не более 50% влажности. Уберите комнатные растения. Если вы живете вблизи с крупными водоемами, такими как море, озеро, река, то подсушите комнату. При работе с деревом следите, чтоб её показатель влаги был не более 10%, иначе смола не застынет и в скором времени отколется от дерева. Сделайте отбор в пользу термодревесины. Эпоксидная смола, в точке соприкосновения с влагой, не застывает.
9. Температура
важный показатель как для помещения, так и для самой смолы. Правила для мастерской: показатель 22-25 градусов, хорошая вентиляция и освещение. Для смеси рабочий показатель 60 градусов. Как это влияет на состав? При нагреве формируется программа на застывание. Если в комнате будет холодно, то масса не наберет нужный показатель, отдавая тепло в окружающую среду. Набор прочности будет происходить несколько недель. Если в жарком помещении, смола закипит и свернется.
10. Пузыри появляются по трем причинам
Первая, при смешивании компаундов. Вторая, из полостей и пор предмета, который заливают. Третья, от перепада температур. Как бороться? В первом случае пузырьки выйдут самостоятельно. Во втором, проведите герметизацию проекта. Разведите небольшое количество смолы и покройте тонким слоем все детали. Масса закупорит все полости и выгонит воздух из них. Для работы потребуется силиконовая кисть. В третьем, отдайте предпочтение деревянной опалубке комнатной температуры.
11. Переходы между слоями
Частые ошибки при послойной заливке — это закипание смолы на стыке слоев и визуальное наличие торцевого перехода. Это происходит от температуры между слоями. Если жар верхнего слоя сильный, а нижний не успел остыть, то смола закипит. Если нижний более чем достаточно остыл, то верхний не сможет слинзоваться с ним и будет виден переход. Чтобы избежать неприятностей в работе следует соблюдать обязательный временной режим между слоями. У каждой смолы он свой, так как нагрев массы происходит у всех в разное время.
Временной диапазон заливки следующего слоя, после предыдущего, по видам смол:
Monolith 5 — между 48-60 часов
Monolith 10 — на 6-7 сутки
Wood-PRO — между 48-60 часов
Crystal и Honey — между 8-10 часами
12. Отливка
не застыла в заявленное время, это явное нарушение при подготовке компаунда. Не соблюдена температура помещения или нагрева массы. В данном случае через несколько дней отливка затвердевает. Плохое перемешивание компонентов А и Б. Делайте два-три перелива и снимайте состав со стенок. Такой фактор не позволит изделию застыть, даже со временем. Определить причину нарушения может только мастер технолог. Во избежание подобных инцидентов, всегда следуйте инструкции, предоставленной производителем.
13. В процессе заливки смола помутнела
Такое происходит при попадании в массу воды или жира. Для выхода влаги начните нагревать смолу. Делать это надо осторожно, не допуская закипания. Подойдет строительный фен или ручная горелка. Плавными движениями на расстоянии 10 сантиметров. Если полимер так и не застыл, то его следует удалить. Заливать новый слой на не затвердевшую смолу нельзя.
14. Шлифовка
Процесс занимает от нескольких часов до нескольких дней. Зависит от размеров изделия. Для удобства отдайте ваш проект в специальную мастерскую, для финишной обработки. В домашней обработке частая ошибка — это глубокая царапина шлифовальным диском. В этом случае остановите процесс. Протрите поверхность спиртом для обезжиривания. И нанесите в полость царапины немного смолы. Помните, что смола должна нагреться для полимеризации. Маленькое количество перед заливкой следует нагреть на водяной бане.
15. Меры безопасности
Эпоксидная смола, это химический реагент. Работая с ним, позаботьтесь о защите своего здоровья, помещения и одежды. Наши смолы не имеют запаха, но летучие вещества при нагреве испаряются, поэтому защитите себя маской или респиратором. Наденьте перчатки на руки, так как химикат может вызвать аллергическую реакцию. Оденьте фартук или одежду, которую не жалко выкинуть. Если вы испачкали смолой кожу рук, одежду или поверхность рабочего места, то сразу снимите смолу салфеткой со спиртом. Спирт подходит любого вида, медицинский, изопропиловый и другие. Не используйте ацетон, растворитель и водку.
16. Попадание мусора
Вы залили смолу в проект и оставили застывать. Но в воздухе летает много пыли и мелкого мусора. Озаботьтесь защитить заливку от пыли, волос и шерсти домашних питомцев. После заливки накройте пленкой изделие, но не плотно. Оставьте вентиляцию, чтобы не образовывался конденсат. Если все же мусор попал на смолу, то аккуратно извлеките его зубочисткой, затем погрейте это место феном или газовой горелкой. Смола нагреется и растечется, спрятав место дефекта.
В процессе изготовления изделия стоит помнить о нескольких обязательных пунктах:
Закажите пробник эпоксидной смолы всего за 750 руб.! (300 гр)
Написать руководству
Правила оплаты
При оплате заказа банковской картой, обработка платежа (включая ввод номера карты) происходит на защищенной странице процессинговой системы, которая прошла международную сертификацию. Это значит, что Ваши конфиденциальные данные (реквизиты карты, регистрационные данные и др.) не поступают в интернет-магазин, их обработка полностью защищена и никто, в том числе наш интернет-магазин, не может получить персональные и банковские данные клиента.
В случае возврата, денежные средства возвращаются на ту же карту, с которой производилась оплата.
Внимание! Уважаемые клиенты, информируем Вас о том, что при запросе возврата денежных средств при отказе от покупки, возврат производится исключительно на ту же банковскую карту, с которой была произведена оплата!
Политика конфиденциальности
Настоящая Политика конфиденциальности персональных данных (далее – Политика конфиденциальности) действует в отношении всей информации, которую Интернет-магазин https://artline-shop.ru, расположенный на доменном имени, может получить о Пользователе во время использования сайта Интернет-магазина, программ и продуктов Интернет-магазина.
1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕРМИНОВ
1.1 В настоящей Политике конфиденциальности используются следующие термины:
1.1.1. «Администрация сайта Интернет-магазина (далее – Администрация сайта) » – уполномоченные сотрудники на управления сайтом, действующие от имени ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ «А-КРЕАТИВИТИ», которые организуют и (или) осуществляет обработку персональных данных, а также определяет цели обработки персональных данных, состав персональных данных, подлежащих обработке, действия (операции), совершаемые с персональными данными.
1.1.2. «Персональные данные» — любая информация, относящаяся к прямо или косвенно определенному или определяемому физическому лицу (субъекту персональных данных).
1.1.3. «Обработка персональных данных» — любое действие (операция) или совокупность действий (операций), совершаемых с использованием средств автоматизации или без использования таких средств с персональными данными, включая сбор, запись, систематизацию, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передачу (распространение, предоставление, доступ), обезличивание, блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.
1.1.4. «Конфиденциальность персональных данных» — обязательное для соблюдения Оператором или иным получившим доступ к персональным данным лицом требование не допускать их распространения без согласия субъекта персональных данных или наличия иного законного основания.
1.1.6. «Cookies» — небольшой фрагмент данных, отправленный веб-сервером и хранимый на компьютере пользователя, который веб-клиент или веб-браузер каждый раз пересылает веб-серверу в HTTP-запросе при попытке открыть страницу соответствующего сайта.
1.1.7. «IP-адрес» — уникальный сетевой адрес узла в компьютерной сети, построенной по протоколу IP.
2.1. Использование Пользователем сайта Интернет-магазина означает согласие с настоящей Политикой конфиденциальности и условиями обработки персональных данных Пользователя.
2.2. В случае несогласия с условиями Политики конфиденциальности Пользователь должен прекратить использование сайта Интернет-магазина.
2.3.Настоящая Политика конфиденциальности применяется только к сайту Интернет-магазина Название магазина. Интернет-магазин не контролирует и не несет ответственность за сайты третьих лиц, на которые Пользователь может перейти по ссылкам, доступным на сайте Интернет-магазина.
2.4. Администрация сайта не проверяет достоверность персональных данных, предоставляемых Пользователем сайта Интернет-магазина.
3. ПРЕДМЕТ ПОЛИТИКИ КОНФИДЕНЦИАЛЬНОСТИ
3.1. Настоящая Политика конфиденциальности устанавливает обязательства Администрации сайта интернет-магазина по неразглашению и обеспечению режима защиты конфиденциальности персональных данных, которые Пользователь предоставляет по запросу Администрации сайта при регистрации на сайте интернет-магазина или при оформлении заказа для приобретения Товара.
3.2. Персональные данные, разрешённые к обработке в рамках настоящей Политики конфиденциальности, предоставляются Пользователем путём заполнения регистрационной формы, либо при сообщении их сотруднику интернет-магазина по телефону (или e-mail) на Сайте интернет-магазина https://artline-shop.ru и включают в себя следующую информацию:
3.2.1. фамилию, имя, отчество Пользователя;
3.2.2. контактный телефон Пользователя;
3.2.3. адрес электронной почты (e-mail);
3.2.4. адрес доставки Товара;
3.2.5. место жительство Пользователя.
3.3. Интернет-магазин защищает Данные, которые автоматически передаются в процессе просмотра рекламных блоков и при посещении страниц, на которых установлен статистический скрипт системы («пиксель»):
информация из cookies;
информация о браузере (или иной программе, которая осуществляет доступ к показу рекламы);
адрес страницы, на которой расположен рекламный блок;
реферер (адрес предыдущей страницы).
3.3.1. Отключение cookies может повлечь невозможность доступа к частям сайта Интернет-магазина, требующим авторизации.
3.3.2. Интернет-магазин осуществляет сбор статистики об IP-адресах своих посетителей. Данная информация используется с целью выявления и решения технических проблем, для контроля законности проводимых финансовых платежей.
3.4. Любая иная персональная информация неоговоренная выше (история покупок, используемые браузеры и операционные системы и т.д.) подлежит надежному хранению и нераспространению, за исключением случаев, предусмотренных в п.п. 5.2. и 5.3. настоящей Политики конфиденциальности.
4. ЦЕЛИ СБОРА ПЕРСОНАЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ
4.1. Персональные данные Пользователя Администрация сайта интернет-магазина может использовать в целях:
4.1.1. Идентификации Пользователя, зарегистрированного на сайте Интернет-магазина, для оформления заказа и (или) заключения Договора купли-продажи товара дистанционным способом с Название интернет-магазина.
4.1.2. Предоставления Пользователю доступа к персонализированным ресурсам Сайта интернет-магазина.
4.1.3. Установления с Пользователем обратной связи, включая направление уведомлений, запросов, касающихся использования Сайта интернет-магазина, оказания услуг, обработка запросов и заявок от Пользователя.
4.1.4. Определения места нахождения Пользователя для обеспечения безопасности, предотвращения мошенничества.
4.1.5. Подтверждения достоверности и полноты персональных данных, предоставленных Пользователем.
4.1.6. Создания учетной записи для совершения покупок, если Пользователь дал согласие на создание учетной записи.
4.1.7. Уведомления Пользователя Сайта интернет-магазина о состоянии Заказа.
4.1.8. Обработки и получения платежей, подтверждения налога или налоговых льгот, оспаривания платежа, определения права на получение кредитной линии Пользователем.
4.1.9. Предоставления Пользователю эффективной клиентской и технической поддержки при возникновении проблем связанных с использованием Сайта интернет-магазина.
4.1.10. Предоставления Пользователю с его согласия, обновлений продукции, специальных предложений, информации о ценах, новостной рассылки и иных сведений от имени Интернет-магазина или от имени партнеров Интернет-магазина.
4.1.11. Осуществления рекламной деятельности с согласия Пользователя.
4.1.12. Предоставления доступа Пользователю на сайты или сервисы партнеров Интернет-магазина с целью получения продуктов, обновлений и услуг.
5. СПОСОБЫ И СРОКИ ОБРАБОТКИ ПЕРСОНАЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ
5.1. Обработка персональных данных Пользователя осуществляется без ограничения срока, любым законным способом, в том числе в информационных системах персональных данных с использованием средств автоматизации или без использования таких средств.
5.2. Пользователь соглашается с тем, что Администрация сайта вправе передавать персональные данные третьим лицам, в частности, курьерским службам, организациями почтовой связи, операторам электросвязи, исключительно в целях выполнения заказа Пользователя, оформленного на Сайте интернет-магазина «Название магазина», включая доставку Товара.
5.3. Персональные данные Пользователя могут быть переданы уполномоченным органам государственной власти Российской Федерации только по основаниям и в порядке, установленным законодательством Российской Федерации.
5.4. При утрате или разглашении персональных данных Администрация сайта информирует Пользователя об утрате или разглашении персональных данных.
5.5. Администрация сайта принимает необходимые организационные и технические меры для защиты персональной информации Пользователя от неправомерного или случайного доступа, уничтожения, изменения, блокирования, копирования, распространения, а также от иных неправомерных действий третьих лиц.
5.6. Администрация сайта совместно с Пользователем принимает все необходимые меры по предотвращению убытков или иных отрицательных последствий, вызванных утратой или разглашением персональных данных Пользователя.
6. ОБЯЗАТЕЛЬСТВА СТОРОН
6.1. Пользователь обязан:
6.1.1. Предоставить информацию о персональных данных, необходимую для пользования Сайтом интернет-магазина.
6.1.2. Обновить, дополнить предоставленную информацию о персональных данных в случае изменения данной информации.
6.2. Администрация сайта обязана:
6.2.1. Использовать полученную информацию исключительно для целей, указанных в п. 4 настоящей Политики конфиденциальности.
6.2.2. Обеспечить хранение конфиденциальной информации в тайне, не разглашать без предварительного письменного разрешения Пользователя, а также не осуществлять продажу, обмен, опубликование, либо разглашение иными возможными способами переданных персональных данных Пользователя, за исключением п.п. 5.2. и 5.3. настоящей Политики Конфиденциальности.
6.2.3. Принимать меры предосторожности для защиты конфиденциальности персональных данных Пользователя согласно порядку, обычно используемого для защиты такого рода информации в существующем деловом обороте.
6.2.4. Осуществить блокирование персональных данных, относящихся к соответствующему Пользователю, с момента обращения или запроса Пользователя или его законного представителя либо уполномоченного органа по защите прав субъектов персональных данных на период проверки, в случае выявления недостоверных персональных данных или неправомерных действий.
7. ОТВЕТСТВЕННОСТЬ СТОРОН
7.1. Администрация сайта, не исполнившая свои обязательства, несёт ответственность за убытки, понесённые Пользователем в связи с неправомерным использованием персональных данных, в соответствии с законодательством Российской Федерации, за исключением случаев, предусмотренных п.п. 5.2., 5.3. и 7.2. настоящей Политики Конфиденциальности.
7.2. В случае утраты или разглашения Конфиденциальной информации Администрация сайта не несёт ответственность, если данная конфиденциальная информация:
7.2.1. Стала публичным достоянием до её утраты или разглашения.
7.2.2. Была получена от третьей стороны до момента её получения Администрацией сайта.
7.2.3. Была разглашена с согласия Пользователя.
8. РАЗРЕШЕНИЕ СПОРОВ
8.1. До обращения в суд с иском по спорам, возникающим из отношений между Пользователем сайта Интернет-магазина и Администрацией сайта, обязательным является предъявление претензии (письменного предложения о добровольном урегулировании спора).
8.3. При не достижении соглашения спор будет передан на рассмотрение в судебный орган в соответствии с действующим законодательством Российской Федерации.
8.4. К настоящей Политике конфиденциальности и отношениям между Пользователем и Администрацией сайта применяется действующее законодательство Российской Федерации.
9. ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ УСЛОВИЯ
9.1. Администрация сайта вправе вносить изменения в настоящую Политику конфиденциальности без согласия Пользователя.
9.2. Новая Политика конфиденциальности вступает в силу с момента ее размещения на Сайте интернет-магазина, если иное не предусмотрено новой редакцией Политики конфиденциальности.
9.3. Все предложения или вопросы по настоящей Политике конфиденциальности следует сообщать указать раздел сайта интернет-магазина
Эпоксидные смолы
Наибольшее практическое и широкое применение для получения эпоксидных смол нашли дифенилолпропан (диан или бисфенол А) и эпихлоргидрин. Реакция получения эпоксидной смолы протекает по схеме, изображенной на рис. 1.
Рис. 1. Реакция получения эпоксидной смолы
Реакция протекает в щелочной среде в присутствии раствора NaOH. Ниже приводятся примерная рецептура и технология изготовления эпоксидной смолы.
Дифенилолпропан представляет собой твердые кристаллы, температура плавления 154–156 °С, содержание свободного фенола не более 0,1%, влаги не более 1%.
Эпихлоргидрин — прозрачная бесцветная жидкость, температура кипения 116–118 °С, плотность 1,15–1,16, температура вспышки 40,5 °С, содержание основного вещества 98–99%.
Технологический процесс изготовления эпоксидной смолы
В реактор из нержавеющей стали с пароводяной рубашкой и мешалкой загружают эпихлоргидрин и нагревают до 40–50 °С. При работающей мешалке постепенно вводят дифенилолпропан. После растворения дифенилолпропана и получения однородного раствора тонкой струей из мерника добавляют раствор едкого натра и при 60–70 °С проводят процесс конденсации, который продолжается 1,5–2 ч. Все это время мешалка должна работать. После этого выключают обогрев аппарата, загружают воду, продолжая перемешивание. После прекращения перемешивания образовавшейся смоле дают отстояться. Разделение слоев происходит быстрее при 40–50 °С. Отстоявшийся водный слой (сверху) отделяют, а оставшуюся смолу промывают теплой водой при 40–50 °С. Количество воды определяется по объему (обычно двух-, трехкратное). Промывка (перемешивание, отстаивание с последующим отделением водного слоя) продолжается до полного удаления поваренной соли, образовавшейся при реакции. Промывка контролируется пробой (промывных вод) на присутствие хлора и щелочи.
Сушка смолы производится в том же аппарате. Для этого смолу нагревают до 40–50 °С, подключают холодильник по прямой схеме (с вакуумом) и сушат до прекращения конденсации воды в холодильнике и вспенивания смолы. Сушку смолы производят и без вакуума — при атмосферном давлении и температуре около 120 °С. Сушка смолы продолжается до получения прозрачной пробы смолы при 20–25 °С. Готовая смола сливается в алюминиевую тару.
В зависимости от молярного соотношения исходных компонентов конечные продукты могут быть жидкими, вязкими и твердыми.
В связи с тем, что промывку жидкой (низкомолекулярной) смолы производить значительно легче, чем вязкой (высокомолекулярной), сначала получают низкомолекулярные смолы, которые затем сплавляют с необходимым по расчету количеством дифенилолпропана и при этом получают необходимые высокомолекулярные смолы.
Свойства эпоксидных смол
Эпоксидные смолы представляют собой жидкие, вязкие или твердые прозрачные термопластичные продукты от светлого до темно-коричневого цвета. Они легко растворяются в ароматических растворителях, сложных эфирах, ацетоне, но не образуют пленок, так как не твердеют в тонком слое (пленка остается термопластичной).
Рис. 2.
Эпоксидные смолы по своему строению являются простыми полиэфирами, имеющими по концам эпоксигруппы, которые являются весьма реакционноспособными (рис. 2).
При действии на эпоксидные смолы соединений, содержащих подвижный атом водорода, они способны отверждаться с образованием трехмерных неплавких и нерастворимых продуктов, обладающих высокими физико-техническими свойствами. Таким образом, термореактивными являются не сами эпоксидные смолы, а их смеси с отвердителями и катализаторами.
В качестве отвердителей для эпоксидных смол применяются различные вещества: диамины (гексаметилендиамин, метафенилендиамин, полиэтиленполиамин), карбоновые кислоты или их ангидриды (малеиновый, фталевый).
Эпоксидные смолы в смеси с вышеуказанными отвердителями образуют термореактивные композиции, обладающие ценными свойствами:
Высокие физико-технические свойства эпоксидных смол, отличающие их от многих остальных смол, определяются строением их молекулы, а главным образом — наличием эпоксигруппы.
Рис. 3.
Содержание эпоксигрупп в смоле является одной из важнейших характеристик эпоксидных смол, определяющей количество отвердителя, необходимого для отверждения смолы. Содержание эпоксидных групп в смоле может быть выражено:
Рис. 4.
Метод определения эпоксидных групп основан на взаимодействии эпоксигрупп с соляной кислотой и образованием хлоргидрина по схеме.
Кроме содержания эпоксидных групп в готовых смолах определяют:
Основные свойства неотвержденных эпоксидных смол, выпускаемых в экс-СССР, приведены в таблице 1.
Марка смолы
Температура размягчения «Кольцо и шар», °С
Содержание эпокси-групп, %
Средняя молекулярная масса смолы
Густая, почти твердая
Отверждение эпоксидных смол
Для отверждения эпоксидных смол применяются соединения двух типов:
Отверждение аминами (кроме некоторых, как, например, триэтаноламин, дициандиамид) происходит при нормальной температуре или небольшом нагреве (70–80 °С). Поэтому эта группа называется отвердителями холодного отверждения.
Наиболее высокие физико-технические свойства композиции получаются при горячем отверждении. Свойства отвердителей приведены в таблице 2.
Отвердитель
Структурная формула
Внешний вид
Молекулярная масса
Плотность
Температура плавления, °С
Область применения
Белый кристаллический порошок
Для изготовления пропиточных и заливочных компаундов горячего отверждения
Чешуйки и порошок белого, бледно-желтого или бледно-розового цвета
Для изготовления заливочных компаундов горячего отверждения
Белое кристаллическое вещество
Для изготовления пропиточных и заливочных компаундов горячего отверждения
Белый или светло-серый кристаллический порошок
Для изготовления эпоксидных клеев горячего отверждения
Прозрачная вязкая жидкость от желтого до коричневого оттенка
Как ускоритель полимеризации компаундов горячего отверждения
Бесцветные или слабоокрашенные кристаллы
Для изготовления пропиточных, заливочных и обмазочных компаундов холодного отверждения
Белый кристаллический порошок
Для изготовления компаундов холодного отверждения
Маслянистая жидкость от светло-желтого до темно-бурого
Температура кипения 277
Для изготовления компаундов холодного отверждения
Взаимодействие эпоксидных смол с различными отвердителями
Процесс отверждения проходит с раскрытием эпоксигруппы и образованием сначала гидроксильной группы, а затем эфирной группы, то есть происходит процесс этерификации смолы и образования трехмерного полимера.
Рис. 5.
Рис. 6.
Амины также реагируют с раскрытием эпоксигруппы и образованием гидроксила, а затем образуют более сложные пространственные полимеры. Амины реагируют со смолой довольно активно, поэтому добавление их должно производиться незадолго перед употреблением смолы. Количество вводимых отвердителей в эпоксидную смолу определяется в зависимости от содержания эпоксигрупп или от эпоксидного числа согласно формуле
где А — количество отвердителя на 100 г смолы;
М о — молекулярная масса отвердителя;
М э — молекулярная масса эпоксигруппы, равная 43;
К — эпоксидное число данной смолы.
В случае применения аминных отвердителей в эту формулу вводится поправочный коэффициент n (количество активных атомов водорода, содержащихся в аминных группах отвердителей), и формула принимает вид:
Физико-механические и диэлектрические свойства отвержденных эпоксидных смол могут изменяться в широких пределах в зависимости от введения в эпоксидную композицию дополнительно еще целого ряда компонентов (пластификаторов, наполнителей, разбавителей).
Пластификаторы и модификаторы (дибутилфталат, тиокол, полиэфиры) повышают эластичность и ударную прочность, снижают вязкость, улучшают морозостойкость эпоксидных композиций, но одновременно с этим снижают теплостойкость, адгезионные свойства, влагостойкость, а главное, диэлектрические свойства.
Наполнители (кварцевый песок, маршалит, асбест) повышают твердость и теплостойкость композиции, уменьшают усадку при отверждении, увеличивают теплопроводность, уменьшают термический коэффициент расширения, а также снижают стоимость композиции.
Разбавители и растворители эпоксидных композиций — ненасыщенные мономерные соединения (стирол, жидкий полиэфиракрилат ТГМ-3 и алифатические эпоксидные смолы ДЭГ-1, МЭГ-1) являются сами полимеризующимися веществами и, полимеризуясь при тех же условиях, вступают во взаимодействие с основной композицией, образуя как бы твердый раствор одного полимера в другом. В большинстве случаев наличие таких разбавителей («активных разбавителей») при составлении эпоксидных композиций вызывается крайней необходимостью (например, если без них невозможно получение низковязких текучих композиций с необходимыми технологическими свойствами).
В некоторых случаях при изготовлении из эпоксидных композиций электроизоляционных лаков в композицию вводят обычные растворители (толуол, ксилол, этилцеллозольв, ацетон).
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- и мочевиноформальдегидные и полиамидные смолы.
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.
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.
Отверждение эпоксидных смол полиамидами происходит благодаря присутствию в молекуле полиамида активных групп NH2 и NH. 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.
Лаки и компаунды на основе эпоксидных смол
На основе эпоксидных смол изготавливаются различные лаки, компаунды и эмали горячей и воздушной сушки. Широкое применение получил эпоксидно-полиэфирный пропиточный лак ПЭ-933 на основе продукта сополимеризации терефталевого и адипинового полиэфиров и эпоксидной смолы Э-40. В готовый лак вводится бутоксикрезолоформальдегидная смола РБ в количестве 5%.
Свойства этого лака позволяют применять его в качестве пропиточного для обмоток машин с изоляцией класса F.
В пропиточном эпоксидном лаке на основе смолы ЭД-6 и отвердителя малеинового ангидрида в качестве растворителя служит толуол. Лак этот применяется для пропитки плетеных стержней турбогенераторов с целью цементирования витковой изоляции. Малеиновый ангидрид может быть заменен на метилтетрагидрофталевый ангидрид — менее летучий и токсичный материал. Время отверждения этого лака при этом несколько увеличивается. На основе этого же лака изготавливают обмазочный компаунд путем введения наполнителя — мелковолокнистого асбеста. Этот компаунд в виде изоляционной замазки применяется для выравнивания переходов при изготовлении плетеных стержней турбогенераторов и других целей.
В качестве покровных лаков разработан лак ЭП-96 на основе эпоксидной смолы Э-40 в композиции с адипиновой кислотой и крезолоформальдегидной смолой. На основе этого лака и пигментов изготавливается эмаль ЭП-91 темно-зеленого цвета.
Эмаль предназначается для покрытий различных электротехнических и радиотехнических конструкций и приборов. Она обладает хорошими антикоррозионными и электроизоляционными свойствами. Пленка этой эмали после сушки устойчива к воздействию воды, масла, ароматических растворителей и тропического климата.
Основой эмали ЭП-92 является композиция из эпоксидной смолы Э-41 с меламиноформальдегидной и алкидной смолами.
В качестве клеящего лака для изготовления теплостойкого и высокопрочного стеклотекстолита (СТЭФ), а также клеящего состава при изготовлении изоляции роторных катушек турбогенераторов применяется лак, разработанный на основе эпоксидной и фенолоформальдегидной смолы (лак ИФ/ЭП-70).
На основе эпоксидной смолы разработано большое количество клеев горячего и холодного отверждения с различными наполнителями (и без них).
Эпоксидные смолы в сочетании с полиэфирными и мономерными соединениями (стирол), а также эпоксидно-полиэфирные композиции в сочетании с полиэфиракрилатами находят применение в качестве пропиточных составов при изготовлении высоковольтной изоляции обмоток стержней турбогенераторов.
Эпоксидно-полиэфирные композиции с введением наполнителей широко применяются для изготовления заливочных компаундов для литой изоляции обмоток электрических машин, аппаратов, трансформаторов. На основе эпоксидно-полиэфирных композиций с введением наполнителей изготавливаются обмазочные компаунды горячего и холодного отверждения, обладающие высокой механической прочностью.