Сколько сохнет эпоксидная смола и как ускорить процесс?

Эпоксидная смола с момента своего изобретения во многом перевернула представление человечества о поделках – имея под рукой подходящую форму, стало возможным производить различные украшения и даже полезные предметы прямо в домашних условиях! Сегодня эпоксидные составы используются как в серьезной промышленности, так и домашними мастерами, однако очень важно правильно понимать механику застывания массы.

Вопрос, вынесенный в заголовок этой статьи, столь популярен по той простой причине, что ни в одной инструкции вы не найдете четкого ответа, как долго сохнет эпоксидная смола, – просто потому, что сроки зависят от множества переменных. Для новичков обязательно нужно уточнить, что полноценно отвердевать она в принципе начинает только после того, как к ней подмешают специальный отвердитель, а значит, от его свойств во многом зависит интенсивность процесса.

Отвердители бывают разных видов, но почти всегда используется один из двух: либо полиэтиленполиамин (ПЭПА), либо триэтилентетраамин (ТЭТА). У них не зря разные названия – они отличаются по химическому составу, а потому и по своим свойствам.

ПЭПА – это так называемый холодный отвердитель, который полноценно «работает» без дополнительного нагрева (при комнатной температуре, составляющей обычно 20-25 градусов). Ждать застывания придется примерно сутки. А получившаяся поделка без проблем выдержит нагрев вплоть до 350-400 градусов и лишь при температуре от 450 градусов и выше начнет разрушаться.

Химический процесс отвердевания можно ускорить, если нагреть состав с добавлением ПЭПА, но поступать так обычно не советуют, потому что показатели сопротивления на разрыв, изгиб и растяжение могут уменьшиться до полутора раз.

ТЭТА работает несколько иначе – это так называемый горячий отвердитель. Теоретически отвердение произойдет и при комнатной температуре, но в целом технология предполагает нагрев смеси где-то до 50 градусов – так процесс пойдет быстрее.

Нагревать продукт выше этого значения не стоит в принципе, а при отливе объемных объектов свыше 100 «кубиков» это категорически запрещено, потому что ТЭТА имеет способность к саморазогреву и может закипеть – тогда в толще изделия образуются пузырьки воздуха, да и контуры явно будут нарушены. Если же все делать по инструкции, то эпоксидная поделка с ТЭТА будет более устойчивой к высоким температурам, чем ее основной конкурент, и будет обладать повышенной устойчивостью к деформациям.

Вышеописанные отличия при выборе выглядят следующим образом: ТЭТА является безальтернативным вариантом, если нужно изделие максимальной прочности и устойчивости к повышенным температурам, а повышение температуры застывания на 10 градусов даст троекратное ускорение процесса, но с риском закипания и даже задымления. Если выдающиеся свойства в плане стойкости изделия не нужны и не так важно, как долго твердеет заготовка, есть смысл выбрать ПЭПА.

На скорость процесса непосредственно влияет также форма поделки. Выше мы упомянули, что отвердитель ТЭТА склонен к саморазогреву, но на самом деле это свойство характерно и для ПЭПА, только в значительно меньших масштабах. Тонкость заключается в том, что для такого разогрева нужен максимальный контакт массы с самой собой.

Грубо говоря, 100 граммов смеси в форме идеально правильного шара даже при комнатной температуре и использовании ТЭТА затвердевают примерно за 5-6 часов без постороннего вмешательства, нагревая себя самостоятельно, а вот если вы тот же объем массы размажете тонким слоем по квадрату размером 10 на 10 см, самонагрева толком не будет и ждать полноценной твердости придется сутки или более.

Безусловно, играет роль и пропорция – чем больше отвердителя в массе, тем интенсивнее пойдет процесс. При этом в загустевании могут принимать участие и те компоненты, о которых вы совершенно не подумали, а это, например, жир и пыль на стенках формы для заливки. Эти компоненты могут подпортить задуманную форму изделия, потому обезжиривание проводят спиртом либо ацетоном, однако им тоже надо дать время испариться, ведь они являются пластификаторами для массы и могут замедлить процесс.

Если речь идет об украшении или другой поделке, то внутри прозрачной эпоксидной массы могут быть инородные наполнители, которые тоже влияют на то, как скоро масса начинает густеть. Замечено, что большинство наполнителей, включая даже химически нейтральные песок и стекловолокно, ускоряют процесс отвердения, а в случае с железными опилками и алюминиевой пудрой это явление выражено особенно ярко.

Хотя выше мы объяснили, почему точные расчеты невозможны, для адекватной работы с эпоксидной смолой надо иметь хотя бы примерное представление о том, сколько времени будет затрачено на полимеризацию. Поскольку очень многое зависит как от пропорций отвердителей и пластификаторов в массе, так и от формы будущего изделия, специалисты советуют изготовить несколько опытных «рецептур» с разными пропорциями, чтобы четко понимать, какое взаимоотношение различных компонентов даст требуемый результат. Опытные образцы массы делайте небольшими – полимеризация не имеет «обратного хода», и получить из застывшей фигурки первоначальные компоненты не получится, так что все испорченные заготовки будут испорчены окончательно.

Понимание того, насколько быстро застывает эпоксидка, нужно хотя бы для четкой планировки собственных действий, чтобы материал не успел застыть прежде, чем мастер придаст ему нужную форму. В среднем 100 граммов эпоксидной смолы с добавлением ПЭПА затвердевают в форме в течение минимум получаса и часа как максимум при комнатной температуре в 20-25 градусов.

Снизьте эту температуру до +15 – и минимальное значение времени застывания резко возрастет до 80 минут. Но это все в компактных силиконовых формах, а вот если вы те же 100 граммов массы при упоминавшейся выше комнатной температуре размажете по поверхности площадью в квадратный метр, то будьте готовы, что ожидаемый результат оформится только завтра.

Из описанной выше закономерности вытекает любопытный лайфхак, который помогает дольше сберегать текучее состояние рабочей массы. Если для работы нужно много материала, причем строго одинаковых свойств, а обработать его весь вы просто не успеваете, тогда разделите приготовленную массу на несколько небольших порций.

Работая с материалом, обращайте внимание на то, как происходит его застывание. Какой бы ни была стартовая температура, какого бы типа ни был отвердитель, стадии отвердевания всегда одинаковые, их последовательность стабильна, пропорции скорости прохождения стадий также сохраняются. Собственно, быстрее всего смола из полноценной текучей жидкости превращается в вязкий гель – в новом состоянии она все еще может заполнять формы, но по консистенции уже напоминает густой майский мед и тонкий рельеф емкости для заливки передавать не будет. Следовательно, работая над поделками с мельчайшими рельефными узорами, не гонитесь за скоростью застывания – лучше имейте стопроцентную гарантию того, что масса полностью повторит все особенности силиконовой формы.

Если это не так важно, помните, что позже смола из вязкого геля превратится в тестообразную массу, которая сильно липнет к рукам – ее еще кое-как можно формовать, но это, скорее, уже клей, чем материал для полноценной лепки. Если же масса понемногу начинает терять даже липкость, значит, она близка к отвердеванию – но только в плане стадий, а не по времени, потому что каждая следующая стадия отнимает куда больше часов, чем предыдущая.

Если вы изготавливаете полноценную поделку большого размера с наполнителем в виде стекловолокна, лучше не ждать результата быстрее, чем через сутки – по крайней мере, при комнатной температуре. Даже застыв, такая поделка во многих случаях будет относительно хрупкой. Чтобы материал оказался прочнее и тверже, можете использовать даже «холодный» ПЭПА, но при этом нагревайте его до 60 или даже 100 градусов. Не имея высокой склонности к самонагреву, этот отвердитель не вскипит, зато застынет быстрее и надежнее – в пределах 1-12 часов в зависимости от размеров поделки.

Иногда формочка маленькая и довольно простая в плане рельефа, тогда длительное время застывания для работы не нужно – это, скорее, плохо, чем хорошо. Многие мастера, работающие в «промышленном» масштабе, просто не знают, где размещать формы с застывающими поделками или не хотят неделями возиться с фигуркой, у которой каждый слой надо заливать отдельно. К счастью, профессионалы знают, что надо сделать, чтобы эпоксидка быстрее высохла, и мы приоткроем завесу тайны.

На самом деле все упирается в повышение температуры – если в случае с тем же ПЭПА повысить градус несущественно, всего до 25-30 по Цельсию, то мы добьемся, чтобы и масса застыла скорее, и существенных потерь эксплуатационных качеств не случилось. Можно рядом с заготовками расположить маленький обогреватель, а вот снижать влажность и пересушивать воздух нет смысла – мы ведь не испаряем воду, а запускаем процесс полимеризации.

Обратите внимание, что в заготовке должно быть тепло на протяжении длительного времени – нет смысла делать подогрев на пару градусов продолжительностью в какой-нибудь час, ведь ускорение процесса будет не столь существенным, чтобы этого хватило для видимого эффекта. Можно также встретить рекомендацию о сохранении повышенной температуры для поделки в течение суток даже после того, как все работы завершены и полимеризация вроде бы закончена.

Обратите внимание, что превышение рекомендованного количества отвердителя (в значительном количестве) может дать противоположный эффект – масса не только не начнет застывать быстрее, но и может «застрять» в липкой стадии и вообще не отвердеть до конца. Решившись на дополнительный прогрев заготовки, не забывайте о склонности отвердителей к самонагреву и учитывайте этот показатель.

О том, как ускорить процесс застывания эпоксидной смолы, смотрите в следующем видео.