Эпоксидный клей: виды, свойства и характеристики

Для склеивания деталей из различных материалов применяют клеевые составы на основе связующих веществ. В качестве основного компонента может выступать казеин, крахмал, каучук, декстрин, полиуретан, смола, силикат и другие натуральные и синтетические соединения. Каждый клей имеет свои характеристики и область применения. Универсальным высокотехнологичным составом считается клеевая смесь на основе эпоксидной смолы.

Главным компонентом в эпоксидном клее является эпоксидная смола. Это синтетический олигомер, который не подходит для самостоятельного применения. Синтетическая смола получила широкое применение в производстве лакокрасочных и отделочных материалов. В зависимости от производителя и марки смола может быть жидкой консистенции медового цвета или темной твердой массой.

В упаковке с эпоксидным клеем находятся два компонента. Между ними есть существенная разница. Чтобы эпоксидная смола приобрела клеящие свойства, к ней добавляют отвердители. В качестве отвердительного компонента применяют полиэтиленполиамин, триэтилентетрамин и ангидрит. Отвердитель с эпоксидной смолой способен образовывать прочную полимерную структуру.

Популярность эпоксидки обуславливают ее положительные качества.

Эпоксидная клеевая смесь проявляет следующие свойства:

• образует безусадочный шов без трещин;
• высокое сцепление с различными материалами;
• устойчивость к химическим растворителям, щелочам и маслам;
• теплоустойчивость до +250 гадусов;
• морозоустойчивость до -20 градусов;
• прочность к механическим воздействиям;
• эластичность позволяет сверлить и шлифовать шов без сколов;
• застывший клей поддается окрашиванию и лакированию;
• не проводит электрический ток;
• скорость отвержения не зависит от толщины клеевого слоя;
• возможность добавления в состав дополнительных компонентов;
• влагонепроницаемость;
• атмосферостойкость;
• износостойкость.

Внесение асбеста увеличивает термостойкость и твердость. Диоксид титана придает белый цвет всему раствору. Добиться красного цвета и огнестойкости поможет оксид железа. Железный порошок повысит коэффициент теплопроводности и теплоустойчивости. Снизит вязкость и упрочнит эпоксидную смесь диоксид кремния. Сажа придаст черный цвет клею. Увеличит прочность и диэлектрические качества оксид алюминия. Стеклянные волокна и опилки придадут значительный объем при заполнении больших пустот.

Отрицательной стороной при применении эпоксидного клея является скорость схватывания. В небольшой промежуток времени нужно нанести и зафиксировать клеевой шов, убрать излишки клея и очистить рабочую зону и руки. После застывания клеевого состава удаление производится только при сильном механическом воздействии. Чем быстрее приступить к уборке клейкой эпоксидки, тем проще очистить загрязнение с минимальными усилиями.

Эпоксидной смесью нельзя склеивать предметы, соприкасающиеся с пищевыми продуктами. Не поддается склеиванию никель, олово, тефлон, хром, цинк, полиэтилен, силикон. Мягкие материалы разрушаются при контакте с составом на основе смолы.

Благодаря большому количеству уникальных свойств клеящая эпоксидная смесь получила широкое применение в разных отраслях народного хозяйства. Эпоксидный раствор используется в различных сферах.

• В строительной промышленности. Клеящий состав применяют для заполнения трещин бетона, цементных стяжек, железобетонных балок и плит, дополнительно укрепляя всю конструкцию. Используют для соединения железных и бетонных элементов в мостостроении. Эпоксидкой проклеивают секции строительных панелей. Она придает гидроизоляционные свойства утеплителю и ДСП, снижает тепловые потери, создавая герметичность в сэндвич-панели. Во время отделочных работ с плиткой и мозаикой в качестве клеящего раствора используют эпоксидную смесь, которая быстро застывает и имеет влагоотталкивающие свойства.
• В автомобильной отрасли. На производстве эпоксидным клеем крепят колодки тормоза, скрепляют пластмассовые и металлические поверхности, применяют в автомобильных ремонтных работах для металла и пластика. Он помогает заделать дефекты в кузове и бензобаке, отреставрировать обшивку.

• В производстве судов и самолетов. При строительстве водных судов эпоксидным составом обрабатывают корпус, чтобы придать водоотталкивающие свойства материалу, применяют для соединения частей стеклопластика, крепления технологических узлов. При сборке летательных аппаратов эпоксидным клеем крепят теплозащитные элементы. Пользуются эпоксидкой для производства и фиксации солнечных батарей.
• В быту. С помощью эпоксидного клея можно чинить мебель, обувь, ремонтировать пластмассовые, металлические и деревянные детали декора и техники. Можно заделать трещину аквариума и собрать осколки стеклянной вазы или плафона. Эпоксидка приклеит скол керамогранита и заделает щель в керамической плитке, надежно закрепит на стене крючки и держатели. Эпоксидный состав походит для герметизации канализационных и водопроводных труб, отопительных элементов. Широкое применение эпоксидка получила в рукоделии для создания поделок и сувениров. Применяют ее для крепления элементов декора при изготовлении бижутерии и аксессуаров для волос. Приклеивают пайетки, полубусины, атласные ленты, кружева, полимерную глину и другие материалы.

Эпоксидная клеящая смесь представляет собой синтетическую массу, в которой протекает необратимая химическая реакция с образованием прочного материала. В состав клея на основе смолы может входить модификатор, отвердитель, растворитель, наполнители, пластификаторы.

Главный компонент в клеящем составе – эпоксидная смола. Еще она состоит из эпихлоргидрина с фенолом или бисфенолом. Смола может подвергаться модификации. Эпоксидная смола, модифицированная каучуком, позволяет улучшить характеристики ударной вязкости. Форфорорганические модификаторы снижают горючесть изделия. Добавка модификатора лапроксива увеличивает эластичность.

Отвердителем могут выступать соединения аминоамидов, полиаминов, ангидриды органических кислот. Смешивание эпоксидной смолы с отвердителем позволяет запустить термореактивную реакцию. Доля отвердителей составляет 5-15% от смолы.

Растворителями может быть ксилол, спирты, ацетон. Растворитель не превышает содержание 3% от общего объема раствора. Пластификаторы вносят для повышения надежности скрепляемых деталей. Для этого используют эфирные соединения фталевой и фосфорной кислоты.

Наполнители применяют для придания массы и дополнительных физических характеристик готового продукта. В качестве наполнителя используют пыль различных металлов, минеральные порошки, волокна, цемент, опилки, микрополимеры. Количество дополнительных наполнителей может изменяться от 1 до 300% от общей массы эпоксидной смолы.

Температурный диапазон при эксплуатации – от -20 до +120 градусов. Особо прочный клеящий состав выдерживает температуру до +250 градусов.

Эпоксидный клей имеет 3 класс опасности по классификации ГОСТ 12.1.007-76 и представляет собой малоопасное раздражающее вещество, но может вызвать аллергическую реакцию на коже. Для окружающей среды является экологическим опасным и ядовитым при попадании в водоемы.

Время жизни приготовленной смеси составляет от 5 минут до двух часов в зависимости от разных производителей. Разный состав клея показывает прочность от 100 до 400 кгс на 1 см2. Средняя плотность на м3 составляет 1,37 тонн. Эластичность при ударе и смещении шва – в пределах 1000-2000 МПа. Затвердевший эпоксидный слой показывает устойчивость к бензину, щелочам, кислотам, солям, маслам, керосину. Поддается разрушению в толуоле и ацетоне.

Эпоксидные составы различаются по объему выпуска и весу. В шприцах разливают компоненты по 6 и 25 мл. Сдвоенными шприцами удобно пользоваться в быту для склеивания небольших поверхностей. Универсальные эпоксидные клеящие смеси характеризуются продолжительной жизнеспособностью до двух часов и выпускаются в таре по 140, 280 и 1000 г. Эпоксидка быстрого отвержения приближается по скорости затвердения к холодной сварке, изготавливается в тубах по 45 и 70 мл и в ведрах и флаконах по 250 и 500г. Для промышленного использования эпоксидные компоненты поставляют в бочках по 15, 19 кг.

Эпоксидные клеевые смеси подразделяются на группы по трем признакам: по количеству компонентов, по густоте массы, по методу полимеризации. Состав клея может быть однокомпонентный и двухкомпонентный.

В однокомпонентном клее присутствует одна упаковка, он не нуждается в предварительном приготовлении. Однокомпонентные смеси могут отвердевать при комнатной температуре или с повышением тепла. Прочностные характеристики таких составов ниже, чем в двухкомпонентном растворе. Более востребована на рынке продукция в двух отдельных упаковках. Два компонента смешиваются перед оклеиванием. Универсальный эпоксидный двухкомпонентный клей образует гибкий монолитный слой высокой прочности.

Вязкость жидких растворов зависит от консистенции эпоксидной смолы. Чтобы повысить текучесть смолы, ее необходимо нагреть. Жидкий клей легко наносить, он заполняет все поры материала. При отвердении образует эластичный влагостойкий шов.

Глинообразный состав по структуре похож на пластилин. Выпускается в виде брусков разного размера. Для работы смесь разминают руками и тщательно распределяют на склеиваемую поверхность. Часто пластичная масса имеет темный металлический цвет, потому что используется в качестве холодной сварки. Ее наносят, чтобы заделать отверстия и неровности в металле.

Метод полимеризации зависит от используемого отвердителя. Жидкие смеси с отвердителями из ангидрита и полиамина начинают отвердевать при обычных условиях. Чтобы готовый шов был водостойкий с повышенными защитными качествами от растворителей, кислот и масел, необходимо произвести высокотемпературный нагрев. Достаточно воздействия температуры в +70-120 градусов. Сверхпрочный слой образуется при нагреве в +150-300 градусов. При горячем отверждении получается термостойкий слой с электрозащитными свойствами.

Расход клея зависит от толщины слоя нанесения. На 1 м2 в среднем расходуется 1,1 кг эпоксидки при толщине слоя в 1 мм. При приклеивании таких пористых поверхностей, как бетон, расход смеси увеличивается. Также повышаются затраты при нанесении клея на древесные плиты и дерево. Для заполнения трещин расходуют 1,1 г на 1 см3 пустоты.

По своим качественным характеристикам выделяются четыре марки эпоксидного клея: клей «Холодная сварка», марка ЭДП, пластичная масса «Контакт», жидкие компоненты марки «Момент».

Эпоксидный клей «Холодная сварка» предназначена для быстрого ремонта металлических изделий. Она может выпускаться в виде пластилина и жидких ингредиентов. Характеризуется большой скоростью отвердения и особой прочностью. Она представляет собой жидкую или пластичную эпоксидную массу, способную застывать в течение 5-20 минут.

Многие производители изготавливают эту марку клея. Зарубежная компания Akapol выпускает эпоксидный клей «Poxipol» двух консистенций. Он застывает через 10 минут после смешивания. Российский производитель «Астат» производит клей «Epoxy Metal» в жидком исполнении, отвержение происходит за 5 минут. Под брендом «Анлес» выпускается продукция «Унипласт», «Эпокси-титан» для металлов. Под торговой маркой Runway продают клей «Epoxy steel».

Универсальный эпоксидный состав ЭДП подходит для многих видов материалов – дерева, металла, пластика, фаянса, керамики, резины, ткани, стекла, гипса, кожи, бетона, камня и т. д. Отечественный производитель ООО «НПК «Астат» выпускает клей марки ЭДП – эпоксидно-диановый с полиэтиленполиамином. Смешанный состав можно использовать до двух часов в работе. В течение суток готовый клеевой шов достигает своей заявленной прочности. ООО ГК «Химальянс» производит клей марки ЭДП с жизнеспособностью до полутора часов. АО «Анлес» изготавливает аналог марки ЭДП клей «Эпокс-универсал». ООО «Экокласс» осуществляет выпуск универсальной эпоксидки под брендом «Класс». Под торговой маркой «Химконтакт» продают универсальный эпоксидный клей «Химконтакт-Эпокси».

Эпоксидные смеси марки «Контакт» представляют собой пластичную быстро затвердевающую массу. Характеризуется повышенными темперным пределом от -40 до +140 градусов. Состав способен клеиться на влажную поверхность.

Удобен для применения в быту эпоксидный раствор «Момент». Популярностью пользуется бренд «Момент» компании Henkel. Он выпускает две линии эпоксидных составов – двухкомпонентный жидкий клей «Супер Эпокси» в тюбиках и шприцах разного объема и «Эпоксилин», расфасованный по 30, 48, 100 и 240 грамм. Положительные отзывы имеются у эпоксидного равнокомпонентного клея «Супер-хват» производства ЗАО «Петрохим». Потребителями отмечается удобство использования при смешивании компонентов.

Работать лучше в проветриваемом помещении, чтобы не раздражать органы дыхания испарениями от эпоксидки. Нужно надеть защитные перчатки и одежду, которую не жалко испачкать. Место работы можно застелить газетой или тканью, чтобы не загрязнить поверхность. Заранее приготовить инструмент для нанесения и емкость для смешивания ингредиентов. Можно пользоваться одноразовой посудой.

Обработку изделия осуществляют до смешивания клеящего вещества, поскольку наносить раствор необходимо сразу после изготовления.

Прежде чем приступить к приготовлению эпоксидной смеси своими руками, нужно изучить инструкцию производителя, приложенную к упаковке. В ней указаны пропорции компонентов смолы и отвердителя. У разных производителей различаются соотношения веществ. В универсальных клеевых жидких составах обычно надо смешивать 1 часть отвердителя и 10 частей эпоксидной смолы.

Если эпоксидная смола вязкая, то перемешивать компоненты будет сложно. Чтобы легко разбавить смолу, ее необходимо нагреть на водяной бане или радиаторе отопления до 50-60 градусов. С помощью шприца без иглы нужно отмерить небольшой объем смолы и перелить в тару. Затем набрать нужную порцию отвердителя и растворить в смоле, интенсивно перемешивая, чтобы получить однородную массу.

После смешивания компонентов приступают к приклеиванию поверхностей. На одну сторону надо нанести готовый клей и с усилием прижать обе половинки, зафиксировав на 10 минут без смещения. Если из шва выдавится небольшое количество раствора, его нужно сразу удалить салфеткой. До полного отвержения эпоксидной смеси нельзя пользоваться изделием и подвергать его нагрузке.

В подготовленный эпоксидный раствор можно добавлять опилки и другие наполнители, которые придают дополнительный объем, улучшают качество готового соединения и дают нужный цвет. Если внести опилки в эпоксидку, то готовой смесью нужно наполнить форму. Можно использовать разделитель, чтобы изготовить элемент изделия. Застывшую деталь можно подвергать шлифовке, окраске и сверлению.

Чтобы заделать дефект в металлических изделиях кузова машины, то эпоксидным клеем пропитывают стеклоткань, плотную марлю. Затем обработанным отрезком заделывают деталь, дополнительно обрабатывая края эпоксидным раствором. Таким способом можно отреставрировать изделие, нуждающееся в ремонте.

Время высыхания клеевого раствора зависит от температуры воздуха и пропорций основных компонентов в смеси. Ускорить затвердевание готовой смеси поможет добавление большей доли отвердителя в эпоксидную смолу. Скорость застывания увеличивают, нагревая клеевой шов после схватывания состава. Чем выше температура, тем быстрее отвердеет эпоксидка.

Время полного застывания определяет вид эпоксидного клея. «Холодная сварка» твердеет в течение 5-20 минут. Жидкие смеси ЭДП густеют через час, схватываются через два часа, полностью полимеризуются за сутки.

Не рекомендуется работать эпоксидным составом на морозе. В этом случае трудно высушить клеевой шов, поскольку происходит кристаллизация компонентов. Применять эпоксидку нужно при температуре от +10 до +30 градусов. Устойчивость к вязкости в тепле позволяет качественнее провести работы.

В инструкции на упаковке производитель указывает, что компоненты эпоксидного клея нужно хранить в оригинальной упаковке при комнатной температуре 20-25 градусов. Упаковку следует класть в сухое место в вертикальное положение, чтобы не нарушить ее целостность. Повреждение тары и соприкосновение с воздухом ведет к ухудшению качества материала. Нельзя хранить клей на открытом солнечном месте, чтобы к нему был доступ у детей. Упаковку с эпоксидкой кладут отдельно от пищевых продуктов и посуды.

Чем свежее эпоксидная смола и отвердитель, тем лучше проходит процесс полимеризации, улучшается сцепление, клеящий шов получается качественнее. Хранить приготовленный состав нельзя, его нужно сразу использовать по назначению. Остатки готовой эпоксидной смеси не подлежат хранению, их нужно утилизировать.

При работе с эпоксидным составом нужно использовать защитные средства, чтобы избежать попадания смеси на кожу. Если не удалось предотвратить загрязнение, то не отвердевшую смесь тщательно смывают мыльным раствором. Когда не удалось полностью смыть остатки компонентов, придется воспользоваться ацетоном, протирая въевшееся пятно.

Есть несколько способов, чтобы удалить затвердевший эпоксидный состав с различных материалов.

• Замораживание пятна. Поскольку эпоксидная смесь способна выдерживать температуру до -20 градусов, то заморозка в морозильной камере не представляется эффективной. Для замораживания применяют специальный аэрозольный хладагент. После распыления хладагента эпоксидка становится хрупкой. Теперь можно очистить смолу шпателем или тупым ножом. Нужно соблюдать осторожность, чтобы острые осколки не поранили кожу.
• Нагревание загрязнения. Высокие температуры приводят к размягчению эпоксидной смеси. Для нагрева можно воспользоваться бытовым феном или утюгом. Феном на максимальном уровне температуры прогревают твердые термостойкие поверхности. Можно на несколько минут направить поток горячего воздуха на загрязнение. Размягченный участок снимают шпателем. Нагрев проводят до полной очистки поверхности. Если эпоксидный клей попал на ткань, то нагрев проводят с помощью утюга, подложив с лицевой стороны хлопковую ветошь.
• Соскабливание. Механическая очистка подходит для твердых поверхностей, устойчивых к царапинам. Скобление может проводиться любым острым металлическим инструментом.
• Использование химических растворителей. Этот метод подходит для износостойких материалов, не разрушающихся под действием разбавителей. В качестве растворяющих веществ применяют ацетон, этиловый спирт, толуол, бутилацетат, анилин. Загрязненный участок смачивают любым растворителем, дают ему подействовать, затем приступают к механической чистке.

Отмыть эпоксидку со стекла или зеркала можно растворителями или уксусной кислотой. Также эффективным будет метод нагревания поверхности и загрязненного участка. Убрать остатки клея поможет шпатель и мягкая тряпка.

Чтобы оттереть эпоксидную смесь с инструмента, которым наносили клей, можно использовать салфетку, смоченную в растворителе. К очистке следует приступать сразу после завершения работы, не давая составу затвердеть. Чем раньше приступить к отиранию загрязненного места, тем легче клей отмоется. Приведенные способы избавления от эпоксидной смеси на различных поверхностях помогут очистить загрязнение и сохранить внешний вид изделия.

Как правильно приготовить эпоксидный клей, смотрите в видео ниже.