Как правильно использовать эпоксидный клей — инструкция по применению и вопросы безопасности
Эпоксидный клей — один из наиболее популярных. Он используется в строительстве (для фиксации плитки и заполнения трещин в бетонных плитах), в машиностроении (для крепления тормозных колодок, ремонта бензобаков, крепления обшивок), в судостроении (для сборки конструкций из стеклопластика). Не менее широко применяется в быту — он незаменим для ремонта обуви и мебели, для герметизации труб, создания различных поделок.
Разновидности эпоксидного клея
Эпоксидный клей бывает:
Кроме того, эпоксидный клей выпускают в двух формах — жидкой, которая ничем не отличается от других видов клея, и твердой, больше напоминающей пластилин или полимерную глину.
Всем известная «холодная сварка» — это не что иное, как разновидность твердого эпоксидного клея.
Состав
Как правило, эпоксидный клей на 50% состоит из наполнителей (различных волокон и порошков, определяющих его свойства), на 30% – из пластификаторов (эфиров фосфорной и фталевой кислоты), на 15% – из отвердителей (полиаминов, аминоамидов) и на 5% –из растворителей (таких как ксилол, ацетон, спирты). Пропорции этих веществ могут меняться в зависимости от назначения, формы выпуска и предназначения клея, также могут добавляться вспомогательные вещества.
Преимущества и недостатки
Эпоксидный клей считается одним из лучших, ведь он позволяет соединять между собой такие материалы, как стекло и кожа, металл и пластик, дерево и ткань, причем шов получается достаточно крепким. Однако, несмотря на все плюсы, есть у него и немало минусов.
| Преимущества | Недостатки |
|---|---|
| · Водонепроницаемость. | · Не подходит для склеивания силикона, тефлона, полиэтилена, никеля, хрома, цинка. |
| · Устойчивость к высоким температурам. Место склейки выдерживает нагрев до 250 °C. | · Не может быть использован для склеивания посуды и других предметов, контактирующих с пищей. |
| · Устойчивость к кислотам, щелочам, бензину, различной бытовой химии. | · Быстрое отвердевание не позволяет исправлять ошибки, поэтому работа с таким клеем требует внимательности. |
| · Водонепроницаемость. | · Токсичность. |
| · Устойчивость к образованию трещин. | |
| · Отличная адгезия с пористыми и гладкими материалами. | |
| · Эластичность после застывания. |
Правила склеивания поверхностей
Существуют определенные правила работы с эпоксидным клеем. Если не придерживаться их, место соединения окажется менее прочным, чем заявлено производителем, а в отдельных случаях поверхности вовсе не склеятся.
Предварительная обработка
Этот этап состоит из трех шагов:
После предварительной обработки следует незамедлительно приступать к склеиванию. Если отложить работу, поверхность снова загрязнится, а на металлах образуется новый слой оксидной пленки.
Склеивание
Склеивать можно только сухие поверхности, поскольку вода ухудшает адгезию, то есть проникновение клея в микропоры материала. Также важна температура: если предмет находился в холодном помещении, клей будет застывать слишком долго.
Перед нанесением клея стоит прогреть склеиваемые материалы до температуры 38–40 °C, если их технические характеристики это позволяют. Для нагревания можно использовать фен, тепловентилятор, инфракрасную лампу. При этом следует соблюдать правила противопожарной безопасности и не оставлять включенные приборы без присмотра.
Если жидкая композитная часть клея и отвердитель находятся в разных емкостях, их нужно отмерить в рекомендуемых производителем пропорциях и смешать в посуде, которая в дальнейшем не будет использоваться для хранения, приготовления и употребления еды. Какими должны быть пропорции и как правильно смешивать компоненты, указано в инструкции по применению, напечатанной на упаковке.
Желательно за один раз готовить смесь, которой хватит на один шов, иначе есть риск, что клей затвердеет раньше, чем будет использован.
Что же касается твердых эпоксидных клеев, то они зачастую выглядят как многослойная «колбаска», внутренняя часть которой — это наполнитель, смешанный с пластификатором, а внешняя — отвердитель. В таком случае нужно отрезать то количество клея, которое понадобится для проведения работ, а потом размять его в руках, словно пластилин, чтобы все компоненты хорошо перемешались.
Наносить состав на материал следует быстрыми и точными движениями, помня о том, что ошибку, скорее всего, исправить не удастся.
Если клей плохо выдавливается из тюбика или плохо разминается, стоит слегка его подогреть, положив на несколько минут на батарею или в другое теплое место.
После нанесения состава поверхности нужно плотно прижать друг к другу и оставить в теплом сухом помещении для отвердевания.
Разные виды эпоксидного клея отвердевают с разной скоростью. Например, «Моменту» и «Минутке» для полного высыхания требуется 60–180 секунд, а «Поксипол» высыхает через 5–6 минут. Также скорость застывания зависит от толщины клеевого слоя.
Одни разновидности клея отвердевают при комнатной температуре, другим требуется дополнительный нагрев. Узнать об этих нюансах можно из инструкции на упаковке.
Правила безопасности
Чтобы работа с клеем не отразилась на здоровье, следует придерживаться следующих правил безопасности:
Вопросы и ответы
Можно ли использовать вещь сразу после застывания клея?
Да, но только если эта вещь в процессе использования не испытывает физическую нагрузку (трение, давление и др.). В противном случае необходимо выждать 24 часа для полной полимеризации состава, иногда этот срок увеличивается до 72 часов. Более подробную информацию предоставляет производитель, поскольку она отличается для разных видов клея.
Каков расход эпоксидного клея?
В среднем — около 1200 г на 1 м 2 при толщине слоя в 1 мм.
Эпоксидный клей – это проводник или диэлектрик?
Чаще всего — диэлектрик, но при необходимости можно купить состав с токопроводящими добавками.
Что случится, если склеить чашку или тарелку?
Каждый раз в пищу будут выделяться токсические вещества, которые точно не пойдут на пользу организму и, возможно, будут накапливаться в крови, лимфе, тканях. Если постоянно есть из такой посуды, рано или поздно наступит серьезное отравление.
Клей был прозрачным, а после застывания пожелтел. Это нормально?
Да, так и должно быть. Изменение цвета не говорит о плохом качестве или нарушенной технологии склеивания.
Можно ли использовать клей, если срок его годности истек?
Даже при правильном хранении свойства эпоксидных составов со временем заметно ухудшаются. Если срок годности закончился месяц или два назад, а прочность шва не очень важна, клей можно использовать, но положительный результат не гарантирован. При более длительной просрочке клей должен быть утилизирован.
Эпоксидный клей стоит недешево, но, учитывая его универсальность и многофункциональность, можно сказать, что такое средство должно быть в каждом доме. Чтобы получить качественный результат, нужно лишь придерживаться правил использования и соблюдать технику безопасности.
Что представляет собой эпоксидный клей и где он используется
Традиционным способом скрепления деталей считается сварочное соединение, а также соединение на гвоздях или шурупах. Когда данные методы неприменимы, многие прибегают к помощи эпоксидного клея, который можно приобрести практически в любом магазине строительных материалов или автозапчастей. Причем именно клей на основе эпоксидной смолы заслужил репутацию «соединения на века».
После того, как эпоксидка существенно расширила область применения, стало возникать некое недопонимание в ее назначении. Существуют полимеры, предназначенные для заливочных работ или пропиток. Вопрос заключается в том, что не всегда удается правильно установить диапазон применимости того или иного материала, и если клей имеет строго определенное назначение, то не каждый понимает, в чем его принципиальное отличие от компаундов.
Состав
Эпоксидный клей не утратил своего «авторитета» даже после выпуска более современных и качественных материалов. В качестве основного ингредиента в нем используется эпоксидная смола, которая была открыта еще в 1938 году. Уже с 1940 года клей стал массово выпускаться для производственных и бытовых нужд.
Первое запатентованное название этого материала «Альрадит 1» приобрело мировую популярность.
В настоящее время технология производства клея существенно изменилась. Прежде всего, новшества коснулись перечня различных наполнителей, повышающих эффективность и упрощающих методику склеивания. Принципиальная схема изготовления материала не изменилась. Как и прежде, эпоксидный клей – синтетический продукт, имеющий сложный состав. Он относится к термореактивным веществам, так как свои свойства проявляет после экзотермической химической реакции, возникающей вследствие смешивания компонентов.
Обычно в продаже можно встретить двухкомпонентный клей. Основным компонентом выступает сама эпоксидная смола, а в качестве второго компонента – отвердитель. В зависимости от области применения материала, могут добавляться растворители, пластификаторы и наполнители. Роль отвердителей могут выполнять аминоамиды, диамины и полиамины. Также применяются полимерные отвердители, которые модифицируют состав. К их числу относятся каучуки, кремнийорганические смолы или полиамины, имеющие в основе жирные кислоты. Третьим типом отвердителей считаются ангидриды кислот.
Доля первичных и вторичных аминов в объеме состава не превышает 15%. Третичные амины составляют всего 5% от общего объема. Повышенное содержание отвердителя чревато образованием простых полиэфиров. Практика показывает, что для достижения оптимальных характеристик клеевого состава подходят фталевый и малеиновый ангидриды, их доля может составлять от 30% до 40 %. Прочие наполнители добавляются, исходя из показателей количества вещества: на 1 моль смолы приходится 0,85 моль кислот или ангидридов.
Растворители предназначены для изменения вязкости клеевого состава. В зависимости от области применения, используют кселол, ацетон, спирты и другие органические соединения с подобными свойствами. При самостоятельном внесении растворителей важно правильно рассчитать пропорции. В общей сложности их количество не должно быть более 5% от всей массы основного компонента эпоксидки.
Предельное количество растворителя указано в инструкции для каждой конкретной марки смолы. Если превысить допустимое значение, то останется излишек, который удалить будет достаточно проблематично. Кроме этого, большое количество растворителя способно ускорить процесс застывания клея, а это не всегда целесообразно.
Ряд производителей модифицируют состав, используя наполнители, к ним относятся:
Диапазон значений доли наполнителя в основном компоненте очень широкий. Если одни вещества вносятся в объеме, составляющем 50%, то для других этот показатель может увеличиться до 300%. Ряд компонентов одновременно выполняют несколько функций. Окиси металлов участвуют в отверждении и стабилизации клеевого раствора.
Пластификаторы способны изменить физические свойства уже готового клея, причем после его отверждения. Добавление фосфорной и фталевой кислоты повышает оптические качества материала, делая его более прозрачным, а олигоамиды и олигосульфиты придают клеевому шву эластичность. В условиях повышенных нагрузок и вибраций эластичное соединение считается более надежным. Суть приготовления клея сводится к соединению всех вышеперечисленных компонентов непосредственно перед выполнением работ.
Свойства
Область применения эпоксидного клея определяется его физико-химическими свойствами. Разные марки материала отличаются доминированием того или иного показателя, однако можно выделить ряд качеств, присущих любому клеевому составу.
Эпоксидный клей не является идеальным материалом, так как обладает рядом недостатков. К примеру, высокая скорость отверждения не всегда уместна. За относительно короткое время мастер может не успеть зафиксировать детали, обработать шов, убрать излишки материала и избавиться от случайно попавших капель на поверхность.
Застывший клей невозможно расплавить или растворить. Его убирают только механическим способом. Известно, что эпоксидная смола в виде компаунда абсолютно безвредна для здоровья человека, чего нельзя сказать о клеевом составе. Категорически запрещено приклеивать детали, которые впоследствии будут контактировать с пищей.
Несмотря на высокие свойства адгезии, есть ряд материалов, с которыми клей не работает, это тефлон, полиэтилен, силикон, а также никелевые и хромированные поверхности. Причем дело здесь не только в адгезии. Некоторые материалы при контакте с клеем начинают разрушаться.
Разновидности материала
В настоящее время на рынке стройматериалов можно отыскать более десятка марок эпоксидного клея, поэтому его необходимо правильно классифицировать, чтобы выбрать оптимальный вариант для конкретного типа работ или для конкретных условий. В качестве критериев, по которым определяют типы клеевых смол, выступают такие, как состав, консистенция и способ отверждения.
В классификации по составу определено два типа клея: однокомпонентный и двухкомпонентный.
Разделение по консистенции определяет две группы эпоксидных смол: жидкие и пластичные. Жидкая смола по вязкости напоминает свежий мед. Она выдавливается из пластикового или жестяного тюбика небольшим усилием. Возможность дозирования клея позволяет оптимизировать его расход. Пластичная смола похожа на пластилин. Она продается в цилиндрических емкостях и представляет собой два компонента, которые не взаимодействуют друг с другом при хранении и транспортировке. Чтобы подготовить клей к работе, необходимо отрезать нужное количество массы, и в руке размять ее, смачивая при этом водой. В результате компоненты начнут взаимодействовать, поэтому массу следует сразу же нанести на область шва.
Процесс отверждения может происходить по-разному. Все зависит от типа используемого отвердителя. Если клей состоит из алифатического полиамида, эпоксидной смолы и некоторых пластификаторов с наполнителями, то отверждение происходит при температуре 20°C градусов. Среднее время реакции составляет 24-72 часа. Подобные клеевые материалы удобнее использовать, но при длительном воздействии влаги они теряют свои свойства. Качество соединения резко ухудшается при склеивании деталей из гидрофильных материалов, таких, как древесина.
У модифицированных композиций температура для процесса отверждения может достигать 120°C градусов. Такие материалы в основном используются при работе с неметаллами и металлами, подверженными ударным нагрузкам. Эпоксидный клей «горячего» отверждения устойчив к воздействию масел и нефтесодержащих продуктов. Чем выше температура отверждения, тем прочнее соединение. Повышается не только прочность, но и теплостойкость, а также электроизоляционные свойства.
Сфера применения
Уникальные свойства в сочетании с клеящими способностями способствуют тому, что эпоксидный клей – востребованный материал во многих отраслях производства, а также в быту. Можно выделить основные сферы его применения.
Чем отличается клей от эпоксидной смолы
По своей сути эпоксидный клей является смолой, тем не менее, вопрос об отличии нам понятен. Под эпоксидной смолой обычно понимают материал для заливочных работ или компаунд. Клей – та же смола, только имеющая более узкое применение. Во внутреннем строении различия существенные. Если смола представляет собой смесь двух компонентов, то в составе клея их гораздо больше. Перечень пополняется такими добавками, как наполнители, растворители, пластификаторы. Но без глубокого анализа распознать химический состав смеси невозможно, поэтому приходится пользоваться визуальными отличиями эпоксидки от клея.
Прежде всего, отличить эти два материала можно по времени застывания. Как правило, клеевые составы схватываются за несколько часов, причем никто не задается целью изменять время отверждения. Смолы могут полимеризоваться в течение нескольких суток, а специальные добавки способны ускорить или замедлить реакцию полимеризации.
Компаунды должны быть прозрачными, это одно из основных требований к заливочному материалу. С течением времени прозрачность эпоксидных смол не уменьшается, иначе изделие потеряет свой эстетичный вид. Прозрачность клея не является определяющим параметром, поэтому нет смысла усложнять технологию производства различными добавками. Клей имеет желтоватый оттенок, который с течением времени еще сильнее выражается.
Эпоксидная смола имеет более расширенный диапазон применимости. Клей же выполняет свою основную функцию.
Кстати, смола тоже обладает клеевыми свойствами, но они не так ярко выражены, поэтому используются редко.
Распространенные марки
Эпоксидный клей можно встретить в любом хозяйственном магазине, магазине стройматериалов и автозапчастей. По причине его популярности высокий спрос послужил поводом к увеличению предложения. Элементарный закон рынка привел к тому, что перечислить все марки клеев практически невозможно. Приведем примеры наиболее популярных, хотя это перечень составлен не на основе объективных данных. Всем известно, что преобладание той или иной марки на рынке – результат работы продавца и поставщика, и не всегда на это следует ориентироваться. Тем не менее, нам удалось собрать некую статистическую картинку.
Данный перечень можно пополнить еще десятком известных марок. Все они достойны внимания, так как технологии получения материала на современном этапе производства дают качественные результаты. Можно сказать, что при выборе клея мастеру следует ориентироваться только на ценовую категорию, не беспокоясь о технических характеристиках полимеров.
Чем отличается эпоксидная смола от эпоксидного клея, сравнение по свойствам и составу
В быту, когда дело не касается ювелирных изделий или дизайнерских изысков, с эпоксидным материалами мы имеем дело разве что при ремонте чего-либо. Расшатались крепления в мебели, или появилась трещина в чем-то металлическом или композитном, на помощь придет купленная в магазине коробочка с надписью «Эпоксидный компаунд универсальный ЭДП». С большим и малым флаконами внутри, в большом – эпоксидный состав, в малом – отвердитель, и рекомендация смешивать их в пропорции 10 к 1.
Но несмотря на общий базовый состав эпоксидного клея для ремонта всевозможных поверхностей и склейки узлов и эпоксидной смолы, между ними есть и существенные различия. Которые проявляются в степени жесткости получаемых застывших образований, в прозрачности и цветности, в степени токсичности. Ведь если бы у эпоксидных смол были такие же токсические свойства, как у их аналогов среди эпоксидных клеев, то работать бы с ним можно было только с костюмах высокой химической защиты с кислородной изоляцией от атмосферы помещения. Настолько сильно и много выделяет клей таких ядовитых компонентов, как формальдегид и фенол.
Особенности смол и их свойства
Эпоксидная смола, как синтетическое соединение-олигомер в полной мере раскроет свои свойства только после соединения с отвердителем. В основном в качестве этих веществ применяют третичные амины и фенолы. Первые работают эффективнее, но их применение таит в себе опасность нагрева массы эпоксидной смолы, если она превысит какую-то критическую. Какую, зависит от свойств отвердителя и самой смолы, а ее не один десяток видов.
Интересно, что способности к саморазогреву вплоть до закипания и даже самовозгорания зависят не только от количества смолы в смеси с отвердителем, но и от формы сосуда, в котором разводят эту смесь. Чем ближе она к кубу, а тем более к шару, то есть принимает наиболее компактную форму при одном и том же объеме, тем сильнее и быстрее разогрев.
В этом отношении эпоксидка похожа на плутоний с его критической массой ядерной реакции, которая быстрее всего наступит, если плутониевая отливка будет сделана в форме шара.
Но если изготовленная и тщательно перемешанная масса эпоксидной смолы с отвердителем разлита по большой плоской поверхности, то саморазогрева не случается, сколько бы по весу и общему объему той смолы ни было. Имея в виду это свойство аминовых отвердителей, объемные отливки в виде кубов, трапеций, шаров, параллелепипедов отливаются в несколько этапов. Или для их создания используют эпоксидные смолы, где в качестве аминов применяют фенольные отвердители не такие критичные в плане саморазогрева к принимаемой смолой форме и объему.
Отлитые из эпоксидной смолы изделия не боятся почти никаких агрессивных веществ. По крайней мере, любая концентрация сильных кислот в виде соляной, азотной, плавиковой или серной, и щелочей в виде едкого натра и едкого кали им не страшна. Однако на ацетон и эфир реакция будет однозначной – растворение. После полного застывания (полимеризации), которая наступает не позже чем через 48 часов, а часто и раньше, выход любых вредных веществ из застывшей массы прекращается. Усадки в процессе полимеризации и после ее окончания не происходит или она настолько мала (доли процента), что ее можно пренебречь.
Преимущества эпоксидных смол в работе с ними в домашних условиях:
Эпоксидный клей и его особенности
В составе клея, в отличие от мономерной смолы, находятся:
Кроме этих компонентов для склеивания в смесь мономера и отвердителя добавляют наполнители: стеклоткань, полимерную ткань вроде пропиленового текстиля, углеродные волокна и металлические порошки — железный сурик, алюминиевая пудра, что дает на выходе вещества под названием «холодная сварка».
Эпоксидные клеи обладают хорошей для бытовых условий термостойкостью до плюс 250°С. Впрочем, такой верхний температурный предел вполне приемлем не только для бытовых условий, трещину в блоке головки цилиндров на автомобиле тоже вполне можно заклеить таким составом и дотянуть на таком двигателе до дома или СТО. Особенно если добавить в клей при застывании алюминиевую пудру.
Из-за введения в состав эпоксидных клеев пластификаторов разного состава у застывших клев сохраняется высокая пластичность, что позволяет, например, заклеить подошву обуви без риска растрескивания и выпадения клеевого слоя. Главное, обеспечить чистоту склеиваемой поверхности, для чего стоит обезжирить ее чистым авиабензином, ацетоном и зачистить места склеиваемой поверхности наждачной шкуркой. Впрочем, зачистки и обезжиривания требуют все склеиваемые поверхности.
Еще одно условие для склеивания поверхностей вроде подошвы обуви, то есть таких поверхностей, где есть постоянные нагрузки с переменным вектором воздействия. Обязательно добавляется дополнительный пластификатор вдобавок к тем, что имеется в самой основе эпоксидного клея. Отличные качества, придающие такому клею гибкость, может придать добавление в эпоксидную основу клея небольшого количества касторового масла (в пропорции 1 часть масла на 50 частей смеси эпоксидки с отвердителем).
Присутствуют и определенные недостатки.
Коренные отличия
Главное отличие между эпоксидной смолой и эпоксидным клеем, пожалуй, в том, что варьируя количество отвердителя при смешивании его с эпоксидной смолой, можно увеличивать или уменьшать время полимеризации вещества до полного его застывания.
С эпоксидным клеем такой номер не пройдет: смешивать эпоксидную основу и отвердитель нужно строго в рекомендованной пропорции. Избыток отвердителя даст знать о себе его выделением вовне из застывшего состава в виде липкой жирной пленки. Недостаток же вызовет неудовлетворительное качество застывания, опять-таки с выделением из застывшей массы несвязанной полимеризацией эпоксидной основы.
Эпоксидной смолой, если в нее добавить пластификаторы и наполнители, вполне можно склеить любые поверхности кроме тефлона, полиэтилена или покрытые силиконом. С клеем произвести те же манипуляции, что и с эпоксидной смолой, невозможно: быстрое застывание, изменение цвета и общий неэстетичный вид сведут к нулю все попытки изготовить те же вещи, которые доступны с применением эпоскидных смол.