Сколько сохнет эпоксидная смола на стене

Обновлено: 17.04.2024

Время застывания или засыхания эпоксидного состава, будь то эпоксидка для ювелирных поделок, заливка-покрытие для пола или эпоксидный клей, зависит от многих факторов. Ключевую роль играют возраст состава или сколько лет прошло после выпуска эпоксидного материала заводом-изготовителем, срок годности, соотносимый с датой производства. Среди факторов, влияющих на скорость полимеризации, значимыми величинами будут:

Состав реактива-отвердителя.
Количество отвердителя при добавлении в эпоксидную смолу или клей.
Температура, при которой производится смешивание компонентов и застывание готового состава.
Площадь заливаемой поверхности или ее объем.

Мастер по изготовлению мебели и предметов интерьера из эпоксидной смолы. Создает уникальные вещи на заказ на своем производстве.

Нельзя удержаться, чтобы не сказать о том, что термины «сохнет» или «застывает» практически не верны и применяются только для бытового разговора. Смесь эпоксидной смолы и отвердителя проходит стадию отверждения.

О составе отвердителей

Самые массовые реактивы-катализаторы, запускающие механизм полимеризации – это полиэтиленполиамин (ПЭПА) и триэтилентетраамин (ТЭТА). Оба относятся к аминовой группе отвердителей эпоксидной смолы, но действуют несколько по-разному.

ПЭПА принято относить к «холодным» реактивам, это означает, что для нормального, в течение суток, застывания катализатор добавляют в основной состав смолы, замешивают и наносят на какие-то поверхности или отливают в виде объемного изделия при обычной комнатной температуре, в пределах 20-25°C. Изделия или поверхности из такой смолы выдерживают без ущерба для качества температуру до 350-400°C градусов, и только после 450-500°C начнется разрушение застывшего полимера.

При нагревании смеси эпоксидной смолы с полиэтиенполиаминным отвердителем время засыхания рабочего раствора уменьшится, но некоторые эксплуатационные качества готовых застывших поверхностей или объемов могут ухудшиться. В частности, уменьшится сопротивление на разрыв от стекловолокна при его изготовлении, с 9,3-11,0 до меньших величин или разрушающее напряжение при изгибе в Мпа вместо величин 60-100 может стать всего 40, а при растяжении вместо 35-70 – всего в 30.

Триэтилентетраамин ведет себя несколько иначе. Относясь к «горячим» катализаторам застывания эпоксидного состава, у ТЭТА рабочие температуры при длительной эксплуатации в среднем на 100°C градусов выше, чем у ПЭПА, температура начала разрушения при перегреве готовых изделий – 473-480°C, а разрушающее напряжение Мпа на изгиб держится в пределах 90-130, а на растяжение – 70-98.

Для ТЭТА желателен некоторый нагрев готовой смеси, что вызовет ускорение реакции застывания. Чем температура смеси будет ближе к 50°C градусам, тем скорость полимеризации будет выше.

Только нужно иметь в виду, что повышение температуры нагрева для ускорения процесса выше 50°C крайне нежелательно. В больших объемах (иногда этот «большой объем» равен всего 100-150 куб. см) может начаться быстрый саморазогрев готовой эпоксидной смеси, вплоть до закипания, даже задымления.

Поэтому если нужно сделать объемную отливку из эпоксидки с отвердителем ТЭТА, то проводить ее нужно в несколько этапов, заливая объем слоями, и при этом давая каждому предыдущему слою полностью застыть. Хлопотно, тогда воспользуйтесь ПЭПА, у которого коэффициент саморазогрева ниже в разы и можно заливать сразу большой объем.

Полезно узнать > Вредна ли эпоксидная смола для здоровья человека, есть ли в ней какая-то токсичность

Поэтому «горячие» катализаторы полимеризации находят большее применение в тех случаях, когда будущие изделия будут подвергаться значительным нагрузкам и воздействию высоких температур. В процессе застывания повышенная температура эпоксидной массы с отвердителем способствует образованию более густой молекулярной сетки с обширным и разветвленными валентными связями, а это и прочность, и жаростойкость, и большее сопротивление на растяжение, изгиб, разрыв и скручивание.

Повышение температуры смеси эпоксидка с отвердителем на 10°C градусов ускоряет застывание такой смеси в 3 раза.

Но при этом резко возрастает и вероятность «закипания» смеси с образованием пузырьков в толще отвержденной смеси.

Зависимость скорости высыхания от площади заливки

С температурой разобрались, хотя есть еще один интересный нюанс, но и он полностью связан со следующей темой. Иногда смолы с аминовыми отвердителями типа ТЭТА не нуждаются в подогреве, он происходит спонтанно, и связано это с той формой, в которую заливают исходное сырье.

Здесь прослеживается следующая зависимость: чем компактнее форма заливки, то есть чем ближе она по форме к кубу и тем более к шару, тем быстрее и интенсивнее будет происходить процесс саморазогрева, вплоть до закипания и даже задымления, что безусловно может испортить заготовку.

Если эпоксидной смолы с отвердителем взято небольшое количество, то при комнатной температуре 100 г состава полностью полимеризуются уже через 5-6 часов. Но тот же самый объем смолы, разлитый по площади в 100 кв. см, будет застывать уже сутки, то есть в смоле с отвердителем ТЭТА образуется некая критическая масса, зависимая от объема, который занимает такая эпоксидная смесь, и эта критическая масса тем меньше, чем больше занимаемый ею объем стремится к шарообразной форме.

Полная аналогия с плутонием: в форме цилиндра его нужно, предположим, 5 килограммов для начала самопроизвольной цепной реакции деления ядер, а в форме шара всего 2 килограмма. В форме же плоского листа масса металла может быть хоть до центнера, и ничего не произойдет.

Только в случае с эпоксидкой процессы протекают химические, затрагивающие сугубо внешне оболочки атомов вещества и его молекулярные связи, а с делящимися материалами вроде плутония или урана-235 в дело вступает чистая физика, где задействованы уже внутриядерные процессы. Но механизм схож: образование критической массы, зависимой от компактности размещения.

Речь идет о площади теплоотдачи такой «критической массы». Чем больше площадь, тем меньше разогревается смесь и тем больше время ее отверждения. У шара эта площадь минимальна и, соответственно, разогрев наибольший.

Как смешать компоненты оптимально

От точности отмеривания доз основного эпоксидного компонента зависит время застывания смолы и качество получаемых отливок или покрываемых площадей. Кроме того, большое значение имеет тщательность зачистки обрабатываемых поверхностей или форм для заливки.

В зачистку входит как удаление пыли и предварительное придание некоторой шероховатости обрабатываемой поверхности, но второе не обязательно, так и химическая подготовка стенок емкости для отливок или заливаемых площадей. Обычно это обезжиривание ацетоном или спиртом, нужно только дождаться испарения их частиц перед заливкой эпоксидным составами, иначе и спирт, и ацетон вступят в реакцию затвердения и изменят ей время, ведь они применяются и в качестве пластификаторов уже в готовых застывших изделиях.

Как проводится работа:

Компоненты эпоксидки тщательно отмеряют. Для этого нужно воспользоваться одноразовым мерным стаканчиками с делениями, пусть даже без оцифровки. Для небольших объемов, где точность может быть критична, лучше применять медицинские шприцы большого объема на 20 или 50 мл.
Для ускорения процесса застывания (сушки) эпоксидную смолу, пока без отвердителя, подогревают на водяной бане до 40-50°C при постоянном медленном помешивании. Быстро мешать не следует, от этого образуются воздушные пузырьки, которые при быстром протекании процесса могут не успеть выйти на поверхность и так и остаться в толще застывшего полимера.
Далее следует быстро влить при постоянном помешивании отвердитель, проследить, чтобы смесь получилась однородной.
Использовать полученный состав в течение не более 30 минут. Если задержитесь, смесь может критически загустеть и не лечь равномерно.

Здесь описывается работа с неким конкретным образцом смолы и отвердителя. В реальности и компоненты разных эпоксидок можно отмерять по весу, а не по объему, и время использования может составлять от указанных 30 минут до нескольких часов. Все зависит от типа и области применения смолы, позиционируемой производителем

Стадии застывания

Смесь эпоксидки и отвердителя не встает вся разом, образования сплошных и сверхдлинных (в молекулярном масштабе) полимерных цепочек во всей массе эпоксидного состава не происходит. Полимеризация идет отдельными фрагментами, которые только потом, со временем, сливаются в единую полимерную массу.

Процесс застывания, загущения и сушки изделия из эпоксидной смолы в смеси с отвердителем проходит несколько стадий:

Жидкая текучая консистенция, позволяющая за счет этой текучести заполнить малейшие неровности каверны заливаемого материала.
Загущение смеси до состояния холодного гречишного меда. В таком виде смесь уже неспособна полностью залить поверхности со сложным и ярко выраженным рельефом.
Густота уже такая, что из опрокинутого сосуда сползает со скоростью не более сантиметра в секунду. Годится только для склеивания крупных деталей.
Такая густата, что при попытке отделения хоть часть от общей массы за этой частью тянется длинный шлейф смолы, застывающий на глазах.
«Резиновая стадия», к рукам уже не липнет, можно сгибать, растягивать, перекручивать отливку из состава.
На ощупь изделие из оргстекла или пластмассы. Твердое, прочное, мало подверженное внешним воздействиям.

Влияние наполнителей

Многие наполнители сам по себе способны быть катализаторам запуска полимеризации в некоторых эпоксидных составах, поэтому их добавление в готовую смесь эпоксидки и отвердителя способны укоротить время застывания эпоксидного состава даже без предварительного нагрева.

Например, такими свойствами обладают алюминиевая пудра или железные опилки. Но даже если наполнитель химически нейтрален, как это бывает с песком или стекловолокном, с ним эпоксидная смесь все равно застывает быстрее и прочность ее по завершению процесса полимеризации также существенно вырастает.

Необходимые меры безопасности

При работе с эпоксидными смолами не нужно забывать о мерах безопасности. Ведь это только готовая, застывшая эпоксидная смесь химически нейтральна и никакой опасности для здоровья человека не представляет. В процессе же застывания из массы смолы, особенно в ее «горячем» варианте с отвердителями ТЭТА, выделяется очень много опасных для человека токсичных веществ вроде формалина и фенола.

Поэтому нужно предохраняться от вредных воздействий при помощи и одноразовых перчаток из латекса или даже х/б, респиратором, как на этапе застывания смолы с выделением альдегидов, так и во время окончательной отделки в виде шлифовки и полировки с их неизбежным образованием пыли. Помещение, где производятся работы с эпоксидкой, должны быть оборудованы принудительной вытяжной вентиляцией.

Эпоксидные смолы всех видов – это олигомерные соединения, у которых переход от жидкой фазы к твердой происходит под воздействием полиаминов, в большинстве случаев. В свободном виде эпоксидка не имеет никакой практической ценности, но ввели в смолу полиамин — сразу запустили процесс присоединения низкомолекулярного амина к активным центрам высокомолекулярного олигомера с образованием сшитых полимеров. Начинается реакция полимеризации (затвердевания) основного вещества, которая неостановима и необратима.

В большинстве случаев, несмотря на добавки и вид отвердителя, эпоксидный клей сохнет около суток. Эпоксидная смола чаще всего используется в больших объемах, время ее высыхания составляет от двух суток до недели. При этом оптимальная рабочая температура для застывания комнатная.

Однако, если не соблюдать пропорции клея или смолы и отвердителя, то время высыхания может кардинально измениться. При малом количестве отвердителя, как долго не ждать, а состав не затвердеет, а при большом застынет в обычном режиме, но может потерять часть своих свойств по итогу.

Обычно на упаковках производитель указывает ориентировочный срок высыхания эпоксидного состава.

Общие сведения

Переход эпоксидной основы в твердую фазу под воздействием аминов-отвердителей протекает с разной скоростью, и скорость эта зависит от многих факторов. Например таких, как является ли смола моновеществом, или она соединена с другим веществами в виде наполнителей, пластификаторов, красителей, это помимо отвердителя. Все эти посторонние вещества в той или иной мере влияют на скорость застывания смолы, перехода ее жидкой фазы в твердый монолит.

Упомянутые в качестве отвердителей полиамины полиэтиленполиамин (ПЭПА), триэтилентетрамин (ТЭТА), полисебациновый или малеиновый ангидриды (ДЭТА) являются самым массово применяемыми отвердителями универсального действия

Самый яркий представитель «загрязненной» посторонними фракциям смолы – эпоксидный клей. В нем в обязательном порядке присутствуют:

Растворитель. Это может быть ацетон, спирт, кселол или любая другая органическая добавка.
Пластификаторы. В качестве пластификаторов выступают чаще всего фталиевые кислоты или эфиры фосфорной кислоты в виде триарилфосфатов, устойчивых фосфорноорганических соединениях, сохраняющих стойкость и прочность своих молекул при температурах до 300°C.
Отвердитель. Обычно это ПЭПА, ТЭТА или ДЭТА, но не обязательно. В зависимости от целей, которые ставит перед собой пользователь эпоксидного клея, в качестве отвердителя в нем может быть использованы и такие вещества, как кремнийорганические смолы, каучук, карбоновые кислоты и их ангидриды. Последние гораздо более эффективнее традиционных полиэтиленполиаминов или триэтилентетраминов, но есть нюансы.

Вот об этом «но» можно поговорить, имея в виду скорость застывания эпоксидного клея в зависимости от внешних факторов, к которым относят температуру самой эпоксидки в момент хода реакции отверждения, и внутренних факторов, к которым нужно отнести сам отвердитель и другие сопутствующие процессу добавки.

Скорость реакции

Правило первое: чем выше температура смеси базового олигомерного состава и отвердителя, тем быстрее происходит реакция полимеризации.

Это касается всех видов отвердителя, от «холодного» ПЭПА до «горячих» карбоновых кислот или их ангидридов, у которых воздействие на эпоксидную основу происходит в диапазоне температур от 100°C до 200°C градусов. Конечно же, реакции полимеризации с использованием кислотных отвердителей происходит в специально оборудованных помещениях или даже с использованием специально сделанных под такие реакции боксов-реакторов, так что о бытовом применении таких отвердителей речь вести сложно. Хотя умельцы находятся.

Правило второе: на скорость реакции отверждения влияет не только температура и тип вещества, запускающего процесс полимеризации, но сопутствующие вещества, которых в клеях предостаточно.

При этом, если в композиции «эпоксидный компаунд + отвердитель» больше пластификаторов, то скорость застывания эпоксидки в монолит замедляется. Если же в ней больше наполнителей, то скорость застывания увеличивается. Так что можно «играть» сочетаниями «температура + пластификаторы + отвердители», ускоряя или замедляя процесс застывания в соответствии со своим потребностями.

Итогом же во всех случаях получаем практически одно и то же, но к этому:

застывшие составы не разлагаются под воздействием бытовых химикатов;
при всей жесткости клеевого шва он получается довольно пластичным, допускающим умеренные деформации на изгиб;
с некоторым наполнителями приобретает теплостойкость до 280°C градусов;
морозостойкость полимеризованных составов при постоянном воздействии до минус 20°C, при кратковременном еще ниже;
шов не поддается воздействию масел, бензина, уличной грязи и атмосферных осадков;
у полученного застывшего материала не бывает усадок и трещин, при условии обеспечения правильного процесса застывания клея;
при склеивании материалов, подвергаемых динамическим нагрузкам на изгиб, скручивание, разрыв благодаря исключительной адгезии клей надежно схватывает самые разные по структуре материалы, но для этого нужно введение в него нестандартных пластификаторов, например, касторовое масло, вводимое в соотношении 1 к 100 или 1 к 80.

Смола

Процесс полимеризации чистой эпоксидки, применяемой в строительстве, ремонте, изготовлении дизайнерской мебели, а так же в авиапроме, судостроении и автопроме, зависит в основном от температуры сходных веществ. Разве что только в производстве композитов на основе углепластика само волокно угле- и стеклоткани может оказать влияние на скорость протекания отверждения. Но не очень существенно, в основном ускорение или замедление процессов полимеризации происходит за счет температуры исходных веществ в реакции.

Полезно узнать > Кому стоит проходить курсы по работе с эпоксидной смолой, нужно ли подобное обучение

На производствах, связанных, например, с авиапромом или судостроением, температурные допуск могут быть в пределах долей градуса, поэтому в чистую эпоксидку там могут добавляться всевозможные добавки. Не такие, конечно, как в клеи на основе олигомерных компаундов, но, тем не менее, они есть. И действуют они на процесс застывания композитных материалов очень избирательно, получаются интересные вариации на тему «состав добавки — температура протекания реакции — время протекания реакции».

Но массовому потребителю такие тонкости с использованием кислотных отвердителей (или их ангидридов) обычно малоинтересны. Гораздо важнее для него будет создание эпоксидных композиций с заданным свойствами, которые не в силах предусмотреть никакая, даже самая продвинутая, промышленность, чутко отзывающаяся на запросы потенциальных покупателей и держащая руку, что называется, «на пульсе».

Примером таких самодельных композиций может служить использование эпоксидки в специальных клеевых составах. Ведь клей ЭДП, например, дает при застывании твердую, похожую на стекло, структуру, которую можно применять только в неподвижных соединениях, а также в тех, где не предусматриваются ударные резкие нагрузки. Под их воздействием застывший клей рано или поздно сначала пойдет трещинами, а потом разрушится. И все преимущества эпоксидных составов в виде сверхвысокой адгезии, позволяющей скреплять даже самые непористые гладкие материалы, будут нивелированы этим обстоятельством.

Вот тут на помощь приходит «творчество» потребителей, если они хоть мало-мальски знакомы с основами химии и материаловедения. Клей тогда делается из самой обычной эпоксидной смолы, куда самостоятельно вводятся те или иные добавки, коренным образом изменяющие ее свойства.

Например такие, как пластичность, которая бывает позарез нужна при склейке тканей одежды, парашютов-парапланов, надувных лодок или (самый массовый пример) обуви, где в процессе эксплуатации на изделие будет постоянно воздействовать сила, направленная на сгибание и растяжение клеевого шва.

Что для этого нужно? Правильно: гибкость, способность выдерживать динамические нагрузки, направленные в разные стороны. Тогда в сделанный своим рукам клей нужно будет ввести пластификатор, который позволит клею застыть в таком виде, чтобы он напоминал плотный силикон или желатин, на что не способен тот же ЭДП.

Препятствием к использованию магазинного эпоксидного клея может послужить почти обязательная комплектация его отвердителем ПЭПА, который работает по принципу «холодной» полимеризации, происходящей буквально при комнатной температуре. Дело в том, что этот компонент имеет коричнево-красную окраску, что мешает использовать его для склеивания изделий белого или какого другого чистого цвета, так как шов, который остается после склейки, со временем приобретет темно-коричневый оттенок, что особенно неприемлемо в работе с прозрачным стеклом. Кроме того, ПЭПА токсичен, особенно при соприкосновении с горячим блюдам и даже с самым обыкновенным чаем. Конечно, отравиться вы не отравитесь, но определенный вред своему здоровью принесете.

Что делать, тогда клей приходится изготавливать самостоятельно, а в качестве механизма запуска полимеризации использовать более редкий и дорогой, потому что импортный, ТЭТА. Который обладает следующими свойствами:

Он прозрачен.
Нетоксичен после застывания смолы.
Созхнет быстрее, потому что допускает и даже рекомендует применение высокой температуры при отверждении. Такую температуру, порядка 50-55°C градусов вполне обеспечит строительный фен. Только не перегрейте состав, иначе возможно его вскипание, задымление и даже возгорание.

Пластичность или, наоборот, жесткость после застывания вполне обеспечат введенные в получаемую смесь стандартные пластификаторы в виде ДЭГ-1, ДБФ, S-7106, всевозможные добавки в виде аэросила, мела, диоксида титана, графита.

Как клея на основе эпоксидок, так и чистые эпоксидные составы имеют приличный срок годности. Наличием в них наполнителей и пластификаторов в бытовом плане можно пренебречь, большого влияния на скорость отверждения они не оказывают. При заявленных заводами-изготовителям 2-3 годах обычно, при условии надлежащего хранения, эпоксидные смолы сохраняют свою работоспособность в течение 6-8, а то и 10 лет.

Но этого нельзя сказать об отвердителях, притом в любой их форме, будь то полиамины и кислоты, срок годности которых обычно не превышает полутора лет со дня выпуска их заводом. Поэтому внимательно следите за датами выпуска компаундов, особенно за датой выпуска второго комплектующего – отвердителя. Приобретайте новый, если его работоспособность вызывает у вас хоть малейшее сомнение.

Хотя существует очень простая методика проверки работоспособности получаемой эпоксидной смеси: наберите в ненужную, обычно пластиковую, но можно и старую алюминиевую, ложку уже замешанную, готовую смесь «эпоксидка + отвердитель», нагрейте ее над пламенем зажигалки или строительным феном, но только не давая закипеть, и дождитесь охлаждения. Если после этого смола застынет с течение нескольких часов с отвердителем, вводимым в нее, работать можно.

Представляя собой полимер, широко применяемый в строительстве, промышленности, быту и при творческих работах, эпоксидная смола уже в течение длительного времени используется мастерами. Проявляя свои качества только после взаимодействия с отвердителем при вступлении в реакцию полимеризации, эпоксидка обеспечивает надежное покрытие и соединение различных слоев веществ и материалов. Однако часты случаи, когда эпоксидная смола не твердеет, усложняя промышленные и творческие процессы и снижая качество получаемой работы.

Факторы влияющие на скорость застывания

Чтобы понять, по каким причинам эпоксидка, как называют эпоксидную смолу в быту, не застывает или на это требуется большое количество времени, разберемся, от чего зависит скорость ее схватывания.

Поскольку реакция полимеризации происходит лишь под воздействием введения в смолу отвердителя, необходимо четко соблюдать соотношение этого вещества. При избытке или недостатке отвердителя конечное вещество теряет способность быстро высыхать, либо не застывает до конца.

Вопреки расхожему мнению, что скорость отвердевания состава повысится при добавлении дополнительного количества выбранного отвердителя, это не является истиной.

Необходимо соблюдать четкую пропорцию, а на скорость застывания эпоксидной смолы, согласно данным исследований, влияют два фактора:

Температурный режим. При повышении температуры застывания смеси на 10°C процесс отвердевания состава увеличивается в 2-3 раза.
Вид отвердителя. Выбранный тип отвердителя и его концентрация очень сильно влияют на процесс полимеризации.

Все так, однако увеличение сверх пропорции количества отвердителя, как раз и приводит к некоторому увеличению температуры разогрева смеси и, как следствие, — ускорению отверждения. Опасность такого разогрева в появлении многочисленных мелких пузырьков в толще смеси, что особенно неприглядно в прозрачных заливках.

Рассмотрим причины, вследствие которых вероятно удлинение сроков высыхания состава на основе эпоксидной смолы, а также разберемся, как следует поступать для восстановления нормального качества полученного покрытия.

Вероятные причины долгого высыхания и пути решения проблемы

При взаимодействии эпоксидной смолы и различных видов отвердителя можно получить самые разные вещества. Они различаются по степени прочности и эластичности, мягкости и упругости. Комбинируя по-разному основное вещество и отвердитель, варьирую их концентрации получают полимер с разными характеристиками.

Однако при любой комбинации составляющих компонентов перед нанесением на эпоксидную смолу последующих слоев требуется полное высыхание смолы. Не застывает состав по нескольким вероятным причинам. Следует детально разобраться в них, чтобы предотвратить сложности при использовании материала.

Ошибка в пропорции компонентов

Из-за недостаточного или избыточного количества отвердителя зачастую нарушается конечный результат. Липкий и не окончательно затвердевший слой, который не схватывается больше суток, придется удалить. На не высохшую эпоксидную смолу последующие слои не наносятся.

Для получения идеального покрытия необходимо четко соблюдать пропорции, и увеличение, либо недостаток любого из компонентов негативно сказывается на конечном результате.

При повторном нанесении состава проверьте соотношение отвердителя и эпоксидной смолы. Лучше не добавлять лишний отвердитель, а приготовить состав по указанным в инструкции пропорциям.

Неправильно выбранный температурный режим

Застывание смеси происходит при комнатной температуре. Однако сохнуть полученное покрытие будет быстрее, если увеличить температуру окружающей среды. От этого фактора во многом зависит результативность схватывания нанесенного слоя эпоксидной смолы.

При прохладно погоде увеличивается время прохождения реакции полимеризации. Что влечет за собой увеличение сроков застывания состава. При снижении температуры окружающей среды на 10°C время полимеризации и застывания увеличивается на 10-15 часов.

Как ни странно, это бывает удобно, если нужно сохранить некоторое количество готовой смеси «на завтра». Для этого достаточно положить емкость в холодное место с температурой в пределах 5-12°C градусов. Смесь загустеет, но будет довольно текучей и через 12-15 часов.

Что же можно предпринять? Следующие советы помогут сохранить оптимальную скорость застывания эпоксидной смолы:

отвердение будет проходить быстрее, если поддерживать необходимую температуру воздуха, при необходимости – за счет внешнего источника;
если температуру на должном уровне поддерживать не удается, либо сложно, можно изначально применять для приготовления смеси отвердитель, предназначенный для работы при низких температурах.

Согласно мнению тех, кто использует эпоксидную смолу, лучшими отечественными марками отвердителей, работающих при низких температурах, следует считать АФ-2, а медленным лучшим отвердителем считается марка ДТБ-2.

Не тщательное перемешивание

Наиболее часто совершаемая ошибка, которая влечет за собой снижение скорости затвердевания состава, – недостаточное перемешивание составляющих. Причина отсутствия достаточного застывания эпоксидной смолы при не слишком длительном и тщательном смешивании заключается в неполной реакции полимеризации, в результате которой форма жидкого вещества меняется: смола дает прочный и красивый твердый слой, перестает быть липкой.

Чтобы сделать равномерный состав, необходимо смешать в правильных количества эпоксидную смолу и выбранный вид отвердителя. Проводить тщательное перемешивание до полной однородности состава. Не должно оставаться мест в полученном растворе, где будет явное преобладание одного из компонентов.

Более того, перед заливкой в форму перемешанную смесь желательно перелить в другую емкость, чтобы остатки непромешанной смолы на стенках и на дне первой емкости не попали в форму и не привели к локальному неотверждению.

Если в состав планируется введение добавок или наполнителей, например, силиконовый наполнитель, улучшающий конечный результат, применять их следует лишь после тщательного перемешивания смеси.

Неправильный подбор компонентов

Для каждого вида эпоксидной смолы лучше применять свой отвердитель. Это позволит исключить риск длительного застывания состава, улучшает свойства полученного покрытия. То же касается и катализатора полиэфирной смолы, он должен подбираться в соответствии с видом эпоксидки.

При учете перечисленные вероятных ошибок при составлении смеси на основе эпоксидной смолы получается качественное и прочное покрытие. Сохнет оно при благоприятных условиях не больше одних суток.

Время отверждения при определенной температуре имеется в описании от производителя. У каждой смолы своя область применения. Время отверждения «на отлип» может составлять от 3 до 36 часов.

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.

От чего зависит время затвердевания?

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.

Забегая вперед, скажем, что температура, при которой будет застывать смесь, непосредственно влияет на динамику происходящего, но при использовании ПЭПА и ТЭТА закономерности будут разными!

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.

Проблема работы с большими объемами решается заливкой последовательными слоями, потому думайте сами, будет ли использование такого отвердителя реальным ускорением процесса или проще было бы воспользоваться ПЭПА.

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.

Кроме того, практически любой наполнитель положительно сказывается на общей прочности застывшего изделия.

Сколько застывает смола?

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.

Простая хитрость приведет к тому, что показатели самонагрева существенно уменьшатся, а раз так, то и застывание будет замедлено!

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.

Ускоряем процесс высыхания

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.

Перегревание в попытке ускорить полимеризацию приводит к тому, что застывшая смола желтеет, а для прозрачных поделок это нередко приговор.

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

Для получения качественного материала, обладающего высокой прочностью и другими полезными качествами, эпоксидная смола подвергается расплавлению. Для этого необходимо знать, какая температура плавления этой субстанции является оптимальной. Кроме того, важными являются и другие условия, необходимые для правильного отвержения эпоксидки.

Предельная температура эксплуатации

Безусловно, температура влияет на рабочее состояние и правильное застывание эпоксидной смолы, но, чтобы понять, какая температура является максимальной для эксплуатации вещества, стоит ознакомиться с её главными техническими характеристиками.

При этом рекомендованной температурой рабочей смолы является режим в пределах от -50°С до +150°С, однако при этом установлена и предельная температура +80°С. Такая разница связана с тем, что эпоксидная субстанция может иметь разные составляющие, соответственно, физические свойства и температуру, при которой она твердеет.

Режим плавления

Многие производственные, высокотехнологичные процессы невозможно представить без применения эпоксидных смол. Исходя из технического регламента плавление смолы, то есть переход вещества из жидкого в твёрдое состояние и наоборот осуществляется при +155°С.

Но в условиях повышенного ионизирующего облучения, воздействия агрессивной химии и чрезмерно высоких температур, достигающих +100… 200°С, используются только определённые составы. Разумеется, речь не идёт о смолах ЭД и клее ЭДП. Такой вид эпоксидных смесей не плавится. Полностью застывшие эти изделия просто разрушаются, проходя стадии растрескивания и перехода в жидкое состояние:

они могут растрескиваться или вспениваться из-за кипения;
изменять цвет, внутреннюю структуру;
становиться хрупкими и крошиться;
в жидкое состояние эти смолянистые вещества тоже могут не переходить по причине особого состава.

В зависимости от отвердителя некоторые материалы способны воспламеняться, выделяют много копоти, но только при постоянном контакте с открытым огнём. В этой ситуации, вообще, нельзя говорить о температуре плавления смолы, так как она попросту подвергается разрушению, постепенно распадаясь на мелкие составные части.

Сколько выдерживает после застывания?

Конструкции, материалы и изделия, созданные с применением эпоксидной смолы, изначально сориентированы на стандарты температур, установленные согласно принятым нормам эксплуатации:

постоянной считается температура от –40°С до +120°С;
максимальной температурой является +150°С.

Но такие требования относятся не ко всем маркам смол. Для специфических категорий эпоксидных субстанций существуют свои экстремальные нормы:

заливочный эпоксидный компаунд ПЭО-28М – +130°С;
высокотемпературный клей ПЭО-490К – +350°С;
оптический клей на эпоксидной основе ПЭО-13К – +196°С.

Подобные составы за счёт содержания в них дополнительных компонентов, таких как кремний и другие органические элементы, приобретают улучшенные характеристики. Добавки введены в их состав совсем не случайно – они увеличивают стойкость смол к термическому воздействию, разумеется, после того как смола застывает. Но не только – это могут быть полезные диэлектрические свойства или хорошая пластичность.

Повышенной устойчивостью к высоким температурам обладают эпоксидные субстанции марок ЭД-6 и ЭД-15 – они выдерживают до +250°С. Но самыми термостойкими признаны смолистые вещества, полученные с применением меламина и дициандиамида – отвердителей, способных вызывать полимеризацию уже при +100°С. Изделия, при создании которых применены эти смолы, отличаются повышенными эксплуатационными качествами – они нашли применение в военной и космической промышленности. Сложно представить, но предельная температура, которая не способна их разрушить, превышает +550°С.