Отвердитель для смолы: применение

Не все лакокрасочные материалы могут затвердевать самостоятельно. Процесс полимеризации в некоторых веществах «запускают» специальные компоненты – отвердители. От правильности выбора отвердителя и соблюдения технологии приготовления смолы зависят итоговые характеристики изделия.

1. Отвердитель для смолы: основное предназначение
2. Классификация отвердителей для эпоксидной смолы
3. Отвердители для полиэфирной смолы                
4. Отвердители для акриловой смолы
5. Отвердитель смолы своими руками
6. Как правильно разводить смолу с отвердителем

Отвердитель для смолы: основное предназначение

Обычные лакокрасочные материалы застывают и приобретают свои физико-эксплуатационные характеристики по мере испарения жидкости из материала. Однако для некоторых смол и красок такой процесс невозможен. В этих случаях отверждение – это результат химической реакции, в течение которой состав полимеризуется и приобретает стабильную структуру.

Отвердитель выступает не просто катализатором реакции, а полноценно участвует в процессе. Он соединяется со смолой и вызывает ее полимеризацию. Итоговое качество и свойства изделия (долговечность, твердость, однородность, прозрачность) во многом определяются точностью пропорции отвердителя и смолы. Именно поэтому, во время самостоятельного смешивания компонентов особо важно соблюдать правильную дозировку.

В качестве отвердителей применяются разные вещества: карбоновые кислоты, их ангидриды (фталевый, малеиновый) и диамины (полиэтиленполиамин, метафенилендиамин, гексаметилендиамин). В смеси с вышеуказанными отвердителями смолы образуют термореактивные составы, обладающие следующими свойствами:

• отличными диэлектрическими качествами;
• высокой адгезией с поверхностью материала, где произошло отверждение;
• механической прочностью;
• хорошей водостойкостью и химической стабильностью;
• дают незначительную усадку при отвердевании и не выделяют в атмосферу летучих продуктов.

Отвердители смол: производство декоративных изделий

Классификация отвердителей для эпоксидной смолы

Для разведения эпоксидной смолы используются отвердители двух типов:

1. Кислотные соединения. К этой группе относятся разные дикарбиновые кислоты, а также их ангидриды.  Процесс отверждения эпоксидной смолы при использовании кислотных отвердителей происходит при повышенной температуре (100-200°С). Данный тип отвердителей – вещества горячего отверждения.                                        
2. Аминные соединения. В эту группу входят различные амины – самый распространенный и простой вариант отвердителя для эпоксидной смолы. Под действием аминных веществ эпоксидная смола затвердевает при нормальной температуре. Существенный плюс – простота использования – нет необходимости применять специальное оборудование.

Важно! Несмотря на популярность отвердителей аминной группы, более эффективный результат показывают кислотные соединения. При горячем отверждении эпоксидная смола получает улучшенные физико-химические свойства

Отвердители для смолы кислотной группы – ангидриды дикарбоновых кислот:

• малеиновый;
• фталевый;
• метилендиковый;
• гексагидрофталевый;
• метилтетрагидрофталевый и др.

Перечисленные соединения обладают хорошими диэлектрическими качествами, устойчивы к влажности и температурным воздействиям. Их часто используют для электроизоляции и в качестве связующего элемента для армированного пластика.

Вещества аминной группы:

• полиэтиленполиамин (ПЭПА);
• аминоакрилаты;
• триэтилентетрамин (ТЭТА);
• полиамины.

Приведем характеристики некоторых отвердителей для эпоксидных смол.

Диэтилентриамин (ДЭТА):

• прозрачный, жидкий отвердитель без оттенка;
• имеет характерный аммиачный запах;
• срок хранения – 24 месяца при температуре от -5°С до +40°С;
• рекомендованный режим отверждения – 24 часа (+25°С), 5 часов (+70-80°С);
• отвердитель экзотермичен, то есть процесс отверждения смолы сопровождается повышением температуры состава;
• нельзя применять для заливки объемных деталей;
• пропорции эпоксидной смолы и отвердителя – порядка 8-12% ДЭТА для смолы ЭД-20, D.E.R 330.

CHS-Hardener P-11 (Telalit 0210) – аналог ПЭПА:

• прозрачный, вязкий с резким запахом;
• не рекомендуется оставлять в открытом виде;
• не имеет посторонних добавок, поэтому менее термостабилен;
• перед использованием желательно провести тестовый замес.

RC-19:

• показывает  хорошую работу при низких температурах и высокой влажности;
• подходит для отливки крупных деталей;
• срок желатинизации – 25-30 минут;
• расход отвердителя – 500 гр. на 1 кг смолы;
• удобен при обустройстве наливных полов.

Epilox H 10-40:

• реактивный отвердитель (может использоваться в качестве ускорителя для аминных отвердителей);
• модифицированный цикло-алифатический полиамин со средней вязкостью;
• работает при низкой температуре (менее +5°С), что позволяет использовать его для создания объемных заливок и толстослойных покрытий;
• рекомендованная доза – 50 частей отвердителя на 100 частей смолы.

 Отвердители для полиэфирной смолы

Отверждение полиэфирных смол при температуре окружающей среды 15-20°С происходит под действием инициатора и ускорителя. Инициатором выступает перекись, гидроперекись или смесь перекисей (перекись бензоила или кетонов). Каждому типу отвердителя для полиэфирной смолы соответствует определенный ускоритель.

Инициатор отверждения, взаимодействуя с ускорителем, распадается на свободные радикалы, которые провоцируют цепной процесс полимеризации и превращают молекулы полиэфира в свободные радикалы. Реакция протекает с большой скоростью, в результате чего выделяется большое количество тепла.

Перечень используемых инициаторов отверждения:

• перекись метилэтилкетона – Butanox М-50/М-60 (средняя реактивность), Butanox НВО-50 (высокая реактивность), Butanox LA (низкая реактивность), Butanox LPT (очень медленная реакция);
• перекись дибензоила (БПО) – Perkadox CH-50X/CH-50L; Perkadox 40Е (жидкий), Perkadox ВТ-50 (пастообразный);
• смеси перекисей – Trigonox 61/63 (быстрое отверждение), Trigonox 51/82 (обладают низким экзотермическим пиком).

В состав полиэфиров ускорители могут вводиться на стадии изготовления или перед добавлением инициатора. С перекисями кетонов используется октоат кобольта или нафтенат кобольта. Третичные амины применяют в сочетании с перекисями бензоила.

Перечень ускорителей:

• кобальтовые ускорители – NL-49P, NL-51P;
• аминные ускорители – NL-63-10P;
• смеси ускорителей – NL-23.

Важно! Самостоятельное смешивание органических перекисей с ускорителями очень опасно. В этой ситуации происходит бурная химическая реакция и очень высока вероятность взрыва! Тряпки, ветошь, пропитанные ускорителем, способны в присутствии масел самовоспламеняться. Поэтому их необходимо немедленно уничтожать.

Отвердители для акриловой смолы

Акриловая смола широко используется для создания искусственного камня и изделий из него. Отличительной особенностью акриловой смолы, по сравнению с полиэфирной и эпоксидной, является меньшая токсичность – в составе исходного материала нет стирола.

Особенности акриловых смол:

• плавный процесс полимеризации;
• небольшой процент усадки материала;
• сниженный риск появления пор и пузырьков в материале.

Для придания искусственному камню его прочностных, эксплуатационных характеристик в состав смолы вводят 2-3,5% отвердителя для акриловой смолы. Как правило, отвердитель находится во влажном состоянии и перед использованием его надо подсушить – положить на лист бумаги и оставить на просушку при комнатной температуре (подальше от отопительных приборов).

Оптимальная температура отверждения акриловой смолы +15°С, при пониженных значениях температуры полимеризация существенно замедляется.

Важно! Отвердитель – горючее вещество. Его необходимо хранить во влажном состоянии, в темном месте вдали от солнечных лучей и нагревательных приборов. Допустимая температура – не более +20°С.

Отвердитель смолы своими руками

Отвердитель продается в комплекте со смолой, однако его не всегда хватает. Соблюдать точную дозировку сложно, поэтому отвердитель иногда расходуется быстрее, чем смола. Найти на строительном рынке или в магазине отдельно отвердитель нужного производителя довольно сложно. Поэтому перед домашними мастерами часто возникает вопрос замены отвердителя или изготовление компонента своими руками.

К сожалению, в домашних условиях заменить отвердитель чем-либо практически невозможно. Подручные средства не подходят, надо покупать соответствующие химические вещества – малоизвестные отвердители. Это могут быть: диэтилентриамин, Telalit 410, Этал-45М, CHS-Hardener P-11.

Перечисленные отвердители проще найти на рынке, но способ их применения зачастую отличается от использования традиционного полиэтиленполиамина. Оптимальное соотношение смолы и отвердителя надо подбирать тестовым способом.

В интернете можно найти пару вариантов приготовления отвердителя дома, но их эффективность сомнительна. Один из вариантов – добавление в смолу сухого спирта (уротропин). Таблетки спирта растолочь в порошок и смешать со смолой в пропорции 1:10. Экспериментаторы рекомендуют оставить смесь на 10-12 часов и после приобретения ею вязкости использовать по назначению.

Как правильно разводить смолу с отвердителем

Соблюдение технологии смешивания смолы эпоксидной прозрачной с отвердителем напрямую определяет итоговый результат. Надо правильно, согласно инструкции, отмерять все составляющие смеси.

Для работы следует подготовить:

• емкость для смешивания;
• деревянную палочку для перемешивания;
• два шприца.

Важно! Реакция эпоксидной смолы с отвердителем необратима. Поэтому лучше потренироваться на пробных образцах, используя небольшое количество материала. Это поможет определить точные пропорции компонентов и понять, сколько сохнет эпоксидная смола с отвердителем.

Порядок приготовления эпоксидной смолы:

1. Желательно немного подогреть смолу до температуры выше комнатной. Она должна стать менее вязкой. Если смола кристаллизировалась ее надо вернуть в первоначальное прозрачное состояние – нагреть до температуры +40°С при постоянном помешивании. Разогрев удобно проводить на «водяной бане». Важно избегать перегрева смолы, так как после «закипания» она покрывается пеной и становится непригодной к использованию.
2. В один шприц набрать смолу и поместить в стаканчик. Дозировку и пропорции надо рассчитать заранее.
3. Отсчитать и набрать нужное количество отвердителя, добавить его в емкость со смолой.
4. Хорошо перемешать до получения однородной массы, не используя электрические инструменты.

Эпоксидная смесь готова к применению. Состав наносят на нужный участок поверхности и постепенно затвердевает. Использовать приготовленную массу надо достаточно быстро – через несколько минут после смешивания начнется процесс полимеризации, измениться структура вещества, а это отрицательно скажется на характеристиках отвердевшей «эпоксидки».