Эпоксидный клей: виды, свойства, применение

Для соединения разных деталей используются способы, не требующие сверления отверстий или применения горячей сварки. Одним из наиболее простых, доступных и надежных методов считается использование эпоксидного клея. Материал обладает необходимыми свойствами, чтобы решить любую проблему локального масштаба.

1. Эпоксидный клей – неразрывное соединение
2. Область применения эпоксидного клея
3. Состав и свойства эпоксидного клея
4. Разновидности эпоксидного клея и их характеристики
5. Технология склеивания: пошаговая инструкция
6. Меры предосторожности при работе с клеевым составом
7. Полезные советы по хранению и применению клея

Эпоксидный клей – неразрывное соединение

Можно смело утверждать, что эпоксидный клей – наиболее востребованный тип клея у мастеров-любителей и технических работников. Даже с появлением на строительном рынке более устойчивых и мощных соединений эпоксидка не утратила своей популярности и используется повсеместно, где нужно склеить изделия из твердых материалов.

Эпоксидная смола (основной ингредиент клея) была изобретена в 1938 году, а начиная с 1940-го года, начался массовый выпуск клея. Первое коммерческое название эпоксидного клея – «Аральдит 1». Это был новый образец универсального клея для бытового и широкого промышленного использования.

За последние десятилетия в данной отрасли достигнуты значительные успехи, разработаны уникальные материалы и методики склеивания. Созданы многочисленные виды эпоксидных композиций, действующих в широком диапазоне температур, позволяющие получить высокопрочные соединения с длительным сроком эксплуатации.

Область применения эпоксидного клея

Сочетание универсальных свойств эпоксидного клея нашло широкое применение во многих областях народного хозяйства и промышленности:

• в строительстве – соединение железобетонных конструкций мостов, трехслойных панелей, заполнение трещин в бетоне, приклеивание плитки, склеивание металла с бетоном и др.;
• в отрасли машиностроения – производство абразивного инструмента, технологической оснастки, крепление тормозных колодок, пластмассовых деталей к металлическим поверхностям, проведение ремонтных работ бензобака, кузова автомобиля, коробок передач, обшивок, тормозных коробок и пр.;
• авиа конструировании – создание клеесварных стыков при сборе летательных аппаратов, изготовление солнечных батарей, фиксация внутренней и наружной теплозащиты;
• в области  судостроения – сборка судов из стеклопластика, монтаж высоконагруженных узлов крепления, создание водонепроницаемого барьера для поддержания стабильной влажности, обработка корпуса яхт и лодок эпоксидкой со стеклотканным армированием.

Эпоксидный клей - применение для склеивания пластмассовой рамки.

В целом, эпоксидный клей стал незаменимым помощником и в быту. Его используют для ремонта обуви, мелкой реконструкции мебели, создании сувениров, герметизации стыков труб и т.д.

Состав и свойства эпоксидного клея

Эпоксидный клей представляет собой термореактивный синтетический продукт. Материал создан как комбинация эпоксидной смолы и дополнительных компонентов: отвердителей, растворителей, наполнителей и пластификаторов.

В качестве отвердителей применяют аминоамиды (дициандиамид), ди- и полиамины, полимерные отвердители-модификаторы (фено-формальдегидные, каучуки, кремнийорганические смолы, полиамиды на основе жирных кислот и пр.), ангидриды органических кислот, комплексы к-т Льюиса с эфирами и аминами.

Вторичные и первичные амины обычно составляют 6-15% от общей количества эпоксидной смолы, третичные амины – не более 5%. Большие концентрации этих отвердителей могут спровоцировать образование из эпоксидных смол простых полиэфиров.

Оптимальные физико-механические свойства достигаются путем применения 40% фталевого ангидрида или 30% малеинового. Прочие кислоты и ангидриды добавляются в состав клея в количестве до 0,85 моль/1 моль смолы.

Для эпоксидных клеев используют такие растворители:

• ацетон;
• кселол;
• спирты;
• прочие органические соединения.

Количество растворителей не должно превышать 3-5% объема сухой смолы. Превышение количества растворителей нежелательно, так как впоследствии их сложно удалить из клеевого соединения. Спирты и некоторые другие растворители ускоряют отверждение эпоксидных клеев.

Наполнители эпоксидной смолы-клея:

• порошкообразные вещества (сажа, окись алюминия, ванадия, цинка или берилия, кремнезем, никелевый и алюминиевый порошки);
• стеклянные, углеродные волокна;
• ткани из стеклянных/синтетических волокон.

Процентное содержание наполнителей от массы смолы зависит от природы самой добавки, и может составлять от 50% до 300%. Некоторые наполнители (окись цинка, барилия и ванадия) действую как стабилизаторы и отвердители термоокислительной деструкции.

Роль пластификаторов выполняют эфиры фосфорной и фталевой кислоты. Предпочтительнее использовать полимерные и олигомерные пластификаторы, олигосульфиды и олигоамиды, так как их применение позволяет регулировать физико-механические качества эпоксидных клеев и повышает надежность соединений склеиваемых деталей.

Соединение всех компонентов в одну композицию позволяет получить клеевой состав, обладающий следующими качествами:

• теплостойкость – зависимо от наполнителя достигает +250°С;
• морозостойкость – соединение выдерживает до -20°С;
• клеевой шов хорошо переносит масляное/бензиновое, атмосферное воздействие;
• клей не разлагается под действием бытовой химии и моющих средств;                                                                            
• застывший состав обладает эластичностью – при незначительных смещениях деталей разрыв шва не происходит;
• устойчивость к усадке и трещинам;
• водонипроницаемость, придающая обрабатываемой поверхности гидроизоляционных качеств;
• высокая адгезия со многими материалами, в том числе с цементной стяжкой, деревом, гипсокартонном и фанерой.

Недостатки эпоксидного клея:

• невозможность работы с тефлоном, силиконом и полиэтиленом;
• состав клея очень быстро застывает – для исправления мелких огрехов склеивания времени не остается;
• важно придерживаться мер безопасности, так как после попадания на кожу клей будет проблематично отмыть.

Разновидности эпоксидного клея и их характеристики

Эпоксидный клей классифицируют по трем основным критериям: по составу, консистенции и способу отверждения. Зависимо от состава эпоксидка делится на однокомпонентные и двукомпонентные.

Однокомпонентный клей эпоксидный прозрачный содержит жидкую смолу или органический растворитель со смолой. Состав в готовом виде заключен в тюбик и перед применением не нуждается в какой-либо подготовке. Такой клей используется для склеивания небольших деталей, герметизации зазоров и стыков труб. Для отвердения большинству однокомпонентных состав не требуется предварительное нагревание, а некоторые клеи «схватываются» под воздействием тепла.

Большинство эпоксидных клеев выпускаются двухкомпонентными. Такой клей поставляется комплектом из двух тюбиков. В одной емкости содержится смола в виде пасты, а во второй – жидкий или порошкообразный отвердитель. Ингредиенты соединяют и перемешивают маленьким шпателем (обычно прилагается в комплекте). Готовая смесь клея эпоксидного двухкомпонентного надо использовать в течение одной-двух минут. В противном случае состав утратит свои клеевые свойства.

По консистенции отличают два типа клея: жидкие и в форме пластичной массы.

Жидкий клей  - это гель, выдавливаемый из тюбика. Основное достоинство – удобство нанесения состава на склеиваемые поверхности, экономия времени на подготовке раствора.

Пластичная масса напоминает обычный пластилин и поставляется в цилиндрических тюбиках. Для извлечения клея понадобится отрезать часть пластилина, размять его и смочить водой. Пастообразную смесь нанести на склеиваемую поверхность.

Способ отверждения клея зависит от применяемого отвердителя. Составы, содержащие жидкую эпоксидную смолу, алифатический полиам, пластификаторы и наполнители затвердевают без нагрева – в течение 24-72 часов, температура около +20°С. Однако структурирование подобных клеев происходит дольше. Для повышения прочностных характеристик такие составы рекомендуют дополнительно подвергать термообработке.

Соединения, отвержденные без нагрева, устойчивы к воздействию разбавленных щелочей и кислот. Однако при длительном пребывании в воде (до 3-х месяцев) прочность соединения снижается – особенно при склеивании гидрофильных материалов, например, древесины.

Модифицированные композиции эпоксидного клея (температура отверждения +60-120°) применяются для склеивания неметаллов и металлов, обладают ударной вязкостью, стойкостью к действию масел, топлив и прочих органических растворителей.

Особо прочные – клеи горячего отверждения (температура +140-300°С) обладают повышенной теплостойкостью и высокими электроизоляционными качествами.

Среди наиболее популярных эпоксидных клеев, используемых в быту можно выделить:

1. Эпоксидный клей «Момент» - продается в любом строительном магазине по доступной цене. Фасовка клея – небольшие тюбики, пластичные массы весом около 50 грамм или объемные упаковки для многоразового применения. Срок хранения клея после открытия – несколько месяцев при температуре до +25°С.                         
2. Эпоксидный клей-пластилин «Контакт» подходит для ремонта изделий, подвергающихся воздействию влаги. Подходит для герметизации трубных стыков, приклеивания нетяжелых полочек в ванной комнате. Время застывания клея – 1-2 минуты.
3. Клей «Холодная сварка» соединяет металлические изделия за считанные секунды. Зачастую, уровень сопряжения не уступает надежности термической обработки. Дополнительные плюсы: края металлического изделия не деформируются, появляется возможность склеить сплавы, которые нельзя соединить сваркой.
4. Эпоксидный клей ЭДП – скрепляет разные поверхности: от фарфоровых, стеклянных изделий до металлических. Многие считают этот состав оптимальным по цене и качеству. Клей эпоксидный универсальный – используется для ремонта автомобильных деталей, заделыванию трещин в сантехники и пр.                                                     

Технология склеивания: пошаговая инструкция

Весь процесс склеивания можно разбить на три основных этапа: чистка поверхности изделий, подготовка клеевого раствора и непосредственное склеивание.

Обработка поверхности склеиваемых изделий проводиться в первую очередь. Так как готовый клеевой раствор требует быстрого нанесения, и чистить детали уже будет некогда. Поверхности зачищаются наждачной бумагой, обезжириваются и высушиваются. В условиях производства обработку выполняют дробью, песком или ультразвуком. Склеиваемые детали подвергаются травлению в кислотной ванне и обезжириванию в органических растворителях.

Подготовка клеевого состава:

1. Эпоксидную смолу выдавить из тюбика в емкость для замеса.
2. Добавить несколько грамм отвердителя. Стандартная пропорция отвердителя и эпоксидной смолы – 1:10. Допустима передозировка отвердителя (1:5).
3. Смешать вручную ингредиенты клея.

Полученную смесь аккуратно нанести на поверхность одной из деталей, плотно прижать предметы друг к другу и зафиксировать в таком положении на 8-10 минут. Спустя несколько часов соединение приобретет нужную прочность, а изделие будет готово к эксплуатации.

Эпоксидный клей: инструкция по работе с эпоксидной смолой

Меры предосторожности при работе с клеевым составом

При работе с эпоксидными клеями важно соблюдать обычные меры предосторожности. Чтобы уберечься от пыли и вредных испарений следует надеть защитную маску с угольным фильтром, работы надо выполнять в хорошо проветренном помещении.

Важно придерживаться всех рекомендаций по мерам безопасности, указанным на этикетке клея.

Людям с чувствительной кожей обязательно надо надевать во время смешивания и работы с клеем резиновые перчатки. При приготовлении клеевого состава нельзя использовать посуду, предназначенную для приготовления или хранения пищи.

Полезные советы по хранению и применению клея

1. Нельзя использовать клей для ремонта предметов, которые контактируют с пищевыми продуктами.
2. Если клей попал на кожу, надо быстро помыть поврежденный участок водой с мылом. При появлении раздражения следует обратиться к врачу.
3. Если смола или клей плохо выдавливается из тюбика, то надо его подогреть – положить на батарею или поместить в горячую воду.
4. Чтобы продлить срок годности клея, надо с упаковки откачать воздух и положить тюбик в холодильник.