Разновидности, характеристики и применение эпоксидных клеев

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.

Предназначение эпоксидного клея

Что такое эпоксидный клей, знает каждый мастер, строитель-монтажник, технический работник. Это клеящее средство с эпоксидной смолой (эпоксидкой) в составе, полимерный материал, обладающий отличной адгезией к разным поверхностям. Даже с появлением на строительном рынке более современных клеев эпоксидка не утрачивает популярности.

Наиболее часто клеевой состав применяется в строительстве. Он идеально подходит для бетона и для металла, древесины и стекла. Как холодная сварка, материал на эпоксидной основе нужен для склеивания пластмасс (полипропилена, поликарбоната и многих других типов пластика). Универсальность клея делает его пригодным и для работы с резиной, керамикой, он предназначается для камня (гранита, мрамора, искусственных материалов). Эпоксидную смолу применяют для заливки полов, она входит в состав грунтовок, шпаклевок, смесей для плитки, мозаики.

Продукт широко используется в быту. Благодаря хорошему сцеплению и пригодности для пластика, им можно склеивать различные изделия: технику, электронику, детали компьютеров. Средство пригодится в ремонте батареи отопления, посуды, не контактирующей с пищей, для дерева и изделий из него, бижутерии и украшений из кожи. В автомобилестроении и авторемонте эпоксидный клей подходит для бампера при наличии трещин, сколов, для заклейки бензобака автомобиля и радиатора при мелких дефектах. Эпоксидным клеем ремонтируют лодки, катера, заливают разные технологические узлы, фиксируют солнечные батареи.

Область применения

Прежде чем установить границы применимости эпоксидного клея, выделим определяющие свойства, характерные для отвержденного полимера. В процессе реакции взаимодействия компонентов не происходит изменения объема, то есть, шов не дает усадки. Он формируется с равномерной плотностью по всему слою и не образует пор или трещин.

Высокие показатели адгезии позволяют клеить изделия из самых разных материалов. Лишь тефлон, полипропилен, силикон и оргстекло являются исключением.

Сформированный шов не боится воздействия веществ органической химии. Он также устойчив к кислотам и щелочам. Рабочий диапазон температур для изделий из эпоксидной смолы составляет от –20°C до +250°C градусов. В этом интервале полимер полностью сохраняет свои свойства. Прочный и эластичный слой отвержденного клея надежно скрепляет детали даже в условиях высоких ударных и вибрационных нагрузок. У эпоксидного клея есть и дополнительная функция. Он является неплохим электроизолятором.

Примечательно то, что клей не нарушает эстетики. В смолу можно добавлять различные пигментные вещества или красители. Алюминиевая крошка не только придает составу серебристый цвет, но и увеличивает его теплопроводность. Основной недостаток материала заключается в необходимости строгого соблюдения технологии его приготовления и использования. Речь идет о правильном соотношении компонентов, а также об ограниченном времени на проведение работ. После того, как клей схватится, изменить форму шва уже невозможно.

Приведенные выше качества эпоксидного клея позволяют определить область его применения. Прежде всего, следует отметить высокую востребованность в быту. Что же касается промышленных областей, то эпоксидка задействована практически во всех отраслях.

• Строительство. Смола является гидроизолятором, а также обеспечивает стяжку бетонных поверхностей.
• Автомобилестроение. Из эпоксидки и стекловолокна изготавливают стеклопластик, который служит основным материалом для бамперов и некоторых деталей кузова.
• Судостроение. Эпоксидной смолой покрывают корпуса судов.
• Самолетостроение. Смола входит в состав композитных материалов, их которых сделаны лопасти винтов и некоторые другие несущие элементы.
• В творчестве. Эпоксидка широко применяется в заливке изделий бижутерии, а также используется в приемах художественного декора.

Технические характеристики

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.

Работы с эпоксидным клеем проводят, начиная с +10 градусов. После застывания смеси при повышении температуры увеличивается скорость полного отверждения. В зависимости от состава время отвердения может варьироваться от 3 часов до 3 суток.

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

Рекомендуем: Применение суперклея с содой – прочное средство для ремонта пластмассовых изделий

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.

В универсальных жидких эпоксидных составах основной цвет – белый, желтоватый и прозрачный. Клей для металлов серебристого, серого, коричневого оттенка. Можно встретить производимую эпоксидку розового цвета.

Для использования дома

Современная промышленность выпускает несколько марок клея для домашнего использования.

Наиболее популярными составами являются:

1. Эпоксидный клей «Момент» – реализуется во всех строительных магазинах, имеет доступную широкому потребителю цену. Расфасовывается клей в небольшие тюбики, содержащие пластичную массу весом 50 грамм, или большие упаковки, рассчитанные на многоразовое применение. Сроки использования клея после вскрытия – несколько месяцев при условии хранения при температуре до +25 °С.
2. Клей-пластилин «Контакт» – применяется для склейки поверхностей, контактирующих с влагой, – трубных стыков, полочек в ванной. Срок застывания клея – одна-две минуты.
3. Клей «Холодная сварка» – предназначен для мгновенного соединения металлических изделий. Не портит края металлических частей, склеивает сплавы, не поддающиеся сварке.
4. Эпоксидный клей ЭДП предназначен для скрепления разных поверхностей – от металлических до стеклянных и фарфоровых. По отзывам потребителей, считается оптимальным по сочетанию цена-качество. Применяется для ремонта деталей автомашин, заделывания трещин в сантехнике и других целей.

Универсальный или специализированный клей

Область применения клеев на основе эпоксидки очень широка. Они используются при производстве кораблей, самолетов, автомобилей и в строительстве. Востребованы составы в быту. С их помощью ремонтируют мебель, технику, предметы декора, напольные и настенные покрытия и другое. Эпоксидкой герметизируют различные инженерные коммуникации, ее используют для изготовления сувениров, бижутерии, поделок и многого другого.

Для применения в быту выбирают универсальные составы или специализированные материалы. Наиболее востребованы такие разновидности эпоксидного клея.

«Момент» от Henkel

Производится две линейки эпоксидных смесей. Однокомпонентный «Эпоксилин» и «Супер Эпокси», состоящий из двух компонентов. Для удобства смешивания последний выпускается расфасованным в два шприца. Это универсальные составы, образующие прочный шов, который после отверждения можно шлифовать, красить и даже сверлить.

Фото: Instagram kantstovary_perm

Холодная сварка

Специализированные смеси для ремонта предметов из различных металлов. Обладают повышенной прочностью, высокой скоростью отверждения. Чаще выпускаются как пластичная масса, но могу быть и в жидком виде. Продукция представлена разными брендами под названиями «Поксипол», «Эпокси-титан», «Эпокси-металл».

Клей ЭДП

Так сокращенно называется эпоксидно-диановый материал с полиэтиленполиамином. Относится к универсальным клеям, работает с различными основаниями: дерево, кожа, бетон, камень, керамика, резина и т.д. Приобретает заявленную прочность в течение 24 часов после нанесения. Выпускается разными компаниями под марками ЭПД, Химконтакт-эпокси, Эпокс-универсал.

Эпоксидный клей можно приготовить самостоятельно в домашних условиях. Как это сделать, показано в видеоматериале.

Разновидности эпоксидного клея

Эпоксидный клей бывает:

• однокомпонентным — эта разновидность предназначена для мелких бытовых работ, таких как ремонт обуви или герметизация шва на водопроводной трубе. Продается в тюбиках объемом несколько миллилитров. Использовать его нужно сразу после вскрытия, поскольку отвердитель и композитный состав соединены в одной емкости и быстро застывают;
• двухкомпонентным — такой клей зачастую используется при проведении масштабных работ. Отвердитель и эпоксидная смола с различными добавками находятся либо в двух отдельных флаконах (в этом случае для смешивания нужна какая-нибудь посуда — тарелка, стакан), либо помещены в шприц со сдвоенными цилиндрами и шток-поршнями — тогда компоненты смешиваются автоматически, проходя через единый наконечник.

Рекомендуем: Клей Бустилат – виды, характеристики и особенности применения

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.

Полезные советы по хранению и удалению клея

Производитель рекомендует хранить состав в сухом месте, в вертикальном положении. Целостность упаковки не должна быть нарушена, иначе внутрь попадет воздух, что ухудшит качество клея. Хранить состав нужно только при комнатной температуре. Упакованная эпоксидка хранится от года до трех лет, но свойства ее со временем ухудшаются.

Работа с клеем предполагает использование защитных средств, поскольку отмыть его очень сложно. Пока состав еще жидкий, можно смыть его мыльной водой или ацетоном, если клей уже начинает полимеризоваться. Застывшую эпоксидку удалить очень сложно, можно попробовать такие методы:

• Нагрев утюгом или феном. Под воздействием высоких температур клей размягчается и его легче удалить.
• Замораживание хладагентом. После такой обработки состав делается хрупким и откалывается от поверхности.
• Применение растворителей. Клей смачивают анилином, толуолом, этиловым спиртом и т.п. Через некоторое время отскабливают пятно.

Фото: Instagram kamindustry.ru

Состав и свойства

Эпоксидные клеи разных производителей могут содержать неодинаковые компоненты, но основной состав всегда один и тот же, он соответствует ГОСТ, приложенным сертификатам. Строго обязательными являются два основных вещества в составе:

• собственно эпоксидная смола;
• жидкий или пастообразный отвердитель.

В качестве отверждающего состава используются полиамины, карбоновые кислоты, аминоамиды. Однокомпонентные клеи всегда содержат растворители (ацетон, ксилол, спирты), которые до контакта с воздухом и испарения предотвращают застывание массы. Как модифицирующие добавки и наполнители для клея могут выступать:

• синтетический каучук;
• формальдегидная смола;
• стекловолокно;
• глина, мел;
• оксид алюминия;
• порошки ванадия, никеля, цинка;
• кремнийорганические смолы.

Также клей включает пластификаторы, которые придают ему пластичность. Благодаря им смесь застывает и не крошится, остается эластичной. Процентное соотношение основной массы и разных наполнителей варьируется в широких пределах – от 5 до 50 %!

Все указанные выше связующие компоненты обеспечивают эпоксидному клею нужные свойства:

• оптимальную плотность;
• прочность шва;
• высокую скорость отверждения;
• стойкость к действию масел, бензина, воды, атмосферных факторов;
• устойчивость к трещинам, усадке.

Также стоит отметить, что клей не проводит ток – является диэлектриком, поэтому его нередко применяют для изоляции электричества.

Подготовка и проведение работ

Как правило, работа по склеиванию деталей делится на три этапа.

1. Первый этап характеризуется подготовкой склеиваемых поверхностей.
2. На втором этапе производится приготовление клеевого состава.
3. Третий этап – непосредственное склеивание деталей.

Инструменты и материалы готовятся заранее, иначе в процессе работы можно потерять ценное время. Смешивание компонентов производится в пластиковых емкостях. Если компоненты представлены в виде паст, то их перемешивают на пластиковом планшете. Некоторые производители поставляют такие планшеты в комплекте с клеем.

Использование эпоксидного клея не сопряжено с применением специальных средств или инструментов, так как инструкция содержит последовательность тривиальных действий, однако отступать от рекомендаций производителя категорически не рекомендуется.

В них указаны пропорции компонентов, которые придется смешивать. Привести примеры здесь не представляется возможным, так как они могут быть различными, от 1 к 1 до 1 к 10, где десять частей приходится на основной состав, а одна часть – на отвердитель.

Снизить вязкость можно двумя способами.

1. Первый заключается в использовании специального растворителя, который вносится в основной состав до нужной консистенции, а затем смешивается с отвердителем. Главная сложность заключается в том, что объем внесенного растворителя должен учитываться при составлении пропорции компонентов.
2. Второй способ не требует дополнительных материалов. Необходимо нагреть компонент «А» до 50-60°C градусов, а затем смешать с отвердителем.

Обычно в инструкции указаны пропорции или объемы компонентов. В последнем случае удобнее всего пользоваться медицинскими шприцами, так как они имеют соответствующую градуировку.

Полезно узнать > Как залить картинку или фотографию эпоксидной смолой, доступные примеры

Важно понимать, что между клеем и компаундом нет четкого разграничения, и материалы могут частично выполнять второстепенные функции, замещая друг друга. В клей добавляют наполнители и присадки, способные корректировать некоторые характеристики.

• Асбест позволяет повысить показатели термостойкости, а также оказывает цементирующее действие на состав.
• Диоксид титана придает смоле белый окрас.
• Добавление железа повышает теплопроводность клеевого шва, а также делает его огнеупорным.
• Диоксид кремния повышает прочность смолы.
• Сажа используется, как краситель, клей становится черным.
• Оксид алюминия повышает диэлектрические свойства смолы.

Некоторые вещества играют роль наполнителей для увеличения объема. Удобно пользоваться древесными опилками или стекловолокном. Подобные вещества применяются в заливке полостей и проемов, где требуются большие объемы смолы.

Принципиальная схема выполнения работ начинается с подготовки основания, хотя некоторые предпочитают сначала навести клеевой состав, а затем дать ему немного отстояться, чтобы вязкость достигла нужных показателей. Исключение составляют однокомпонентные составы, которые не нужно готовить предварительно. Их извлекают из упаковки и при необходимости нагревают до нужной температуры.

Склеиваемые поверхности нужно обработать, чтобы максимально увеличить их сцепку с клеем. Для этого избавляются от загрязнений и пыли, затем поверхность обезжиривается и просушивается. При склеивании двух деталей клей наносится только на одну из них. Две части или две детали плотно прижимаются друг к другу и фиксируются в неподвижном положении. Принудительно удерживают элементы в неподвижном состоянии около 10 минут. Дальнейшее отверждение клея происходит без внешнего вмешательства. Полная полимеризация смолы происходит в течение суток.

В процессе выполнения работ полезно помнить про несколько советов от опытных мастеров. Температура состава должна соответствовать температуре окружающей среды. Слишком холодный флакон с эпоксидкой разогревают на паровой бане. Вскрытую упаковку можно хранить и использовать смолу повторно, однако ее следует поместить в холодильник, по возможности удалив из упаковки воздух.

Сколько сохнет?

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.

Если эпоксидная смесь не застывает в течение времени, указанного в инструкции, то этому может быть две причины – компоненты клея просрочены и потеряли свои качества или возможно нарушение в приготовлении смеси, неправильные пропорции. Нужно делать повторное замешивание с соблюдением точных измерений.

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.

Рекомендуем: Порядок использования холодной сварки для соединения металлов и сплавов

Крепкий материал

В данное время эпоксидка известна, как самая прочная субстанция на основе синтетических смол. Потери при работе с полимером минимальны, даже в условиях высоких температур (особенно, если тип полимеризации не холодный, а горячий). Например, некоторые готовые составы переносят кратковременное температурное воздействие в 250°С градусов, а то и в 400°С.

По прочности при проверке на растяжение и сжатие затвердевший состав может легко сравниться с бетоном. Рекордные значения достигаются не во всех пропорциях.

Основным параметром измерения уровня прочности эпоксидной смолы в твердом состоянии является кгс/см² — килограмм-силы на квадратный сантиметр плоскости.

Действие	Предел, кгс/см²
Сжатие	1000-4000
Растяжение	400-1400
Изгиб (излом)	800-2200
Упругость	25000-50000

Приведенные показатели получены при исследовании отвержденной эпоксидной смолы без наполнителя.

Вспомним, что в жидком состоянии эпоксидная смесь обладает высокими клеящими показателями. Подтверждает это изучение прочности адгезии с различными металлами. Клеевое соединение выдерживает нагрузку в 350 кг/см².

Полезно узнать > Сколько сохнет эпоксидный клей и смола, долго ли ждать полного застывания

Испытателями выявлено, что при проверке на изгиб и кручение эпоксидного изделия, прочность превышает известные показатели самых прочных материалов.

Существующие разновидности

Центральный компонент клея – эпоксидная смола. Материал представляет собой синтетический олигомер, которые применяется без дополнительных веществ. Эпоксидная смола выступает незаменимым составляющим лакокрасочных и отделочных материалов. Консистенция смолы зависит от материала, частью которого выступает.

По составу

Рынок эпоксидных клеев представлен двумя группами:

• однокомпонентной;
• двухкомпонентной.

Однокомпонентный состав эпоксидного клея готов к склеиванию после распечатывания емкости для хранения. В состав, помимо эпоксидной смолы, входят органические растворители, предотвращающие полимеризацию. Однокомпонентный состав задействуется при склеивании мелких деталей, герметизации сантехнических швов и соединении труб. Еще одна сфера бытового применения – рукоделие. Нельзя хранить клей в открытом состоянии, т. к. он быстро высыхает, что и является недостатком однокомпонентного эпоксидного клея

Среди плюсов материала важно отметить:

• многоразовое применение;
• простота нанесения;
• доступная цена;
• простота хранения;
• не токсичность;
• прочность после полимеризации.

Застывание однокомпонентного состава происходит при комнатной температуре, поэтому не требуется приборов для нагревания. Двухкомпонентный состав поставляется в двух отдельных тюбиках. Один тюбик содержит вещество на основе эпоксидной смолы, а второй – отвердитель, выполняющий полимеризацию. Отвердитель выпускается в жидком или порошковом виде. Плюсами состава являются:

• склеивание двух разных материалов;
• прочность и эластичность соединения;
• простота нанесения;
• отсутствие вредных выделений.

Двухкомпонентный эпоксидный клей фиксирует детали из металла, древесины, пластика и стекла. Материалы комбинируются в любой последовательности, что не влияет на прочность склеивания

Соединение сохраняет эластичность, что важно при вибрационных нагрузках. Клей наносится небольшим шпателем или палочкой

Перед нанесением на поврежденный участок требуется смешивание двух компонентов. Требуется правильный расчет количества отвердителя, добавляемого к основному составу. Если будет излишек отвердителя, то «живучесть» раствора будет низкой, полимеризация происходит быстро, что усложняет склеивание. Недостаток отвердителя препятствует набору прочности, что приведет к ненадежному соединению деталей.

По консистенции

Клеи различаются не только по составу, но и по консистенции. В зависимости от вязкости клея выделяют:

• гели;
• жидкости;
• пластичные массы.

Гель обладает меньшей текучестью, чем жидкость, поэтому его проще применять на участках с большими повреждениями. Клеи с гелевыми составами расходуются экономнее жидких составов. Глубокие повреждения нуждаются в интенсивной текучести состава для обволакивания места разрыва. Жидкие клеевые составы проще наносятся и самостоятельно покрывают обрабатываемый участок. Время полимеризации жидких клеев больше, чем у гелеобразных. Пластичные массы эпоксидных клеев представляют собой вещество, схожее с пластилином. Компоненты поставляются в отдельных упаковках или в одной. Если это одна упаковка, то отвердитель находится поверх эпоксидного компонента.

Для начала полимеризации отвердитель и эпоксидная часть тщательно разминаются руками. Компоненты смешиваются до однородной массы. После этого есть пятнадцать минут для нанесения клея на место повреждения. Другое название двухкомпонентных эластичных составов – холодная сварка. Пластичный клей подходит для склеивания деревянных, металлических и пластиковых поверхностей. Недостаток метода – выступающая масса клея после полимеризации.

Популярные марки

Клеевые составы на основе эпоксидной смолы можно купить как в хозяйственном магазине, так и в магазине автозапчастей или строительных материалов. Сегодня на выбор покупателю представлено около десятка марок, цена на которые зависит от качества клея или его бренда.

Наиболее популярными являются такие марки, как клей «Момент», «Контакт», «Супер-Хват», «Зубр», «Класс», «Секунда», «Компаунд К-15», «Poxipol», «ЭДП», «Абро». Это далеко не полный перечень рейтинговых брендов, так как их перечень зависит от торговых отношений с поставщиками. Покупателю не нужно подбирать смолу по ее техническим характеристикам, так как все представленные модели позиционируются, как универсальные средства для склеивания металла, бетона, стекла, дерева и пластиков.