Под понятием эпоксидный клей (ЭК) подразумевают синтетический термореактивный состав, образованный комбинацией эпоксидной смолы и отвердителя кислотного или другого типа. Чаще всего клей реализуется в виде двухкомпонентного состава: в отдельной таре смола и необходимый отвердитель. Ингредиенты смешиваются в определённой пропорции непосредственно перед применением.

Состав и свойства эпоксидного клея

В состав клея входит два основных компонента.

Эпоксидная смола

ЭС представляет собой олигомеры эпоксидной группы. В зависимости от марки и способа получения может быть в твёрдом или жидком состоянии. Твёрдая масса имеет коричневый цвет, а жидкость может быть различных оттенков: от прозрачно-белого до красного или оранжевого. Технические требования и подразделение эпоксидных смол на марки регламентирует ГОСТ 10587–84. В соответствии с этим документом, смолы выпускаются 6 марок, которые условно делятся на три подгруппы:

  1. ЭД-8, ЭД-10 – смолы этих марок находятся в твёрдом состоянии, в связи с чем их применение ограничено.
  2. ЭД-14, ЭД-16 – материал отличается высокой вязкостью, применяется при производстве стекловолокна и стеклопластика.
  3. ЭД-20, ЭД-22 – жидкие составы с хорошей текучестью и низкой вязкостью. Обладают универсальными свойствами, поэтому являются наиболее применяемыми видами ЭС, и именно их используют при изготовлении большинства видов эпоксидных клеёв.

Обратите внимание! Чаще всего для изготовления клея используют модифицированные химическим или физическим способом смолы. Модифицированная смола обладает лучшими свойствами в отвердевшем состоянии, например, повышенной ударной вязкостью или эластичностью.

Отвердители

Второй непременный компонент ЭК – сопутствующий отвердитель, функцию которого выполняют следующие вещества: ангидриды, полиамины и некоторые кислоты. Технические условия и определения отвердителей для ЭС регламентирует ГОСТ 25523–82 и ГОСТ Р 50096–2015 (ИСО 4597–1:2005).

При смешивании с отвердителем, смола полимеризуется и отвердевает, переходя в неплавкое, нерастворимое состояние, образуя при этом прочное неразрывное соединение. В зависимости от типа пластификаторов и дополнительных компонентов, вводимых в смолу, а также применяемого отвердителя, полимеризация может проходить при комнатной температуре или требуется нагрев клеевого слоя до 150–180 °C.

Наиболее распространёнными отвердителями считаются следующие вещества:

  • ПЭПА – полиэтиленполиамины.
  • ТЭТА – триэтилентетрамин.
  • ДЭТА – диэтилентриамин.
  • ЭДА – этилендиамин.

Обратите внимание! Для ускорения отверждения смолы используют различные катализаторы полимеризации – третичные амины или кислоты Льюиса.

Дополнительные компоненты эпоксидного клея:

  • Растворители. Для разбавления эпоксидных смол и придания им необходимой текучести используется технический ацетон, спиртосодержащие жидкости (уайт-спирит), ксилол и некоторые нефрасы.
  • Пластификаторы используются для улучшения или изменения физико-механических характеристик клея. В качестве пластификаторов чаще всего применяют эфиры фталевой и фосфорной кислоты.
  • Наполнители. В производственных масштабах в качестве наполнителей используются окиси различных металлов в порошкообразном состоянии и стекловолокно. В домашних условиях в эпоксидку добавляют такие наполнители, как цемент, гипс, древесные опилки, мел. При этом наполнители не должны превышать 40% от массы клеевого состава.

Соотношение смолы и отвердителя

Очень важный вопрос правильного использования эпоксидного клея – соблюдение пропорций при смешивании компонентов. У каждого производителя соотношение смолы и отвердителя может отличаться, поэтому необходимо внимательно изучить инструкцию или этикетки, где указывается этот момент. Наиболее распространёнными формулами являются следующие соотношения смолы и отвердителя: 7:1; 10:1; 15:1; 20:1. Некоторые специальные составы требуют смешивания компонентов в соотношении 2:1 и даже 1:1, всё зависит от типа используемых материалов. Как правило, точные пропорции высчитываются в лабораторных условиях завода-изготовителя методом отлива нескольких образцов с различным соотношением компонентов.

При смешивании ингредиентов в домашних условиях, важно понимать, что количество отвердителя влияет на два фактора: на скорость и качество отверждения клеевого состава. То есть, чем больше отвердителя, тем прочнее получится шов и соединение, состав быстрее наберёт первоначальную и конечную твёрдость. Если отвердителя добавить меньше, чем рекомендует изготовитель, клей не наберёт прочность, и не будет соответствовать заявленным характеристикам. В некоторых случаях состав может остаться в резиноподобном состоянии, так и не отвердев окончательно. Поэтому при отмеривании компонентов, отвердителя лучше добавить немного больше, чем не доложить этот ингредиент.

Кроме соблюдения пропорций, на скорость отвердевания клея влияет наличие катализатора, толщина клеевого слоя, а также тип смолы и отвердителя. Также скорость застывания зависит от температуры окружающего воздуха (примерное время схватывания рассчитывается при T +25 °C). Если прогреть клей до 45–50 °C, полимеризация значительно ускорится даже без применения катализатора.

Преимущества и недостатки эпоксидного клея

При смешивании в правильной пропорции всех вышеперечисленных компонентов, получается клеевой состав, который характеризуется следующими свойствами и преимуществами:

  • В зависимости от типа пластификаторов и наполнителей, клеевой шов может быть очень жёстким или эластичным, допускающим небольшое смещение склеенных деталей относительно друг друга.
  • Устойчивость к низким температурам (механическая хрупкость наступает при T -20 °C), воздействию агрессивных сред и условий эксплуатации.
  • Застывшая эпоксидка не растворяется в бензине, маслах, не реагирует на большинство химических соединений. Легко переносит воздействие бытовой химии.
  • В зависимости от наполнителя теплостойкость составляет 150–250 °C.
  • Отсутствие усадки при полимеризации, устойчивость к образованию поверхностных трещин.
  • Полная водонепроницаемость и водостойкость.
  • Диэлектрические характеристики.
  • Адгезия с большинством поверхностей, широкая сфера применения.

К недостаткам ЭК относят следующие факторы:

  • Высокая скорость первичного схватывания не позволяет вносить поправки при неточном соединении склеиваемых элементов. Поэтому при работе с клеем требуется точность и аккуратность.
  • Эпоксидка не применяется для склеивания тефлона, полиэтилена, изделий на основе силикона, предметов, контактирующих с пищевыми продуктами.
  • При попадании клея на открытые участки кожи, его быстрое удаление практически невозможно.

Виды эпоксидного клея

ЭК, выпускаемые современной промышленностью, подразделяются на несколько групп по составу и консистенции. Основные виды клея на основе эпоксидной смолы следующие:

  • Двухкомпонентный клей – самый распространённый вид эпоксидки. Продаётся в двух тюбиках или других емкостях. Компоненты смешиваются в необходимой пропорции непосредственно перед применением. Подготовленную смесь необходимо использовать в течение нескольких минут, после чего она теряет свои склеивающие свойства и отверждается.
  • Однокомпонентный состав представляет собой прозрачную смолу, смешанную с растворителем. Поставляется в герметичном тюбике и не требует предварительного смешивания и подготовки. Полимеризация проходит при комнатной температуре за счёт испарения растворителя после нанесения на поверхность, а для ускорения процесса отвердевания рекомендуется прогревание до 40–50 °C. Применяется для склеивания небольших деталей (например, в авиамоделировании), герметизации щелей и неподвижных соединений, ремонта труб.
  • Жидкие составы фасуются в тюбики, небольшие бутылочки или шприцы. Среди преимуществ такого клея – удобство точечного нанесения для однокомпонентного и точное отмеривание необходимой дозы для двухкомпонентного продукта.
  • Пластичный клей на основе ЭС изготавливается в виде двух брусков различного колера, которые внешне и по пластичности напоминают пластилин. Перед применением от брусков отрезается необходимое количество массы, два кусочка хорошо переминаются между собой, слегка смачиваются водой. Полученная пластичная масса налепливается на нужное место, где застывает через некоторое время.

    

Рассмотрим несколько наиболее популярных марок эпоксидного клея, которые можно применять в бытовых целях:

  1. Под ТМ «Момент» выпускаются различные виды эпоксидного клея: пластичные массы, небольшие тюбики для разового применения, бутылки для многоразовых или объёмных работ.

  1. «Контакт» – ещё одна популярная торговая марка, выпускающая ЭК. Продукт подходит для применения во влажных условиях, а также склеивания керамики, стекла, ремонта труб и других целей.

  1. Эпоксидный клей, предназначенный для ремонта двигателей, соединения различных металлов и их сплавов, в том числе, которые не поддаются свариванию термическим методом, выпускается под названием «холодная сварка».

  1. ЭДП – наиболее доступный и известный домашним умельцам вид эпоксидки: его производят уже не одно десятилетие. Этот продукт фасуется в небольшие пластиковые бутылки, с ребристой поверхностью, которая является шкалой для отмеривания компонентов. Состав считается универсальным и подходит для склеивания и ремонта различных материалов.

  1. Эпоксидная смола ЭД-20 – доступный отечественный продукт, который может применяться как в производственных масштабах, так и в быту. Чаще всего является модифицированным продуктом: различные модификаторы и пластификаторы улучшают характеристики отвердевшего слоя. Продаётся в пластиковых канистрах или бутылках различного объёма.

Области применения

Благодаря своим высоким эксплуатационным и физико-механическим характеристикам, эпоксидный клей применяется во многих отраслях для решения самых различных задач:

  • Строительство: соединение ж/б элементов мостов, заделывание трещин на бетонных и ж/б поверхностях, производство сэндвич-панелей, склеивание различных строительных материалов, металла с бетоном и многое другое.
  • Судостроение: сборка лодок и элементов из стеклопластика, армирование корпусов яхт стекловолокном и стеклохолстом, усиление нагруженных узлов и точек крепления.
  • Авиационная отрасль: сборка отдельных элементов летательных аппаратов при помощи клеесварного соединения.
  • Автомобилестроение: крепление пластиковых элементов к металлу, а также ремонт кузова, топливных баков, тормозных колодок и так далее.

Эпоксидный клей нашёл широкое применение и в бытовой сфере. Здесь состав чаще всего используется для проведения различных ремонтных работ: обуви, мебели, герметизации труб, радиаторов индивидуального отопления, соединения разбитых, сломанных или треснутых предметов обихода и так далее. Также эпоксидку используют при изготовлении различных сувениров и поделок ручной работы, в других целях.

Технология склеивания

Применение клея (технологию склеивания) можно разделить на три основных этапа.

Подготовка поверхности

Этот этап включает в себя очистку от пыли и грязи. Металлическая поверхность обрабатывается наждачной бумагой: ржавчина не обеспечит надёжного сцепления. После очистки склеиваемые поверхности обезжириваются.

Подготовка клеевого состава

Смешивание компонентов клея – самый важный шаг. Для смешивания ингредиентов потребуется небольшая ёмкость, деревянная или пластиковая лопаточка, два шприца.

Совет! Помните, что реакция полимеризации клеевого состава необратима! Поэтому проведите несколько пробных смешиваний, чтобы просчитать оптимальную дозировку и скорость отверждения. Особенно это полезно, если предстоит работа с большим объёмом клея.

Общие рекомендации по смешиванию:

  1. Рекомендуется разогреть смолу до 30–35 °C, чтобы она стала более текучей.
  2. Смола и отвердитель набираются в два разных шприца.
  3. Два компонента в нужной пропорции выдавливаются в приготовленную ёмкость для смешивания, где тщательно перемешиваются.
  4. При приготовлении клея в больших объёмах, вливать отвердитель нужно постепенно, постоянно перемешивая смолу. Здесь без подогревания смолы не обойтись, так как из жидкого состава легче вымешать пузырьки воздуха.

Обратите внимание! Для облегчения отмеривания компонентов, некоторые производители фасуют смолу и отвердитель в специальный двойной шприц. При нажатии на двойной поршень, выдавливается необходимое количество компонентов, которые остаётся только перемешать.

Процесс склеивания

Для склеивания двух элементов клей наносится на одну из деталей кисточкой или другим предметом. Половинки соединяются и прижимаются друг к другу со средним усилием на 10–15 минут для первичного схватывания. После полного затвердевания клея согласно инструкции (от 2–3 до 12 часов), изделием можно пользоваться.

При заделке трещин в полу или других поверхностях, клей заливается в трещину и оставляется до полного застывания. При ремонте труб, повреждённое место густо обмазывается эпоксидкой, после чего труба обматывается фум-лентой или полоской ткани, которую также можно промазать клеем.

Правила техники безопасности

При работе с эпоксидной смолой необходимо руководствоваться Паспортом безопасности химической продукции (ГОСТ 30333–2007) и ССБТ – ГОСТ 12.0.004–2015.

При работе с клеевым составом следует соблюдать следующие меры безопасности:

  • Работы проводятся в проветриваемом помещении, необходимо исключить доступ домашних животных и детей.
  • При работе с клеем использовать удобную одежду с длинными рукавами, перчатки, очки. Если необходимо приготовить большой объём эпоксидного клея, необходим респиратор, чтобы не отравиться испарениями отвердителя.
  • Перемешивание и нанесение клеевого состава необходимо проводить аккуратно, не допуская попадания на посторонние предметы и подтёков, так как очистить застывший слой практически невозможно.

Важно! При попадании на кожу, клей необходимо сразу же стереть ацетоном, а участок промыть с мылом. Если смола или готовый клей попал в глаза – немедленно обратиться к врачу!

Требования по хранению

Компоненты клея хранятся в заводской упаковке при T от 0 до +40 °C, на расстоянии не менее 1 метра от источников тепла, в недоступном для детей месте. Запрещается хранить в холодильнике, вместе с продуктами питания, возле горючих или самовоспламеняющихся веществ.

Основные производители

Производством эпоксидных смол и клеёв на их основе занимаются следующие компании.

ООО «НПК «Астат» – холдинг, занимающийся выпуском различной химической продукции. Среди продукции компании – эпоксидные смолы, компаунды, отвердители и готовые клеи на их основе.

«ЭКОКЛАСС» – компания, расположенная на юге РФ (Ростовская область), на протяжении 20 лет занимается производством и реализацией клеёв на различных основах, лаков, отвердителей, растворителей и другой продукции химической промышленности.

Холдинг «Пигмент» – крупнейшее предприятие химической промышленности в России. Богатая история, современное оборудование и менеджмент – основа успеха компании, выпускающей более 130 наименований продукции.

«Уралхимпласт» – крупный холдинг, расположенный в уральском регионе РФ. Компания занимается производством широкого ассортимента продукции химического назначения, предназначенной для различных отраслей. Один из принципов предприятия – приумножение опыта и развитие современных технологий производства.