Работа с эпоксидной смолой для начинающих

Общие сведения

Эпоксидная смола — синтетически олигомерное соединение. Первое значимое упоминание о смоле датируется 1908 годом, когда П. Шлак сделал открытие в области эпоксидных соединений. Синтезирован же полимер был впервые химиком Кастаном в 1936 году, но патент на открытие не был получен. С 1940-х годов эпоксидная смола успешно применяется в различных областях, благодаря своим свойствам после застывания:

• высокой прочности;
• минимальной усадке;
• диэлектричности;
• повышенной износостойкости;
• влагостойкости;
• антикоррозийным свойствам.

Это лишь малый список положительных свойств и параметров, которые выясняются при работе с эпоксидной смолой после отверждения.

Чем и как разводить?

Своими руками сделать в домашних условиях готовый эпоксидный состав можно, если правильно развести смолу с отвердителем. Пропорции смешивания, как правило, составляют 10 частей смолы к 1 части отвердителя. Это соотношение может быть и другим, в зависимости от разновидности эпоксидного состава. Например, есть такие составы, где необходимо смешивать 5 частей полимерной смолы и 1 часть отвердителя. Перед тем как приготовить рабочий полимерный состав, необходимо рассчитать количество эпоксидной смолы, которое необходимо для выполнения той или иной задачи. Расчет расхода смолы можно сделать, исходя из того, что для заливки 1 м² площади на толщину слоя 1 мм потребуется 1,1 л готовой смеси. Соответственно, если нужно залить на такой же площади слой, равный 10 мм, придется разбавить отвердителем смолу, чтобы получилось 11 л готового состава.

Отвердитель для эпоксидной смолы – ПЭПА или ТЭТА, является химическим катализатором процесса полимеризации. Внесение этого компонента в состав эпоксидной смоляной смеси в необходимом количестве обеспечивает готовому изделию прочность и долговечность, а также влияет и на прозрачность материала.

Смолу можно приготовить в различных по объему количествах.

• Приготовление небольшого объема. Компоненты эпоксидной смолы смешиваются холодным методом при комнатной температуре, не превышающей +25°C. Не рекомендуется смешивать сразу все необходимое количество материала. Для начала можно попробовать сделать пробную партию и посмотреть, как она будет застывать и какие имеет особенности. При смешивании небольшого количества эпоксидной смолы и отвердителя будет выделяться тепло, поэтому нужно подготовить специальную посуду для работы с полимером, а также место, куда эту емкость с горячим содержимым можно поставить. Перемешивать компоненты полимеров нужно медленно и аккуратно, чтобы в смеси не было воздушных пузырьков. Готовый смоляной состав должен быть однородным, вязким и пластичным, с абсолютной степенью прозрачности.
• Приготовление большого объема. Чем больше по объему ингредиентов участвует в процессе смешивания, тем больше тепла выделяет полимерный смоляной состав. По этой причине для приготовления эпоксидной смолы в большом количестве пользуются горячим методом. Для этого смолу подогревают на водяной бане до температуры +50°C. Такая мера позволяет в результате лучше смешать смолу с отвердителем и продлить срок ее работоспособности до затвердевания примерно на 1,5–2 часа. Если при нагревании температура повысится до +60°C, то процесс полимеризации ускорится. Кроме того, необходимо следить за тем, чтобы в эпоксидную смолу при нагревании не попадала вода, которая испортит полимер тем, что он потеряет свои клеящие свойства и помутнеет.

Если в результате работы необходимо получить прочный и пластичный материал, то перед введением отвердителя к эпоксидной смоле добавляется пластификатор марки ДБФ или ДЭГ-1. Его количество к общему объему смоляного ингредиента не должно превышать 10%. Пластификатор увеличит стойкость готового изделия к воздействию вибрации и механических повреждений. Через 5–10 минут после введения пластификатора в эпоксидную смолу добавляют отвердитель.

Применение

Без добавления отвердителя или пластификатора эпоксидная смола не применяется нигде. Однако, готовая рабочая смесь востребована во многих областях при изготовлении:

• украшений;
• предметов декора;
• посуды;
• статуэток;
• настенных картин и панно;
• кухонных фартуков;
• деталей различных форм;
• наливных полов;
• столешниц, полок и других предметов мебели;
• горизонтальных поверхностей любого назначения.

Готовые изделия из эпоксидки известны прочностью и легкостью. Видимо, по этой причине набирает популярность изготовление столешниц для столов любой конфигурации. По прочности столешницы из эпоксидной смолы легко выдерживают царапины и любые механические воздействия. Стол с такой поверхностью устойчив к износу и украсит любой интерьер.

Эпоксидная смола — материал, требующий внимательного отношения и соблюдения техники безопасности при работе. Процесс создания хотя и долгий, но увлекательный, в результате чего получается уникальное изделие. Украшения, статуэтки, посуда и картины получаются с оригинальным узором и весьма малой массы, а по прочности с изделиями из данного полимера не сравнится ничто.

Например, кухонные фартуки, столешницы и сидения для стула трудно сломать или поцарапать. Все это выполнимо лишь при соблюдении всех этапов рабочего процесса и пропорций при смешивании компонентов. Мастер-класс по работе с эпоксидкой легко найти в бесплатном доступе в интернете.

Способ приготовления эпоксидной смолы

Для создания рабочей субстанции потребуются материалы:

• покупная смола;
• отвердитель;
• одноразовые шприцы;
• мерные емкости;
• деревянная палочка для перемешивания (подойдет зубочистка).

Порядок приготовления:

1. Отмерить нужное количество ингредиентов шприцем;
2. Смешать ингредиенты при температуре +25 градусов в одной емкости;
3. Тщательно размешать смесь деревянной палочкой, чтобы не было пузырьков воздуха;
4. Если пузырьки остались, нужно разогреть смесь, пузырьки поднимутся на поверхность, их легко будет удалить;
5. Использовать смесь для воплощения творческой идеи.

Нужно помнить важный момент – если смесь готовится в пластиковых мерных стаканчиках, то для использования в других целей они будут непригодны. Данные стаканчики нужно выбросить.

Декорирование ручки ножа

Красивая кухонная утварь или личный охотничий нож всегда можно декорировать с помощью смолы. Однако, для получения должного эффекта понадобится оптимальная форма. При желании такую деталь можно сделать своими руками, например, из пластилина:

• Готовую форму застилают куском полиэтиленовой плёнки, поверх которой укладывают сувенир, изображение, красивый резной лист или другую композицию. Приготовив раствор эпоксидной смолы, можно приступать к заливке.
• После застывания полимера рукоятку извлекают из формы, протирают ветошью, и выпиливают паз для лезвия соответствующего размера.

Самая красивая мебель или предметы интерьера выполняются своими руками. Наличие опыта работы со смолой позволит создавать не только качественные, но и стильные аксессуары для личного пользования или дома.

С помощью подобных поделок владельцы могут выгодно подчеркнуть стиль квартиры или летней террасы, порадовать детей и друзей яркими подарками, а также существенно продлить срок службы комнатной мебели.

Нестандартные вещества

В первую очередь это некоторые виды растительных масел, только не в виде «о’натюрель» – готовые к употреблению в пищу, а после придания им дополнительных свойств.

Льняное масло. Добавляется в компаунды перед введением в них отвердителя. В процентном соотношении с основным веществом это будет 1 к 100, где 1 – это масло. Для использования льняного масла в качестве пластификатора его сначала кипятят, а затем выставляют в открытой посуде (стеклянная баночка, прикрытая слоем марли, схваченной на горловине резинкой для того, чтобы в масло не попала пыль) на солнце. Под влиянием кислорода воздуха, да еще на солнце, масло быстро окисляется, у него появляется характерный горьковатый запах. Обычно это происходит на 6-8 день после того, как состав выставили на солнце и под воздействие кислорода воздуха.

После добавления окисленное масло тщательно перемешивают, пока с эпоксидной основой не образуется однородная масса. Потом в нее вводится отвердитель. Скорость схватывания такой смолы несколько ниже, особенно, если в качестве отвердителя используют ПЭПА. На выходе получается гибкая пластина, если отливали тонкий слой до 3-5 мм, или упругое, с затягиванием ямки  или вмятины после воздействия, объемное изделие.

Касторовое масло. Да-да, то самое, которое с незапамятных времен использовали в качестве слабительного. Его добавление в компаунды также практикуется в соотношении 1 к 100. Окислять под солнцем и с помощью воздействия кислорода воздуха, как льняное масло, не нужно, в этом смысле использовать касторовое масло, как пластификатор, проще, чем льняное. Только вот приобрести его сложнее, разве что в аптеках с большим выбором традиционных средств.

Подобные растительные масла используют как пластификаторы для создания клеев с заданным свойствами. В основном с такими, как гибкость и износоустойчивость.

Льняным и похожим на него растительными маслами разбавляется пигмент в тюбиках с масляными художественным красками. Поэтому, если нудно получить цветной клеящий или декоративный состав, то в качестве пластификатора можно использовать и такую масляную художественную краску.

Подбирать ее соотношение с эпоксидкой придется опытным путем для каждого цвета, из-за того, что художественные краски представляют собой окислы всевозможных металлов: кобальта, кадмия, цинка, свинца и т. д.  Реагировать они с эпоксидными компаундами с отвердителями тоже будут по-разному. Кроме того, потом дополнительно нужно будет покрыть отлитые изделия или плоские заливки дополнительным тонким слоем чистой эпоксидной смолы с отвердителем и бесцветным пластификатором, потому что и после полного застывания отливки или заливки с художественной краской будут очень долго мазаться пигментами, не вступившими в реакцию полимеризации.

Меры безопасности

Эпоксидная смола становится полностью безвредной для человека только после окончания этапа полимеризации. Находясь в жидком состоянии, этап субстанция выделяет вредные испарения.

Поэтому работа с таким составом требует определенных правил безопасности. А именно:

• помещение, где производится работа с эпоксидкой, хорошо проветривайте;
• не допускайте присутствия при работе со смолой животных и детей;
• при замешивании состава и склейке используйте средства личной защиты: маску-респиратор, очки и перчатки;
• после окончания работы помещение хорошо проветрите, а предметы защиты промойте проточной водой;
• рабочую поверхность также застелите полиэтиленовой пленкой (полиэтилен – один из немногих материалов, который не подвергается склейке с помощью эпоксидки).

Остерегайтесь попадания смолистой субстанции на кожу. В такой ситуации немедленно удалите остатки смолы ацетоном, а затем промойте место контакта мыльным раствором.

Особенности смешивания

Для получения качественного рабочего компаунда потребуется учесть не только верное процентное соотношение смолы и отвердителя, но и некоторые особенности при работе с эпоксидной смолой.

Если работа с эпоксидкой проводится впервые, то следует сначала смешать небольшой объем компонентов, чтобы узнать и запомнить необходимую вязкость рабочего состава.

Для разведения большого количества полимера рекомендуется учитывать способ отверждения (холодный или горячий). Исходя из этого легко выбрать инструмент для размешивания.

Тип полимеризации влияет на скорость перемешивания тем, что существует риск вскипания компаунда. Если это произошло, то прочность готового изделия будет значительная снижена, а то, что должно было быть прозрачным, станет мутного желтоватого цвета.

Скорость размешивания рабочего состава не менее важна. Реакция при соединении эпоксидки с отвердителем сопровождается выделением тепла. По этой причине перемешивать смесь требуется медленно и аккуратно. Если поторопиться и перемешать компаунд быстро, то смесь вскипит и станет непригодна к использованию. Соответственно, чем больше объем, тем больше тепла выделяется в процессе реакции.

Учитывая эти особенности и необратимость проводимой реакции, можно начинать работу.

Застывание

Твердость определяется составом, временем покоя, а также температурой катализации. Показатель механического сопротивления смолы непрерывно повышается на протяжении минимум четырех дней с момента ее нанесения.

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

В результате спустя сутки состав все еще выглядит мягким, однако в течение дальнейших дней продолжает отвердевать, в конечном итоге уподобляясь жесткому пластику.

Процесс затвердевания относится к экзотермическим явлениям, т.е. сопровождающимся выделением теплоты, возникающим при выливании смолы в толщину свыше 1 см. Молекулы смолы образовывают связи с отвердителем, выделяя теплоту, мгновенно рассеиваемую при незначительной толщине. Но в случае, если литье имеет толщину свыше 1 см, теплота пропадает менее быстро и начинается нагревание состава.

В результате такого нагрева ускоряется реакция, что ведет к еще более значительному нагреванию. Поэтому требуется избежание чрезмерно большого объема смолы для предотвращения появления трещин, пузырьков.

Мнение эксперта

Олег Васильев

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

Задать вопрос мастеру

Указанные толщины слоев заливки очень индивидуальны для смол разных торговых марок и назначение. Для заливки столов-рек, например, часто используют смеси с замедленным отверждением, то есть низкой скоростью полимеризации. В результате даже при слоях заливки 2-3 см перегрева и закипания смеси не происходит.

Эпоксидный кухонный фартук

Кухонный фартук предназначен для защиты стеновой панели от попадания влаги, жирного налета, и развития патогенных микроорганизмов.

Для обустройства данной зоны всегда применяют только качественные и прочные материалы, в том числе, эпоксидную смолу.

Основу фартука составляет дерево, которое подвергают заливке. При этом смола наносится по типу акрилового лака. Инструкция для мастера:

1. Деревянные панели либо снимают с зоны фартука, либо готовят новую основу.
2. С поверхности дерева снимают кору, обрезают и шлифуют спилы, удаляют зазубрины.
3. Первый слой смолы выполняет функцию грунтовки.
4. Непосредственно перед базовой и финишной заливкой можно добавить в эпоксидную массу красители или светящиеся пигменты.

Сам процесс заливки производится по универсальной методике. Лишь после полного застывания смолы можно крепить отделочные материалы к стеновым панелям. Подобное покрытие имеет особую прочность и устойчивость ко всем внешним воздействиям.

Особенности

Материал назвали смолой из-за некоторого сходства с густой клейкой жидкостью, выделяемой деревьями, но на самом деле это сугубо синтетический продукт, в котором нет натуральных составляющих.

Масса состоит из двух компонентов, одним из которых является, собственно, смола, а вторым – отвердитель для неё. Замешивать составляющие надо по инструкции на упаковке, но при этом мастер ориентируется на свои потребности, подбирая правильные пропорции. Благодаря этому можно получить как очень жидкую и текучую, медленно стынущую массу, так и более густую, и даже довольно плотную.

Широкая область применения эпоксидной смолы обусловлена рядом её полезных свойств:

• высокой прочностью;
• стойкостью к абразивному износу;
• прозрачностью;
• способностью к гидроизоляции;
• отсутствием токсичного воздействия на человека после застывания.

Важно не путать смолу с эпоксидным клеем – он сделан на основе смолы, но дополнен ещё несколькими составляющими, среди которых пластификатор, растворитель и наполнитель. Такое вещество стынет строго за определённое время и повлиять на процесс никак нельзя; оно довольно быстро начинает желтеть, теряя прозрачность, не обладает столь же высокой эластичностью

О полимере

Эпоксидная смола — олигомерное соединение химических смол, весьма популярное во многих сферах деятельности. Работать с этим материалом нравится не только профессионалам, но и начинающим мастерам.

Эпоксидка известна не только универсальностью применения, но и своими свойствами, такими как:

• прочность;
• высокая клейкость;
• диэлектричность;
• теплопроводность;
• широкий диапазон выдерживаемых температур.

Многие материалы для творчества можно приобрести только в специализированных магазинах, что требует ощутимых финансовых вложений. Эпоксидная смола, наоборот, находится в свободной продаже не только в отделах для творчества, но и в обычных хозяйственных и строительных магазинах. В готовых наборах обязательно присутствует элемент А — смола и элемент Б — отвердитель.

Часто новички пренебрегают требованиями и пытаются использовать для осуществления задуманного дешевый эпоксидный клей, но это совсем не то. Клей — это уже готовый состав, более мутный и не готовый принимать объемные формы. Изготовить с его помощью красивое украшение не получится.

Готовые изделия из эпоксидной смолы получаются на редкость прочными, что позволяет создавать детали для производственных установок, мебель и даже заливать полы. Обширный температурный диапазон позволяет работать, как в условиях повышенной сложности, так и в домашней обстановке.

Создание шедевра (каждый элемент поистине уникален в своем исполнении) из эпоксидной смолы осуществляется за счет реакции полимеризации. Жидкую основу заливают в подготовленную форму (поверхность) и оставляют до полного отверждения.

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.

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.

Resin Art

Среди предлагаемых обучающих курсов все чаще упоминается изучение интересной методики по работе с эпоксидной смолой — Resin Art. Заключается технология в красивом рисовании картин или панно при помощи эпоксидной смолы. По данной методике также существуют отдельные мастер-классы и курсы.

Отличительной особенностью обучающего материала по рисованию эпоксидкой является то, что на таких курсах учат не только делать красивые узоры, но и как работать со стеклянной или каменной крошкой, морскими ракушками или цельными камнями. Не обходят стороной и дерево, а именно работу с древесными элементами (кусочками) и стружкой.

Картины, выполненные в технике Resin Art, увлекательно смотрятся в любом интерьере, на различных поверхностях (горизонтальных и вертикальных), а процесс их создания завораживает любого. Попробовать себя в роли эпокси-дизайнера может каждый.

Творческие люди всегда ищут новые пути и материалы для воплощения своих замыслов. Эпоксидная смола является долгое время одной из самых популярных. Возросший спрос на изделия и украшения из эпоксидки стимулирует мастеров на создание мастер-классов и обучающих курсов.

Обучение от проверенных специалистов часто требует денежных вложений. Однако и результат тоже не заставляет себя ждать. По этой причине, при отсутствии желания искать информацию самостоятельно, достаточно убедиться, что курс не является обманом и приступать к обучению.

Достоинства и недостатки стекловолокна

Сначала рассмотрим материалы по-отдельности, чтобы оценить их совместимость и установить границы применимости. У стекловолокна есть масса достоинств, но так как ни один материал не может быть идеальным, то проявляются и некоторые недостатки.

• Одним из плюсов можно обозначить относительно высокую прочность. Об относительности мы говорим по той причине, что стеклопластики не могут сравниться с металлами, однако свою функцию они выполняют отлично. Рассмотрим, к примеру, применение стеклопластика в автомобиле. Из него делают бампера. Они более безопасны для пешеходов в случае ДТП, нежели металлические. Статистические же нагрузки такой бампер выдерживает с большим запасом прочности.
• При отсутствии критических условий эксплуатации стекловолокно не имеет установленного ресурса. Простыми словами, стеклопластик может «служить вечно».
• Волокна имеют пористую структуру, вследствие чего материал обладает высокими теплоизоляционными свойствами. Стекломат и стекловату используют, как утеплитель в строительстве зданий и сооружений.
• Стеклоткань для эпоксидной смолы выполнена в виде плетеных волокон. С ней очень легко работать. Смола пропитывает материал, а после застывания изделие можно обрабатывать, шлифовать и красить.
• Наконец, не последним фактором является ценовая доступность. К примеру, ремкомплект для ремонта авто, куда входит смола и стекловолокно, обойдется всего в 300-400 рублей, причем основная доминанта в ценообразовании принадлежит именно смоле.

Отметим недостатки материала, хотя их можно считать условными, это означает, что в некоторых видах работ этими недостатками можно пренебречь.

• Многие автовладельцы рассказывают, что после незначительных ДТП бампер автомобиля способен восстановить свою форму. Но, несмотря на эластичность стеклопластика, он считается ломким материалом. Еще раз обратимся к вышеописанному примеру, в котором сказано, что именно ломкость соответствует современным требованиям безопасности пешеходов.
• Без эпоксидной смолы или альтернативной пропитки стекловолокно пропускает влагу и пыль. Материал гигроскопичен, поэтому в обособленном виде редко где применяется.

Соблюдение техники безопасности

Эпоксидная смола становится безвредной для человека только после полного процесса полимеризации. До этого момента она выделяет токсичные испарения. Поэтому работа с ней требует выполнения техники безопасности. Заключается она в следующем:

1. Защита органов дыхания. Используется маска-респиратор. Лучше использовать специальные маски со встроенным в них фильтром с возможностью изоляции органики.
2. Кожа. При попадании на кожу смолистого вещества начинается развитие серьезной аллергической реакции. Чтобы минимизировать такой риск, при работе используйте защитные перчатки (лучше брать на латексной основе, чтобы смолы не прилипала) и рабочую одежду с длинными рукавами.
3. Волосы также стоит убрать и спрятать под шапочкой. Если волосок случайно окажется в массе, то после отвердевания изделие будет выглядеть не особенно привлекательно.
4. Также следует защитить и рабочую поверхность стола. Для этого используется полиэтиленовая пленка. Эпоксидная смола не может склеивать полиэтилен, поэтому именно его стоит применить для защиты рабочего стола.