Пластификатор для эпоксидных смол своими руками

Пластификаторы для эпоксидной смолы — зачем они нужны?

При работе с деревом часто возникает вопрос, как сделать так, чтобы эпоксидка стала эластичная и не трескалась. Дело в том, что древесина склонна деформироваться при смене влажности и температуры, а прилегающая к ней смола может растрескаться или отойти. Встает вопрос, как сделать эпоксидную смолу более эластичной и гибкой, чтобы изделие не было хрупким. В таких случаях в эпоксидку добавляют особый наполнитель — пластификатор. В крупных изделиях его применение обязательно, так как трещины могут появиться еще на стадии затвердевания.

Содержание

Что такое пластификатор, и как он работает?

Пластификаторы – это вещества, которые вводят в полимер для уменьшения вязкости и увеличения пластичности. Также они положительно влияет на морозостойкость изделия.

C точки зрения химии, пластификатор «раздвигает» полимерные цепи, давая им больше места для смещения относительно друг друга, либо делает химические связи более эластичными. В обоих случаях происходит общее увеличение пластичности отвержденных эпоксидных смол.

Разновидности пластификаторов для эпоксидной смолы

Чаще всего пластификатор для эпоксидки принадлежит к одному из двух классов:

• инертному: химически не взаимодействует с полимерным каркасом
• активному: встраивается в трёхмерный каркас и изменяет его свойства

Примером первого служит ДБФ (дибутилфталат), второго — ДЭГ 1 (или просто ДЭГ).

Дибутилфталат (ДБФ)

Пластификатор ДБФ (дибутилфталат) нашел применение в промышленности для модификации клеев, изделий из ПВХ и каучуков. ДБФ является сложным эфиром бутилового спирта и ортофталевой кислоты. ДБФ визуально представляет собой слабоокрашенную прозрачную жидкость маслянистого вида. ДБФ хорошо растворим в большинстве органических растворителей, но малорастворим в воде. Пластификатор ДБФ согласно ГОСТ 8728 88 относят ко 2 классу опасности, поэтому работать с ним следует в перчатках, избегая прямого контакта.

Смешивание ДБФ с эпоксидкой ведётся на водяной бане при нагреве до 50-60°C и перемешивании в течение 1.5-2 часов. Важно избегать перегрева, так как эпоксидка может вскипеть и стать непригодной. Также следует не допускать попадания воды: это может ухудшить качество материала. Дозировка ДБФ обычно не превышает 10%.

Плюсом ДБФ является невысокая стоимость. К минусам можно отнести сложный и долгий процесс смешивания. Так же отметим, что поскольку дибутилфталат инертен, он склонен к испарению. Это значит, что со временем изделие с добавлением ДБФ может потерять пластичность.

Источник

Как сделать эпоксидную смолу эластичной, применение пластификаторов

В самых распространенных в России эпоксидных смолах типа ЭД-20 и ЭД-22, Могут присутствовать какие-либо добавки. Все зависит от того, для каких целей выпущена та или иная разновидность компаунда, то есть самой эпоксидной основы.

Наиболее насыщенны всевозможным добавками эпоксидные клеи: в них к основе уже добавлены наполнители, некоторые пластификаторы, и, возможно, разбавители. Если же создатели эпоксидного состава не ставят перед собой задачу поставить на рынок именно клей, а предлагают потребителю эпоксидную основу, с которой можно делать все что угодно, в такой основе не содержится ничего, кроме, разве что, разбавителя – для лучшей текучести, что бывает очень важным при использовании такой смолы для творчества. Но такие вводимые в основу вещества всегда служат главному – прочности получаемых отливок или площадных заливок.

Придание смоле противоположных свойств

Но иногда жесткость выступает в качестве нежелательного фактора, и требуется, наоборот, некоторая гибкость изделия – при одновременном сохранении прочности на разрыв или сжатие. В таких случаях применяют специально выпускаемые промышленностью пластификаторы, способные на выходе после применение придавать материалу отливок заданные свойства.

В данном материале мы рассмотрим стандартные пластификаторы, применение которых по отдельности или в комплексе может придать изготавливаемым из смолы изделиям совершенно неожиданные качества: вязкость при сохранении прочности, гибкость, даже некоторую упругость при воздействии на нее в попытке продавить. Дополнительно расскажем о нестандартных способах придания отливкам из эпоксидки свойств, присущих, например, специальным клеям.

Стандартные составы, выпускаемые промышленностью

Дэг-1 — алифатический состав. По существу, это тоже эпоксидный компаунд, такой же по назначению, как смола ЭД-20 или ЭД-22. Но, введенный до отвердителя в эпоксидную основу, в дальнейшем, после застывания, сделает ее гибкой и эластичной. В массе прозрачная, но имеет коричневатый, цвета очень слабо заваренного чая, оттенок, совершенно незаметный в небольших отливках, а тем более при заливке площадей тонким слоем до 3-5 мм. В основную смолу Дэг-1 добавляют в количестве от 2% до 10% от основы.

Если же при отливках изделий требуется абсолютная прозрачность бесцветность, то применяют пластификатор S-7106. Он эффективен, кроме эластичности и прочности обеспечит отливкам из эпоксидки термостойкость и гидрофобность. Сравнительно недорогой и качественный пластификатор.

ДБФ — дибутилфталат. Имеет небольшой недостаток в виде тенденции к отслаиванию в эпоксидном компаунде. Для того, чтобы этого не происходило, в пластификатор, перед тем, как добавить его в саму эпоксидную основу, вводят небольшое количество аэросила и хорошо перемешивают оба компонента. Затем смесь вливают в компаунд, тщательно размешивают до полного соединения, только после этого в смесь добавляют отвердитель.

Приготовление рабочей смеси тоже имеет свои особенности: пластификатор вводят в смолу в соотношении 1 к 10, медленно нагревают до 50-55°C градусов и в таком виде постоянно перемешивают около полутора-двух часов. Для этого лучше, конечно, использовать какое-нибудь механическое приспособление. Только потом в смесь, после охлаждения ее до 30-35°C градусов, добавляют отвердитель.

Этот пластификатор применяют также для разжижения получаемых составов, когда нужно обеспечить хорошую текучесть для заливок форм при изготовлении ювелирных украшений и поделок, для литья светильников или ваз. Добавление ДБФ почти на 100% гарантирует отсутствие в отливках трещин, что иногда бывает при послойной заливке массивных изделий.

Нужно иметь в виду, что в специальной смоле для творчества уже присутствуют все необходимые добавки и пластификаторы в их числе. От этого и цена такой смолы бывает более высокой, т.к. она уже готова к работе.

Иногда добавление готовых стандартных пластифицирующих составов препятствует замыслу:

• оттенок они на выходе дадут не тот;
• скорость застывания будет слишком большой;
• свойства полученного эпоксидного состава будут далеки от того, что мастер замыслил сделать с ним.

Тогда на помощь придут нестандартные подходы.

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.

Пример, нужно подклеить отошедшую подметку или подошву. Клеть ее обычной эпоксидной смолой означает разрушить место склейки буквально на первых сотнях метров ходьбы, после нескольких сотен же циклов «изгиб-возвращение в исходное состояние». Эпоксидка полопается и разрушится. Добавление же пластификатора из растительного масла сделает такое клеевое соединение устойчивым на многократный изгиб.

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.

Источник

Как правильно смешать эпоксидную смолу с пластификатором ДБФ (дибутилфталат)

Дибутилфталат используется как пластификатор для эпоксидной смолы. Пластификатор позволяет делать застывшую смолу менее хрупкой. Но не все знают как правильно смешивать смолу с данным пластификатором ).

Какое количество пластификатора нужно добавлять в эпоксидную смолу

В эпоксидную смолу добавляют в среднем около 5-10% (по массе) пластификатора дибутилфталат (ДБФ), а так же ДЭГ-1. Например, на 1 кг смолы добавляют 100 грамм пластификатора. Вообще это отношение подбирается по формулам под нужную технологию, либо опытным путем. Я сам подбирал опытным путем, но так как изделия эксплуатировались и на морозе, то пластификатора я добавлял 15%. Единственный момент, который необходимо знать — это то что количество пластификатора влияет на прочность изделия, а именно, чем больше пластификатора, тем меньше прочность.

Как смешивать пластификатор ДБФ с эпоксидной смолой

В магазинах рассказывают что ДБФ достаточно смешать со смолой перед применением, добавить отвердитель например, ПЕПА и можно пользоваться. Если стоит задача удешевления производства, то наверно так и стоит поступить. Но со временем такой стеклопластик расслоится из-за того, что ДБФ, при смешивании, не образует единую систему со смолой, поэтому со временем он испаряется из смолы и изделие портится.

Поэтому перемешивать смолу с ДБФ следует следующим образом:

1. Берем смолу, например, ЭД-20 в необходимом объеме.
2. Отмеряем нужное количество пластификатора. Если не знаете сколько его требуется, то начните с 10% от массы смолы (на 100 грамм смолы, 10 грамм пластификатора).
3. Нагреваем смолу до 30-40 градусов и добавляем в нее частями пластификатор ДБФ, помешивая минут 5.
4. Берем наполнитель — алюминиевую пудру (на 100 гр смолы около 10 грамм пудры), сушим ее при температуре 110 градусов пару часов. Это нужно для того, чтобы из наполнителя вышла влага, которая попадает туда из воздуха. И добавляем наполнитель в смолу с ДБФ. Наполнитель будет работать как связующее пластификатора и смолы. С наполнителем ДБФ не будет испаряться из стеклопластика!

Теперь добавляем в смесь отвердитель, например, ПЕПА и пользуемся (как правильно пользоваться отвердителем ПЕПА, написано в этой статье ). Не стоит замешивать сразу большой объем смолы с отвердителем. Обычно это 100-200 грамм. Иначе смола закипит.

Честно говоря, такой подход не очень удобный, зато правильный и относительно дешевый. Готовить такую смолу нужно перед использованием. Хранить ее долго не рекомендуется.

Плюсы такого подхода:

1. Цена. Пластификатор ДБФ стоит гораздо дешевле чем, например, ДЭГ-1.
2. ДБФ лучше разбавляет смолу, уменьшая ее вязкость.
3. Доступность. Все компоненты можно купить в любом интернет-магазине.

1. Долгое время подготовки. На подготовку уходит от 1 до 3 часов.
2. Хоть ДБФ и разбавляет смолу, но пропитывать ее стеклоткани все равно сложно.
3. Сложно колеровать из-за алюминиевой пудры, хотя можно использовать более дешевые наполнители, например, мел, но прочность будет ниже.

Сам я пользовался данным пластификатором, но, как и все начинающие самодельщики, делал это неправильно. Жаль что тогда не сохранял фотографии тех косяков, иначе количество желающих поработать с ДБФ наверно резко уменьшилось.

Работать с таким пластификатором можно, но тратить время на подготовку, заниматься смешиванием компонентов мне совсем не хочется. Технологии не стоят на месте, и как показывает практика — лучше пользоваться более современными продуктами, так как они значительно экономят время, более лояльны к мелким косякам во время работы и изделия со временем не приходится переделывать.

Источник