Что представляет собой эпоксидный клей и где он используется

Традиционным способом скрепления деталей считается сварочное соединение, а также соединение на гвоздях или шурупах. Когда данные методы неприменимы, многие прибегают к помощи эпоксидного клея, который можно приобрести практически в любом магазине строительных материалов или автозапчастей. Причем именно клей на основе эпоксидной смолы заслужил репутацию «соединения на века».

После того, как эпоксидка существенно расширила область применения,  стало возникать некое недопонимание в ее назначении. Существуют полимеры, предназначенные для заливочных работ или пропиток. Вопрос заключается в том, что не всегда удается правильно установить диапазон применимости того или иного материала, и если клей имеет строго определенное назначение, то не каждый понимает, в чем его принципиальное отличие от компаундов.

Состав

Эпоксидный клей не утратил своего «авторитета» даже после выпуска более современных и качественных материалов. В качестве основного ингредиента в нем используется эпоксидная смола, которая была открыта еще в 1938 году. Уже с 1940 года клей стал массово выпускаться для производственных и бытовых нужд.

Первое запатентованное название этого материала «Альрадит 1» приобрело мировую популярность.

В настоящее время технология производства клея существенно изменилась. Прежде всего, новшества коснулись перечня различных наполнителей, повышающих эффективность и упрощающих методику склеивания. Принципиальная схема изготовления материала не изменилась. Как и прежде, эпоксидный клей – синтетический продукт, имеющий сложный состав. Он относится к термореактивным веществам, так как свои свойства проявляет после экзотермической химической реакции, возникающей вследствие смешивания компонентов.

Обычно в продаже можно встретить двухкомпонентный клей. Основным компонентом выступает сама эпоксидная смола, а в качестве второго компонента – отвердитель. В зависимости от области применения материала, могут добавляться растворители, пластификаторы и наполнители. Роль отвердителей могут выполнять аминоамиды, диамины и полиамины. Также применяются полимерные отвердители, которые модифицируют состав. К их числу относятся каучуки, кремнийорганические смолы или полиамины, имеющие в основе жирные кислоты. Третьим типом отвердителей считаются ангидриды кислот.

Доля первичных и вторичных аминов в объеме состава не превышает 15%. Третичные амины составляют всего 5% от общего объема. Повышенное содержание отвердителя чревато образованием простых полиэфиров. Практика показывает, что для достижения оптимальных характеристик клеевого состава подходят фталевый и малеиновый ангидриды, их доля может составлять от 30% до 40 %. Прочие наполнители добавляются, исходя из показателей количества вещества: на 1 моль смолы приходится 0,85 моль кислот или ангидридов.

Растворители предназначены для изменения вязкости клеевого состава. В зависимости от области применения, используют кселол, ацетон, спирты и другие органические соединения с подобными свойствами. При самостоятельном внесении растворителей важно правильно рассчитать пропорции. В общей сложности их количество не должно быть более 5% от всей массы основного компонента эпоксидки.

Предельное количество растворителя указано в инструкции для каждой конкретной марки смолы. Если превысить допустимое значение, то останется излишек, который удалить будет достаточно проблематично. Кроме этого, большое количество растворителя способно ускорить процесс застывания клея, а это не всегда целесообразно.

Ряд производителей модифицируют состав, используя наполнители, к ним относятся:

• углеродные или стеклянные волокна;
• добавки в виде порошков (алюминиевый порошок, сажа, никелевый порошок, окись алюминия, кремнезем, окись ванадия, бериллия и цинка);
• синтетические волокна.

Диапазон значений доли наполнителя в основном компоненте очень широкий. Если одни вещества вносятся в объеме, составляющем 50%, то для других этот показатель может увеличиться до 300%. Ряд компонентов одновременно выполняют несколько функций. Окиси металлов участвуют в отверждении и стабилизации клеевого раствора.

Пластификаторы способны изменить физические свойства уже готового клея, причем после его отверждения. Добавление фосфорной и фталевой кислоты повышает оптические качества материала, делая его более прозрачным, а олигоамиды и олигосульфиты придают клеевому шву эластичность. В условиях повышенных нагрузок и вибраций эластичное соединение считается более надежным. Суть приготовления клея сводится к соединению всех вышеперечисленных компонентов непосредственно перед выполнением работ.

Свойства

Область применения эпоксидного клея определяется его физико-химическими свойствами. Разные марки материала отличаются доминированием того или иного показателя, однако можно выделить ряд качеств, присущих любому клеевому составу.

• Теплостойкость. Склеенные детали могут работать и эксплуатироваться в условиях повышенных температур. Смола не меняет своих свойств даже при температуре 250°C градусов.
• Морозостойкость. Нижний предел температурного диапазона достигает -20°C градусов.
• Эпоксидка обладает устойчивостью к химически активным веществам, что позволяет обрабатывать изделия любыми чистящими средствами и прочими средствами бытовой химии.
• Эластичность. При наличии пластификаторов клеевой шов способен удерживать детали, подвергающиеся незначительному смещению.
• Смола не дает усадки после отверждения. Это свойство присуще не только клеям, но и компаундам. В результате отверждения не возникает трещин и разрывов в слоях.
• Шов из смолы не пропускает воду. Иногда эпоксидный клей используют, как универсальный материал для гидроизоляции.
• Адгезия. Полимер в различных его модификациях известен своими высокими показателями адгезии. Таким клеем можно склеивать даже бетон и древесину. Полный же перечень материалов, которые позволяет клеить эпоксидка, весьма объемный, поэтому проще указать исключения.
• Клеевой шов обрабатывается вместе с основным материалом. Его покрывают лаками и красками. Он подлежит шлифовке (в пределах допустимого).
• Не проводит электрический ток, поэтому используется в качестве изолятора.

Эпоксидный клей не является идеальным материалом, так как обладает рядом недостатков. К примеру, высокая скорость отверждения не всегда уместна. За относительно короткое время мастер может не успеть зафиксировать детали, обработать шов, убрать излишки материала и избавиться от случайно попавших капель на поверхность.

Застывший клей невозможно расплавить или растворить. Его убирают только механическим способом. Известно, что эпоксидная смола в виде компаунда абсолютно безвредна для здоровья человека, чего нельзя сказать о клеевом составе. Категорически запрещено приклеивать детали, которые впоследствии будут контактировать с пищей.

Несмотря на высокие свойства адгезии, есть ряд материалов, с которыми клей не работает, это тефлон, полиэтилен, силикон, а также никелевые и хромированные поверхности. Причем дело здесь не только в адгезии. Некоторые материалы при контакте с клеем начинают разрушаться.

Разновидности материала

В настоящее время на рынке стройматериалов можно отыскать более десятка марок эпоксидного клея, поэтому его необходимо правильно классифицировать, чтобы выбрать оптимальный вариант для конкретного типа работ или для конкретных условий. В качестве критериев, по которым определяют типы клеевых смол, выступают такие, как состав, консистенция и способ отверждения.

В классификации по составу определено два типа клея: однокомпонентный и двухкомпонентный.

1. Однокомпонентный клей продается в герметичном тюбике. Этот тюбик наполнен смолой и растворителем. Предварительной подготовки состава не требуется. В силу малого объема тюбика такие клеевые составы предназначены для небольшого ремонта или для заделывания зазоров, а также стыков. Но зачастую однокомпонентному клею для застывания требуется повышенная температура, хотя сейчас выпускают такие модели, которые схватываются без предварительного нагревания.
2. На первый взгляд кажется, что однокомпонентный клей имеет преимущество, тем не менее, чаще в продаже встречаются двухкомпонентные составы. В комплекте поставляются два тюбика. В одном из них содержится смола, которая имеет пастообразную консистенцию, а в другом – порошковый или жидкий отвердитель. Приготовление эпоксидного клея сводится к смешиванию содержимого тюбиков в указанной производителем пропорции. Мастер должен оперативно приготовить состав и воспользоваться им до отверждения, в противном случае клеевые способности смолы исчезнут.

Разделение по консистенции определяет две группы эпоксидных смол: жидкие и пластичные. Жидкая смола по вязкости напоминает свежий мед. Она выдавливается из пластикового или жестяного тюбика небольшим усилием. Возможность дозирования клея позволяет оптимизировать его расход. Пластичная смола похожа на пластилин. Она продается в цилиндрических емкостях и представляет собой два компонента, которые не взаимодействуют друг с другом при хранении и транспортировке. Чтобы подготовить клей к работе, необходимо отрезать нужное количество массы, и в руке размять ее, смачивая при этом водой. В результате компоненты начнут взаимодействовать, поэтому массу следует сразу же нанести на область шва.

Процесс отверждения может происходить по-разному. Все зависит от типа используемого отвердителя. Если клей состоит из алифатического полиамида, эпоксидной смолы и некоторых пластификаторов с наполнителями, то отверждение происходит при температуре 20°C градусов. Среднее время реакции составляет 24-72 часа. Подобные клеевые материалы удобнее использовать, но при длительном воздействии влаги они теряют свои свойства. Качество соединения резко ухудшается при склеивании деталей из гидрофильных материалов, таких, как древесина.

У модифицированных композиций температура для процесса отверждения может достигать 120°C градусов. Такие материалы в основном используются при работе с неметаллами и металлами, подверженными ударным нагрузкам. Эпоксидный клей «горячего» отверждения устойчив к воздействию масел и нефтесодержащих продуктов. Чем выше температура отверждения, тем прочнее соединение. Повышается не только прочность, но и теплостойкость, а также электроизоляционные свойства.

Сфера применения

Уникальные свойства в сочетании с клеящими способностями способствуют тому, что эпоксидный клей – востребованный материал во многих отраслях производства, а также в быту. Можно выделить основные сферы его применения.

• В автомобилестроении. При сборке эпоксидной смолой приклеивают фрикционный материал тормозных колодок. В ремонтных работах она считается скрепляющим элементом для изделий из стеклопластика. При правильном использовании клей позволит заделать отверстие в топливном баке, в кузове, отремонтировать внутреннюю обшивку автомобиля.
• В строительстве. Эпоксидку заливают в трещины, которые образовываются в бетоне. Она добавляется в цементные стяжки и железобетонные балки в качестве наполнителя, повышающего прочность конструкций. Используют клей и по прямому назначению – для соединения деталей. Покрытые смолой плиты ДСП надежно защищены от влаги. Клей может выполнять функцию герметика. Им обрабатывают сэндвич-панели.
• В судостроении и самолетостроении. Корпуса яхт обрабатывают эпоксидкой для придачи материалу водоотталкивающих способностей. Части стеклопластика скрепляются смолой. Она востребована также, как способ крепления солнечных батарей и теплозащитных элементов.
• В быту. Эпоксидный клей является подручным средством, так как в быту всегда найдется ему применение. Это может быть ремонт мебели или обуви, восстановление пластиковых контейнеров или элементов декора. Эпоксидкой можно даже замазать трещину в аквариуме и вода через нее не будет протекать. Адгезия с керамикой позволяет на клей крепить различные крючки или держатели в ванной комнате. Широко применяется свойство герметика, так как часто приходится устранять протечки сантехники.

Чем отличается клей от эпоксидной смолы

По своей сути эпоксидный клей является смолой, тем не менее, вопрос об отличии нам понятен. Под эпоксидной смолой обычно понимают материал для заливочных работ или компаунд. Клей – та же смола, только имеющая более узкое применение. Во внутреннем строении различия существенные. Если смола представляет собой смесь двух компонентов, то в составе клея их гораздо больше. Перечень пополняется такими добавками, как наполнители, растворители, пластификаторы. Но без глубокого анализа распознать химический состав смеси невозможно, поэтому приходится пользоваться визуальными отличиями эпоксидки от клея.

Прежде всего, отличить эти два материала можно по времени застывания. Как правило, клеевые составы схватываются за несколько часов, причем никто не задается целью изменять время отверждения. Смолы могут полимеризоваться в течение нескольких суток, а специальные добавки способны ускорить или замедлить реакцию полимеризации.

Компаунды должны быть прозрачными, это одно из основных требований к заливочному материалу. С течением времени прозрачность эпоксидных смол не уменьшается, иначе изделие потеряет свой эстетичный вид. Прозрачность клея не является определяющим параметром, поэтому нет смысла усложнять технологию производства различными добавками. Клей имеет желтоватый оттенок, который с течением времени еще сильнее выражается.

Эпоксидная смола имеет более расширенный диапазон применимости. Клей же выполняет свою основную функцию.

Кстати, смола тоже обладает клеевыми свойствами, но они не так ярко выражены, поэтому используются редко.

Распространенные марки

Эпоксидный клей можно встретить в любом хозяйственном магазине, магазине стройматериалов и автозапчастей. По причине его популярности высокий спрос послужил поводом к увеличению предложения. Элементарный закон рынка привел к тому, что перечислить все марки клеев практически невозможно. Приведем примеры наиболее популярных, хотя это перечень составлен не на основе объективных данных. Всем известно, что преобладание той или иной марки на рынке – результат работы продавца и поставщика, и не всегда на это следует ориентироваться. Тем не менее, нам удалось собрать некую статистическую картинку.

• Контакт. Отлично проявляет себя в условиях повышенной влажности. Подходит для устранения протечек в канализационных и сантехнических трубах. Им можно заклеивать унитазы, раковины и ванны.
• Момент. Это название стало настоящим брендом. Компания Henkel представляет разные виды клеевых составов, в том числе и эпоксидный клей. Момент продается в самых различных упаковках. Минимальное количество клея, которое можно купить – 5 грамм.
• Супер-Хват. В состав этого клея входят минеральные наполнители. В результате внесения добавок производителю удалось повысить показатели прочности шва. Отличается универсальностью применения в плане склеиваемых материалов.
• Зубр. Продается в виде двухкомпонентного геля. Его прозрачность позволяет использовать не только для склеивания деталей, но и в качестве наполнителя при восстановлении формы изделия.
• Класс. Клей «Класс» обычно используется для металлов. Активно применяется в кузовном ремонте и сантехнике. Для него характерна высокая прозрачность.
• Секунда. Время полного отверждения составляет около 3 минут. Применяется в сложных условиях, где нужно получить высокий результат за кратчайшее время.
• Новоколор. Универсальный материал, практически не дающий усадки. Его применяют при склеивании деталей, находящихся на значительном расстоянии друг от друга (до нескольких миллиметров). Хорошо заделывает сколы и трещины.
• Metal Bond. Время отверждения – 5 минут. Соединяет разнородные материалы (металл-дерево, дерево-пластик, металл-пластик).
• Компаунд К-15. Клей имеет характерный черный цвет. Востребован в условиях действия нефтесодержащих продуктов.
• Универсальное средство, подходящее для ремонта автомобилей, катеров, восстановления облицовочных материалов.
• Poxipol («Поксипол»). Создает прочное соединение в течение 10 минут.
• ЭДП. Распространенная марка клея. Его недорого можно купить практически в любом магазине.
• Epoxy steel. Хотя и считается универсальным, но чаще всего применяется в кузовных ремонтах.
• DoneDeal «Эпокси Адгезив. Продается в шприцах. Такая фасовка упрощает процедуру приготовления двухкомпонентного состава.
• BisonEpoxy 5 min. Отличительных особенностей не имеет, но заслужил всеобщее признание за высокие показатели надежности.
• Абро. Клей более известен, как «Холодная сварка».
• Novol Plus 710. В своем составе содержит стекловолокно. Оно отлично справляется с восстановительными работами. Клей применяется при ремонте изделий, получивших значительные повреждения.

Данный перечень можно пополнить еще десятком известных марок. Все они достойны внимания, так как технологии получения материала на современном этапе производства дают качественные результаты. Можно сказать, что при выборе клея мастеру следует ориентироваться только на ценовую категорию, не беспокоясь о технических характеристиках полимеров.