Добавки в эпоксидную смолу

Для замазывания каких-нибудь стыков, щелей и т.п. на вертикальных или наклонных поверхностях обычный эпоксидный клей не подходит, так как он слишком текучий. Лучше всего эпоксидную смолу превратить в густую шпатлевку. Для этого смолу смешивают с твердыми порошкообразными наполнителями.

В качестве таких наполнителей промышленность выпускает:

• рубленное или молотое волокно, которое может быть синтетическое или хлопчатобумажное. Очень хорошими свойствами обладает рубленое стекловолокно – оно не гниет, не впитывает влагу, обладает достаточно высокой прочностью и придает смоле тиксотропные свойства;
• кварцевые микросферы. Величина шариков измеряется в нанометрах. Такой наполнитель хорош в тех случаях, когда требуется уменьшить итоговую плотность эпоксидной шпатлевки (придать воздушность). Микросферы повышают вязкость смолы, однако не способны придать ей тиксотропность. После схватывания могут быть трудности с обработкой;
• микросферы из полиэфирной, мочевино-формальдегидной, фенольной смол (фенольные микрошарики). Обычно эти пустотелые сферы заполнены химически инертными газами – азотом, фреоном или пентаном и имеют размеры от 1 до 500 мкм. На выходе получается так называемый синтактный пенопласт, который легко обрабатываются, имеет низкую удельную плотность;
• аэросил. Это торговое называние коллоидного диоксида кремния. Порошок аэросила по своему химическому составу ничем не отличается от кварцевого песка, только размер частиц не превышает 40 микрон. Смола при добавлении аэросила приобретает тиксотропные свойства, что облегчает ее нанесение и заполнение пустот/пор. Я бы не рекомендовал аэросил в качестве наполнителя, так как он снижает ударную вязкость смолы и повышает ее хрупкость. Смола с аэросилом очень тяжело обрабатывается. Аэросил продают в аптеках под названием "Полисорб";
• древесная мука. Этот наполнитель в основном подходит при работе с древесиной. Сильно повышает вязкость эпоксидной смолы и уменьшает ее способность к пропитыванию пористых поверхностей. Работается с таким наполнителем довольно тяжело;
• алюминиевая пудра (серебрянка). Придает смоле серый цвет и электропроводность. Хороший наполнитель, потом отлично шкурится. Правда, работать с пудрой неудобно – сильно пачкает все вокруг. Стоит значительно дороже той же муки или талька. Сейчас довольно трудно достать из-за всяких надуманных запретов;
• графитовый порошок. Окрашивает смолу в глубокий черный цвет. В основном применяют для обмазывания днища катеров, для получения прочной обтекаемой поверхности. Не годится для изделий, находящихся под прямыми солнечными лучами;
• двуокись титана. Либо только белая пигментирующая добавка (если взять около 10% от количества эпоксидного клея) либо одновременно и краситель и загуститель (если 30-50%). Титановые белила почти полностью состоят из диоксида титана. Также этот порошок входит состав зубных паст и косметических средств, является пищевой добавкой Е-171. Достоинство этого пигмента в том, что он не ядовит, гипоаллергенен, не боится воздействия щелочей и кислот, не желтеет на солнце.

Легкодоступные добавки

Если нужно приготовить небольшое количество шпатлевки, нет смысла покупать специальные наполнители. Для этих целей можно взять что-нибудь из того, что имеется под рукой:

• мел, зубной порошок. Не очень подходит в качестве наполнителя, так как обладает способностью впитывать влагу. А бокситка, как известно, влагу не любит, поэтому неизвестно, к каким это приведет последствиям в будущем. Хотя, смола с такой добавкой становится насыщенного белого цвета и при определенном соотношении мела совсем теряет текучесть – намазывай шпателем как хочешь. Удобно, но я все же не рекомендую;
• гипс, алебастр. Для этих добавок справедливо все то же самое, что и для мела. Можно добавить только то, что они довольно тяжелые;
• цемент. Подходит. После застывания смола становится еще прочнее, чем без цемента (наверное, он тоже слегка схватывается, хотя. без воды же не может?);
• песок. Очень мелкий просеянный песок в принципе подходит в качестве наполнителя. Обладает хорошими свойствами, придает составу повышенную твердость. Однако очень тяжел. В идеале песок нужно разделить на фракции методом взбалтывания в воде с последующим сливанием мелкой взвеси в отдельную тару;
• обычная мука (пшеничная, ржаная). Годный наполнитель, много лет применяю в различных поделках. Обладает тиксотропными свойствами, легко шкурится;
• тальк (детская присыпка). Покупается в аптеках, стоит копейки. Только перед смешиванием желательно его прокалить, чтобы полностью выгнать влагу. После застывания хорошо обрабатывается, что несомненно большой плюс. По химическому составу является силикатом магния;
• мелко порезанная стеклоткань. Отличный тиксотропный наполнитель. Только две проблемы – трудность изготовления в больших объемах и способность стекловолокна вызывать нестерпимый зуд и раздражение (от этого не спасают даже медицинские перчатки). В качестве альтернативы можно взять углеволокно или углеткань;
• распушенный асбест. Как и любой волокнистный наполнитель (стекло- и углеволокно), обладает армирующими свойствами, что увеличивает прочность клеевого шва. С асбестом работать только в респираторе, так как он обладает канцерогенными свойствами;
• тертая резина. Использовать только в совсем безвыходных ситуациях;
• сухие древесные опилки подходящей фракции. Доступный материал, можно натереть из деревянной болванки болгаркой с насадкой из наждачки. Как ни странно, после отверждения довольно трудно обрабатывается.

Чем можно окрасить:

В качестве пигментных добавок идеально подходит специальная краска – эпоксикон. Но вообще можно использовать сухие колеры для эмалей, нитрокраски (смешиваются со смолой в любых количествах), анилиновые красители для ткани, морилки на спиртовой основе, пасту из авторучек, тонер из лазерного принтера.

Подойдут также витражные краски, но только не на водной основе. Для зеленого цвета хорошо подходит раствор бриллиантового зеленого из аптеки ("зеленка").

Некоторые из перечисленых выше наполнителей помимо снижения расхода эпоксидной смолы дополнительно окрашивают ее в определенный цвет:

• черный: сажа, тертая резина, графит;
• темно-серый: алюминиевая пудра, цемент;
• белый: мука, диоксид титана, мел, гипс, алебастр, зубной порошок.

Вообще, в качестве краски для эпоксидной смолы подойдут любые пигментные добавки. Главное, чтобы они были сухими, либо на спиртовой основе, либо с нитрорастворителем.

Эпоксидная смола в чистом виде, например, самая массовая в России ЭД-20, субстанция довольно текучая. Для заливки больших площадей, как это делается с полами, столешницами и другими площадными горизонтальными поверхностями, она, безусловно, годится. Ее текучесть даже играет на руку, позволяя заполнить малейшие щели и углубления.

Зачем нужны добавки

Совсем другая картина, если эпоксидным составом нужно будет заполнить щели и каверны в вертикальных или наклонных плоскостях или склеить вертикально расположенные предметы сложной формы. Тогда делают из эпоксидной смолы специальную шпатлевку, добавляя в нее, помимо обязательного второго компонента — отвердителя, и различные вещества.

Эти добавки не только увеличивают густоту получаемого состава и исходный объем взятой вначале эпоксидной смолы, но и придают ему дополнительные свойства. Например, электропроводность, в случае применения в качества наполнителя алюминиевой или бронзовой пудры, или мелкодисперсных железных опилок.

При достаточном количестве таких заполняющих добавок пороговые величины электропробоя становятся минимальными, эпоксидка, служащая без таких наполнителей диэлектриком и даже изолятором, становится проводником.

Складываются ситуации, что нужно подогнать изготовленную из эпоксидного материала шпатлевку по цвету со склеиваемыми поверхностями. Тогда для белых поверхностей в смолу добавляют диоксид титана (двуокись титана) или чистый мел. При этом если использовать диоксид только для колера, то не стоит добавлять его в эпоксидку более 10% от общего состава. Если же добавляется, как загуститель, то количество двуокиси кремния может доходить и до 30-40%. Для черных стыков применяют графитовый порошок, что, кстати, тоже делает материал электропроводным.

В хозяйственных магазинах или в больших строительных супермаркетах есть в продаже готовые составы наполнителей для приготовления шпатлевки из эпоксидных смол.

Используемые материалы

Рассмотрим самые популярные добавки, которые используются при работе с эпоксидкой.

• Цемент. Один из самых эффективных наполнителей, который берется буквально из того, что под рукой, это сухой цемент. Шпатлевки с ним получаются пластичными, они легко намазываются на любые поверхности, а цвет варьируется от коричнево-зеленоватого до коричнево-серого. Твердость такой застывшей шпатлевки исключительная, хорошо застывшую с трудом берет зубило, и в ней вязнет высокооборотистая болгарка. Добавляют не более двух частей цемента на одну часть эпоксидки.
• Мел или зубной порошок. Материал хорошо замешивается на эпоксидке, но у него есть существенный недостаток, он гигроскопичен, легко впитывает влагу, а значит, позволит ее проникнуть глубоко в структуру клеевого шва. Чем больше в шпатлевке из мела будет этого мела, тем больше будет и впитываемость. Использовать такую шпатлевку желательно только в местах, исключающих воздействие на нее влаги.
• Гипс, алебастр. Хороший по всем показателем наполнитель, но тяжеловат для вертикально-ориентированных поверхностей, а также для горизонтальных, но переходящих в закругления. Такая шпатлевка требует подогрева до 50-60°C, но только греть нужно сразу после нанесения шпатлевки на эти поверхности, иначе вы рискуете не успеть намазать всю шпатлевку, она застынет в емкости, в которой ее готовили. Для такого нагрева закругленных или вертикальных поверхностей лучше всего использовать строительный фен или подобный нагревающий агрегат, только не с открытым пламенем.

• Мука. Неплохой наполнитель по отзывам разных мастеров. Материал после затвердевания хорошо поддается всем видам обработки. Недостаток муки в очень медленном затвердевании эпоксидного состава.
• Мелкий песок. Используют его очень редко, и не потому, что он плох, как наполнитель, а оттого, что шпатлевки с песком самые тяжелые из всех возможных. Речной мелкий песок нужно просеять через сито, в шпатлевку пойдут только самые мелкие его фракции. После затвердевания полученные поверхности будут слегка шероховатыми. Такая шпатлевка не боится солнечных лучей и атмосферных воздействий, ею можно пользоваться и на открытом воздухе.
• Крупный песок. Не менее интересным будет использование крупного морского песка, особенно если брать его с разных участков пляжа, с разным цветовым тоном. С крупнозернистым песком, когда его песчинки имеют размер от 2 до 3 мм, что можно обеспечить ситами с разным размером ячеи, и наличием специальных плоских форм, выверенных по горизонтали во всех направлениях с помощью уровня, можно изготовить форматную плитку для настилки полов или облицовки стен. Рассыпая песок слоем в 2-3 мм и заливая его потом точно выверенным количеством эпоксидки, на выходе получим форматную плитку с полной имитацией гранитной, да еще вдобавок тщательно отшлифованную и отполированную до зеркального блеска. Главное, чтобы эпоксидный материал покрывал слой песка полностью, и песчинки не выступали над гладью эпоксидки.

• Стеклоткани. С этим материалом нужно соблюдать правила безопасности. Одежда должна быть с закрытым манжетами и глухим воротом, пригодятся перчатки, респиратор, закрывающий нос и рот. Дело в том, что волокна стеклоткани чрезвычайно ломкие и образуют мелкую стеклянную пыль, которая, попав в легкие, может вызвать в них воспалительный процесс, а на кожу, нестерпимый зуд и жжение от внедрившихся стеклянных микроиголочек.
• Блестки косметические или от конфетти. Придают застывшему составу декоративный вид. Такие компаунды можно использовать для отливок ювелирных украшений или елочных игрушек. Легкость изделий из эпоксидки вполне позволяет развешивать их на елках.
• Древесные опилки. Несмотря на то, что дерево не может сравниться по твердости с цементом или песком, эпоксидная смола с добавками из древесных опилок, материал чрезвычайно твердый и плохо поддающийся обработке. Только опилки нужно брать самых мелких фракций, просеивая их через мелкое сито, а лучше использовать вообще древесную пыль, которая получается на ленточных лобзиковых пилах или на высокооборотистых станках для распускания досок на рейку или мелкий брус. Если склеиваемые поверхности с зазорами между ними серо-желтого цвета, добавить нужно мелкую древесную пыль от сосны. Береза даст серо-розовые оттенки, кедр – желтые.

• Коллоидный диоксид кремния. Иначе еще называется «Аэросил». Шпатлевка с этим материалом дает пенистую, легкую структуру, а после застывания она напоминает пенопласт или пенистый полистирол, только без их мягкости, материал из эпоксидки и аэросила очень твердый и прочный. Купить можно в аптеках под названием «Полисорб».

Как видите, с эпокидкой применяется большое количество наполнителей, которые подбираются относительно функционала, требующегося от готового изделия.

Пирогенный кремнезём, более известный под названиями “аэросил” или пирогенная двуокись кремния — недорогой наполнитель для эпоксидной смолы, позволяющий загустить рабочий состав и придать ему вязкость, что может потребоваться при работе на вертикальных поверхностях и в других случаях, когда необходимо предотвратить растекание эпоксидной смолы, например, при ремонте лодок, бамперов, сборке авиамоделей. Его также используют в качестве наполнителя для каучуков, смазок, красок и лаков. По сути аэросил — кварцевый песок, но с очень мелким размером частиц.

Аэросил обладает свойствами тиксотропной добавки. Тиксотропность — довольно сложное понятие, описывающее способность состава способности густеть в состоянии покоя и вновь обретать свойства жидкости при перемешивании. На практике это означает пониженную склонность к образованию подтёков.

Добавление аэросила в эпоксидную смолу позволяет получить состав с консистенцией шпаклёвки, подходящей для грубого выравнивания поверхностей и заделки стыков. В отличие от незагущенной смолы такой состав хорошо подходит для заполнения пустот и трещин. Как правило, порошок смешивают с эпоксидной смолой таким образом, чтобы его массовая доля составляла 0,5 – 4%. В какой именно концентрации следует вносить аэросил, зависит от желаемого результата. При содержании аэросила менее 1% образуется эпоксидный состав с вязкостью, повышенной относительно обычной, при 2 – 3% аэросила в объёме смеси состав по вязкости приближается к гелькоуту, а при более высоком содержании аэросила – к замазке. Следует учитывать, что добавление в прозрачную эпоксидную смолу белого порошка аэросила приводит к её помутнению. поэтому в тех случаях когда требуется прозрачный состав этот загуститель использовать нельзя.

При изготовлении смеси нужно иметь в виду, что аэросил плохо смешивается со смолой. Чтобы не тратить время на перемешивание порошка в смоле можно растворить его в пластификаторе (подробнее о пластификаторах) и внести полученную смесь в смолу. Как вариант, если не используется пластификатор, аэросил следует внести в смолу, тщательно перемешать и оставить смесь на сутки для лучшего растворения. При использовании аэросила важно помнить, что покрытия и швы, сделанные эпоксидной смолой, содержащей этот загуститель, являются более хрупкими, поэтому предпочтительнее, всё же, добавлять пластификатор в рабочую смесь.

Аэросил – это очень лёгкий порошок (1 литр аэросила весит всего 50 грамм), поэтому важно соблюдать правила его хранения. Лёгкие частицы аэросила имеют размеры всего 5 – 40 нм. Они легко разлетаются из открытого мешка и образуют в воздухе взвесь, постоянное вдыхание которой может вызвать необратимые изменения дыхательной системы, а также раздражение кожи и глаз. Поэтому следует хранить аэросил в закрытых пакетах и ёмкостях, а работать с ним — в респираторе. Сам по себе аэросил не токсичен и не горюч, но мелкий размер частиц, позволяющий им проникать в ткани, определяет возможные неблагоприятные последствия для здоровья. Сходные свойства имеет и другой популярный наполнитель, микросфера, но она тяжелее (1 литр микросферы весит 160 г по ср. с 50 г у аэросила) и менее летуча, что делает работу с ней несколько более удобной.