Обзор составов, которыми можно заменить эпоксидную смолу

Чем заменяют эпоксидную смолу в творчестве

В домашних условиях подобрать полноценный и достойный аналог эпоксидке сложно. Некоторые умельцы используют для замены жидкое стекло (или силикат натрия). Как и смола, это вещество не вызывает аллергических реакций. Но работать с жидким стеклом трудно. Такая субстанция капризна и отличается долгим временем отвердевания. Процесс работы сводится к определенному алгоритму, нужно:

1. Тонким слоем покрыть изделие силикатом натрия.
2. Дождаться подсыхания первого слоя.
3. Как только поверхность подсохнет и станет липковатой, протереть ее спиртом.
4. Нанести второй слой покрытия и дождаться полного высыхания.

Силикатные клеи

Хорошая замена эпоксидке в случае бытового мелкого ремонта – это силикатный клей. Он неплохо склеивает различные поверхности (фарфор, картон, керамику и стекло). Силикатом пропитывают деревянные изделия или тканевые отрезы для придания материалам огнестойкости и прочности. А чтобы добиться большего сходства с эпоксидкой, в силикатные клеи добавляют иные компоненты:

1. Для керамики, стекла, фарфора. Смешать силикатный клей (50 г) с порошковым стеклом (15 г) и асбестом (30 г). Полученный состав стоек к высоким температурам и действию агрессивных сред.
2. Для емкостей, где хранится кислота. В одинаковых пропорциях перемешать концентрат жидкого стекла, силикатного клея, асбеста, магнезии и мелкоструйного песка.
3. Для склеивания поверхностей, подвергающихся воздействию влаги. Соединить силикатный клей (8 г) с казеиновым порошком (20 г).

Клей может послужить альтернативой эпоксидке

Цианакрилатные клеи

Еще одна достойная альтернатива эпоксидной смоле. К таким видам клеящих субстанций относятся и все суперклеи. После просыхания цианакрилатные клеевые субстанции образуют прочную и прозрачную сцепку. Многие виды также имеют в составе и дополнительные добавки, повышающие их теплопроводность и влагостойкость. Но учитывайте присущие цианакрилатам минусы:

• хрупкость;
• неустойчивость к механическим (ударным) воздействиям;
• малый срок хранения;
• неспособность склеивать фторопласт и полиэтилен;
• токсичность (нельзя допускать контакта с кожным покровом).

Полиэфирные смеси

У таких субстанций имеется одно важное качество – постоянная полимеризация. То есть, отвердевать состав начинает уже с момента его производства

Объясняется это включением в состав массы отвердителей. Полиэфирные смеси являются предускоренными и обладают малым периодом отвердевания.

Гели-лаки

Один из распространенных способов замены эпоксидной смолы в домашней творческой мастерской. Финишный гель-лак прозрачной структуры становится отличным вариантом эпкосидки. При работе с помощью данного состава изделию придается необходимая форма, затем оно выдерживается заданное время под УФ-лампой.

Гель-лак преимущественно используется в ногтевом дизайне

Финишный гель обладает полностью прозрачной структурой, с ним легко работать и корректировать для создания нужной формы. Большим достоинством остается его быстрое отвердевание. Если эпоксидке необходимо до 40 часов, то под ультрафиолетом гель полностью высыхает за 4–5 минут. Но есть и недостатки такого материала – его непрочность.

При резком ударе поверхность покрывается сколами, ее легко процарапать и повредить. Зато при использовании гель-лак дает больше возможностей. Все огрехи, лопнувшие воздушные пузырьки быстро убираются дополнительным нанесением гелевого лакового слоя с последующей полировкой (шлифовкой). Все корректирующие работы отнимают не более 10 минут. Кстати, такие материалы, как и эпоксидка, производят на основе смолистых субстанций.

Чем заменить отвердитель для эпоксидки

Эпоксидке требуется отвердитель, который запускает процессы полимеризации. Иногда бывает, что катализатора не хватает или он не входит в комплект к смоле. Ускоритель-катализатор также можно при необходимости заменить. Для замены используются следующие составы:

• спирт нашатырный;
• перекись бензоила;
• кислота ортофосфорная.

Но, конечно, подыскать достойный заменитель, обладающий всеми свойствами отвердителя-катализатора и эпоксидной смолы, сложно. Любой аналог не всегда показывает хорошие результаты. Поэтому при ответственной работе лучше все же использовать именно эпоксидную смолу.

При каких обстоятельствах необходима замена смолы

Альтернативу эпоксидке найти тяжело, но может быть. Очень часто приходится менять ее, если материал в магазине отсутствует. Также ситуации, когда потребуется искать замену, такие:

1. У конкретных людей появляются аллергии на смолу на эпоксидной основе. Вначале необходимо поменять отвердитель – возможно, патологическая реакция развивается на это средство. Также необходимо купить хороший респиратор, на руки одеть плотные перчатки, в комнате обеспечить хорошую приточную вентиляцию. Если данные меры не помогают, понадобится найти альтернативу.
2. Если будет необходимость ремонта посуды, других изделий, контактирующих с пищей, приклеивать материал придется другим средством. Эпоксидка не должна контактировать с продуктами. Также не позволяется наклеивать эпоксидкой игрушки для детей.
3. Эпоксидка стоит дорого. Во многих случаях ее можно поменять на весьма недорогую смолу, к примеру на полиэфирную (полиэстеры реализуются по небольшой цене, но намного уступают по своим характеристикам).

Порой форма заливки не дает возможность использовать данную смолу, необходимо применять клеи, стройматериалы с иным составом.

Коренные отличия

Главное отличие между эпоксидной смолой и эпоксидным клеем, пожалуй, в том, что варьируя количество отвердителя при смешивании его с эпоксидной смолой, можно увеличивать или уменьшать время полимеризации вещества до полного его застывания.

С эпоксидным клеем такой номер не пройдет: смешивать эпоксидную основу и отвердитель нужно строго в рекомендованной пропорции. Избыток отвердителя даст знать о себе его выделением вовне из застывшего состава в виде липкой жирной пленки. Недостаток же вызовет неудовлетворительное качество застывания, опять-таки с выделением из застывшей массы несвязанной полимеризацией эпоксидной основы.

• Эпоксидные смолы после застывания меняют свой цвет или приобретают желтоватый оттенок спустя очень длительное время. Клей же на эпоксидной основе быстро приобретает янтарно-желтый или даже оранжевый оттенок.
• Из эпоксидного клея невозможно сделать никаких изделий художественных промыслов: застывшая масса теряет цвет и «товарный вид», подвергается быстрому абразивному износу.
• Эпоксидный клей именно клеит, использовать его не по прямому назначению нет смысла как с эстетической, так с практической точки зрения.
• Во время застывания эпоксидные смолы пластичны во всей своей массе и толщине, что позволяет до какого-то времени производить с ними определенные манипуляции в виде формовки, изменения формы отливки. С эпоксидным клеем это проделать невозможно, т.к. схватывание идет быстро, по всему объему смеси эпоксидной основы и отвердителя.
• Клеевая эпоксидная основа смешивается только с приданным к ней в комплекте отвердителем. Применение других нежелательно из-за изменения не в лучшую сторону клеящих свойств. С эпоксидной смолой же возможно использование разных отвердителей, в корне меняющих их физические свойства.

Эпоксидной смолой, если в нее добавить пластификаторы и наполнители, вполне можно склеить любые поверхности кроме тефлона, полиэтилена или покрытые силиконом. С клеем произвести те же манипуляции, что и с эпоксидной смолой, невозможно: быстрое застывание, изменение цвета и общий неэстетичный вид сведут к нулю все попытки изготовить те же вещи, которые доступны с применением эпоскидных смол.

Особенности смол и их свойства

Эпоксидная смола, как синтетическое соединение-олигомер в полной мере раскроет свои свойства только после соединения с отвердителем. В основном в качестве этих веществ применяют третичные амины и фенолы. Первые работают эффективнее, но их применение таит в себе опасность нагрева массы эпоксидной смолы, если она превысит какую-то критическую. Какую, зависит от свойств отвердителя и самой смолы, а ее не один десяток видов.

Интересно, что способности к саморазогреву вплоть до закипания и даже самовозгорания зависят не только от количества смолы в смеси с отвердителем, но и от формы сосуда, в котором разводят эту смесь. Чем ближе она к кубу, а тем более к шару, то есть принимает наиболее компактную форму при одном и том же объеме, тем сильнее и быстрее разогрев.

Но если изготовленная и тщательно перемешанная масса эпоксидной смолы с отвердителем разлита по большой плоской поверхности, то саморазогрева не случается, сколько бы по весу и общему объему той смолы ни было. Имея в виду это свойство аминовых отвердителей, объемные отливки в виде кубов, трапеций, шаров, параллелепипедов отливаются в несколько этапов. Или для их создания используют эпоксидные смолы, где в качестве аминов применяют фенольные отвердители не такие критичные в плане саморазогрева к принимаемой смолой форме и объему.

Отлитые из эпоксидной смолы изделия не боятся почти никаких агрессивных веществ. По крайней мере, любая концентрация сильных кислот в виде соляной, азотной, плавиковой или серной, и щелочей в виде едкого натра и едкого кали им не страшна. Однако на ацетон и эфир реакция будет однозначной – растворение. После полного застывания (полимеризации), которая наступает не позже чем через 48 часов, а часто и раньше, выход любых вредных веществ из застывшей массы прекращается. Усадки в процессе полимеризации и после ее окончания не происходит или она настолько мала (доли процента), что ее можно пренебречь.

Преимущества эпоксидных смол в работе с ними в домашних условиях:

• Нетоксичны после полной полимеризации.
• Свойства как гидроизолятора после полного застывания безупречны.
• Почти не подвержены абразивному воздействию в обычных условиях эксплуатации.
• Обладают микроскопической усадкой.
• Прочность соединений с нею, вызванная высокой адгезией.

КАК ДЕЛАЮТ ЭПОКСИДНЫЕ СМОЛЫ

Впервые эпоксидные смолы синтезировал швейцарский химик П. Кастан в 1938 году, и первой областью их применения было пломбирование зубов. С химической точки зрения эти соединения представляют собой реакционноспособные олигомеры линейной структуры. Олигомеры, как правило,— вязкие жидкости; твердыми эпоксидные смолы становятся только после превращения в сшитые полимеры путем химического взаимодействия с отвердителем.

По своему началу слово «эпоксидный» родственно «эпиграфу», «эпителию», «эпидермису»; приставка «эпи» означает «верхний», корень «оксид» говорит о присутствии кислорода, а в целом название означает «с кислородом наверху». И действительно, в молекуле эпоксидной смолы есть как минимум две функциональных группы, названных эпоксидными.

От эпоксидной группы зависят основные свойства смолы, поэтому удельная доля эпоксидных групп в молекуле служит основной характеристикой олигомера. Ее называют эпоксидным числом, выражают в процентах и часто указывают в названии. Поясним это на примере наиболее распространенных смол ЭД-16 и ЭД-20. Буквы ЭД — аббревиатура наименования этих соединений — эпоксидно-диановые, а цифры указывают, что эпоксидное число равно 16 и 20, и предопределяют количество отвердителя, которое надо добавить к смолам.

Эпоксидно-диановые смолы получают из дифенилолпропана и эпихлоргидрина. Дифенилолпропан (диан) впервые был получен русским химиком А. Дианиным, отсюда и название смол — эпоксидно-диановые. Эпихлоргидрин глицерина — это ядовитая жидкость, из-за нее эпоксидные смолы токсичны, так как в олигомере остается некоторое ее количество в свободном виде.

Не вдаваясь в подробности, синтез эпоксидно-диановых смол состоит в следующем. Дифенилолпропан растворяют в эпихлоргидрине глицерина и добавляют катализатор — едкий натр (одновременно он поглощает побочный продукт синтеза — хлористый водород). Образующееся вещество — глицидиловый эфир дифенилолпропана может присоединить еще одну молекулу эпихлоргидрина глицерина. Продукт этой реакции и есть эпоксидно-диановая смола, простейшая по строению, ее называют диглицидиловым эфиром дифенилолпропана.

Если синтез на этом остановить, то образовалась бы низкомолекулярная смола ЭД-25, так как отношение молекулярной массы двух эпоксидых групп к молекулярной массе диглицидилового эфира равно 0,25. Однако в промышленных условиях получить такую смолу очень трудно; диглицидиловый эфир обладает большой реакционной способностью по отношению к дифенилолпропану, и реакция идет дальше. В результате размер молекулы увеличивается, а само число эпоксидных групп остается прежним, что снижает активность смолы.

Чтобы избежать реакций, увеличивающих молекулярную массу эпоксидных смол, синтез проводят при большом избытке эпихлоргидрина, однако производительность реактора при этом снижается. Советские исследователи разработали новую двухстадийную технологию синтеза эпоксидных смол, более жидких и однородных, нежели те, что образуются обычным путем. Новый способ синтеза не требует излишка эпихлоргидрина, в готовой смеси его остается немного, следовательно, и смолу получают менее токсичную.

Дифенилолпропана пока еще не хватает, и специалисты подыскивают ему замену. Одно из таких соединений удалось найти эстонским химикам. Они сумели выделить из продуктов химической переработки горючих сланцев алкилрезорциновую фракцию. Эпоксидная смола, синтезируемая из сланцевых продуктов и эпихлоргидрина глицерина, похожа по консистенции и свойствам на обычную ЭД-20, однако ее реакционная способность несколько выше, т. е. с отвердителем она реагирует быстрее. Вместо дифенилолпропана можно использовать и другие фенолы, например, р,р’-диоксидифенилметан и р,р’-диоксидифенилсульфон. Особые надежды разработчики эпоксидных смол возлагают на последнее соединение, так как его легко получить из фенола и серной кислоты.

Свойства эпоксидной смолы

Эпоксидные смолы входят в «семейство» универсальных смол, являющихся олигомерами и обретающими окончательные свойства после отверждения. Состав материала сложный, в него входят эпихлоргидрин, фенолы, связующие компоненты и модификаторы.

Эпоксидка превращается в полимер после контакта с отвердителем. От соотношения компонентов зависят качества готового материала – он может стать твердым, как стекло, или напоминающим резину. Конечные свойства эпоксидки таковы:

• отсутствие реакции на действие слабых кислот, щелочей, бытовой химии,
• высокая влагостойкость, устойчивость к действию механических факторов, абразивов,
• низкая усадка или ее полное отсутствие,
• безопасность для здоровья после отверждения,
• отличная адгезия с металлом, бетоном, большинством других строительных и бытовых материалов,
• хорошие показатели клеевого шва.

Эпоксидный клей и смола – доступные средства для применения в домашних условиях. Ими можно клеить пластик, дерево, стекло и керамику, кирпич и железо. Лишь силикон, полиэтилен могут не скрепиться клеевым составом, а порой и испортиться от эпоксидки. Чаще всего дома материал используют для отливания украшений и воплощения творческих идей, для ремонта деталей автомобиля, заливки днища лодок, полов в ванной и гараже.

В каких случаях можно заменить цианокрилатными клеями

Более простое название этих составов – суперклеи. Они обладают теми же характеристиками что и эпоксидная смола. Если говорить о прочности этих составов, то при правильной склейки деталей из одного материала, поломаются они быстрее не по месту склейки.

При застывании суперклея, он становится прозрачным и не меняет внешний виде предмета. При необходимости, можно приобрести составы которые обладают повышенными показателями водостойкости, устойчивости к воздействию кислот и перепадам температур.

Однако, даже при своих преимуществах, цианокрилатные клея имеют определенные недостатки:

1. В сравнении с эпоксидными составами, суперклея имеют меньшую устойчивость к механическому воздействию.
2. При длительном хранении снижаются характеристики состава.
3. Раздражает кожный покров при попадании на него.

Чаще всего суперклеи используют для склейки резины и пластика.

Двухкомпонентные акриловые краски

Отвердители c ЛКМ на акриловой основе — это типичный представитель двухкомпонентных материалов.

Они представляют собой «комплект» из компонента А — основы, компонента B — отвердителя. Они выпускаются в двух различных тарах. Это обусловлено тем, что хранить данные вещества вместе нельзя. Если они будут помещены в одну емкость, сразу же начнется необратимая реакция. Основа представляет собой высокомолекулярное соединение.

Оно является продуктом полимеризации таких кислот, как метакриловая и акриловая. Наряду с ними, в составе компонента A присутствуют сложные эфиры, например, бутил-акрилат, метилметакрилат и другие.

Таким образом, получают сополимер, содержащий звенья с гидроксильными группами OH. Существует два типа двухкомпонентных акриловых материалов. Большинство доводятся до нужной степени вязкости после смешивания с отвердителем посредством разбавителя. Есть и исключения. Они касаются сверхнаполненных VHS либо UHS составов. Они могут использоваться и без разбавителя. Все зависит исключительно от того, какая степень вязкости является допустимой для проведения тех или иных работ.

Какой растворитель можно использовать?

Для использования в эпоксидном растворе подойдёт любой слабый растворитель. Добавление слишком сильного растворителя может катастрофически сказаться на конечном клейком растворе, поэтому не стоит тратить на такие типы растворителей свои деньги. Лучше всего подойдёт обычный растворитель для лака, он окажет наименьшее действие на качество клея и совершенно не изменит его цвет. В случае отсутствия данного типа растворителя, необязательно идти в магазин за его покупкой, его можно заменить обычным ацетоном. В таком случае необходимо понимать, что качество получаемого клейкого раствора будет несколько хуже, а цвет клея может довольно сильно поменяться.

Если отсутствует оба типа растворителя, можно использовать растворитель с процентным соотношением не более 5%. Использование более сильных растворителей разрешается исключительно «на свой страх и риск».

Силикатный клей на замену эпоксидке

Чем можно надежно склеить детали, если эпоксидного клея в наличии нет? В бытовом ремонте обуви, техники, электроники, мебели чаще всего используют именно эпоксидку. Но как замену можно приобрести силикатный клей – он отлично подходит для ткани, дерева, пластика, стекла, керамики, металла. Как и эпоксидкой, таким клеем пропитывают материалы для обеспечения огнестойкости.

Чтобы усилить прочность средства и приблизить его показатели к эпоксидке, можно самостоятельно приготовить разные типы клея:

1. Смешать 100 мл силикатного клея, 32 г истолченного в порошок стекла, 50 г асбеста. Такой состав обладает высокой термо- и химстойкостью.
2. Взять небольшое количество клея, добавить в него кварцевого песка, асбеста до густой консистенции. Этот материал будет стоек к действию щелочей и кислот.
3. 16 г клея соединяют с 40 г молочного казеина, состав обладает повышенной влагостойкостью.

Если эпоксидку планируется использовать для герметизации ванной комнаты, раковины на кухне, можно купить обычный силиконовый герметик. Он стоит недорого, а по свойствам не хуже эпоксидной смолы.

Разбавление с помощью растворителя

Разбавление эпоксидной смолы с использованием растворителя несёт как положительные, так и отрицательные моменты. Это один из легчайших и быстрых способов разбавление эпоксидного клея, при этом имеющий следующие недостатки:

• Сильно снижается прочность будущей проклейки, поэтому не рекомендуется разбавлять эпоксидную смолу растворителем, если необходимо использовать клей в серьёзных работах;
• Увеличивается время затвердевания клея, что увеличивает необходимое время удерживания склеиваемых изделий;
• Существует вероятность усадки смолы в проклеенном месте, что может послужить причиной появления микротрещин;
• Растворитель, находящийся в составе клейкой массы, может сильно навредить некоторым типам поверхностей;
• Сильно повышается текучесть на вертикальных поверхностях, что усложнит работу с такими поверхностями;
• В случае использования такого раствора в коммерческих организациях, существует вероятность получения внушительного штрафа от проверяющих органов.

Цианакрилатный клей

Такое средство прекрасно заменит эпоксидный клей, поскольку обладает схожими качествами. Цианакрилатные клеевые составы выпускают многие компании-производители – Момент, Титан и прочие, в том числе реализующие суперклеи. Отличительной особенностью являются прозрачность клеевого шва после подсыхания, а также высочайшая прочность. Средство держит различные виды материалов не хуже гвоздей и шурупов, а многие марки характеризуются термо- и водостойкостью.

К минусам цианакрилатного клея можно отнести слабую прочность при царапании, падении, иных видах механического воздействия. Эпоксидка при долгом хранении не портится, а данный клей быстро выходит из строя, теряет свои свойства. Цианакрилатный клей высокоаллергичен. Не годится он и для скрепления фторопласта, полиэтилена, зато идеален для склеивания металла, пластика.