О закипании эпоксидной смолы. Что это значит и когда бывает?

Эпоксидная смола в определённых ситуациях может в прямом смысле слова вскипеть. В этой статье мы разберём, когда это происходит и каким образом можно этого не допустить.

Причины закипания кроются в самом механизме застывания смолы. Это не "высыхание", как у краски или лака, а, именно "отверждение". И с точки зрения химии, разница очень большая. 

Дело в том, что химические реакции полимеризации по типу отверждения — это экзотермические реакции, то есть реакции, протекающие с выделением тепла. Внимательные, но не очень аккуратные люди знают, что суперклеем можно обжечь пальцы. Так и тут: переход смолы из жидкого состояния в твёрдое сопровождается нагревом.

Интенсивность нагрева зависит от трёх факторов:

1) Количества модифицирующих примесей в смоле;

2) Типа отвердителя;

3) Толщины слоя смолы.

Четвёртым фактором можно было бы назвать "ошибки технологии", когда отвердителя добавляется непропорционально много или когда смола перегревается феном (или горелкой) с целью выгнать пузырьки, но такие очевидные ошибки мы рассматривать не будем. А вот на первых трёх остановимся поподробнее. Забегая вперёд, отмечу, что на первые два фактора пользователь влиять практически не может (разве что при выборе материала, но не тогда, когда материал уже на руках), а вот третьим фактором можно и нужно управлять и понимать его.

Количество модифицирующих примесей в смоле.

Здесь всё довольно просто: базовые смолы (ЭД-20, YD-128, KER-828, CYD-128, CHS-520, SM, DER...) практически не содержат примесей и представляют собой более или менее чистый ДГЭБА (ДиГлицедиловый Эфир Бисфенол А), каждая молекула такой смолы сшивается с каждой молекулой отвердителя, и тепло выделяется особенно бурно. Именно поэтому все густые базовые смолы можно лить слоем не более 5 мм, а в жару и того меньше. Отдельным классом идут смолы с незначительным количеством модифицирующих присадок, обычно пластификаторов, например, Техностар. Около 8% массы этой смолы — это пластификаторы, которые снижают интенсивность реакции, а допустимая толщина слоя вырастает до 7 мм. 

Литьевые декоративные смолы (те самые, которые допускают заливку 15, 30, 45 и более миллиметров за один слой) не только содержат 15-20% модифицирующих присадок, но и, как правило, поставляются вместе с отвердителем, имеющим низкую экзотерму.

Типы отвердителей.

"Классические" отвердители (ПЭПА, ТЭТА) отличаются бурным выделением тепла. Особенно выделяются такие реактивы, как ускоритель УП-606/2 и быстрый отвердитель Этал-17. Эти материалы вызывают настолько быстрое, лавинообразное отверждение, что для работы с ними требуются серьёзный опыт  и сноровка. И напротив, материалы, имеющие пропорцию к смоле 1:2 (Этал-45М, джеффамин, полиэфирамин Т-403, RCA-32) имеют "замедленную" реакцию, при которой тепло выделяется в куда меньшей степени и слой допускается более толстый.

Толщина слоя.

Толщина слоя — это, говоря другими словами, площадь эффективной теплоотдачи. Даже при интенсивном выделении тепла, если смолу раскатать в тонкий слой, тепло просто будет отводиться воздухом со всей площади и не вызовет кипения. И напротив, если смешать большой объём смолы, к примеру, в ведре и оставить его там, тепло отводиться не сможет. В особых случаях (когда смолы замешано сразу очень много и она оставлена в ведре на полчаса и более) возможно даже воспламенение. И наоборот, литьевые смолы (например, Монолит), которые застывают в толщине от 15 до 45 мм, нельзя раскатывать в слой 1-5 мм, они просто не смогут застыть: не хватит собственной температуры для эффективного образования перекрёстных связей.

Будьте особенно осторожны в жару! Исторически на территории России бОльшей проблемой является холод, а не жара, и многие отвердители тестируются при температурах "18 и ниже". Не оставляйте замешанную смесь в ведре надолго и тем более — без присмотра!