Эпоксидные клея обладают следующими преимуществами:
Кроме довольно высокой стоимости и трудностей производства у эпоксидных клеев имеются следующие недостатки:
Эпоксидные композиции могут использоваться для склеивания металлов, разнородных материалов и пористых конструкций
Эпоксидные клеи в ряде специальных отраслей промышленности используются для приклеивания металла к пластмассе, чаще всего полиэфирных или фенольных пластмасс к алюминию или стали. Количество материалов, которые склеиваются, весьма значительно. Так, например, одной и той же композицией можно склеить между собой полиэфирную пленку, алюминий, медь, железо, магниевые сплавы, медную проволоку, изолированную пластмассой, резину и посеребренню бронзу.
Рецепты некоторых эпоксидных клеёв приведены в таблице (все вещества указаны в весовых частях).
Вещество | Номер рецепта клея | |||
1 | 2 | 3 | 4 | |
ЭД-5, ЭД-6, ЭД-37 | 100 | 100 | 100 | 100 |
Дибутилфталат (пластификатор) | 15-20 | 15-20 | 15-20 | 10-15 |
Полиэтиленполиамин (отвердит.) | 7-9 | 7-9 | 7-9 | 7-9 |
Железные опилки | 100-150 | - | - | - |
Алюминиевая пудра | - | 5-10 | - | - |
Портланд-цемент | - | - | 30-40 | - |
Существует ряд применений эпоксидных клеев в авиационной и космической технике, наиболее распространенным из которых является склеивание разнородных материалов, например склеивание солнечных батарей на спутниках или приклеивание медной фольги к фенольной пластмассе для изготовления печатных схем.
Кроме этого, эпоксидные смолы используются довольно широко для укрепления драгоценных камней в оправах.
Эпоксидные клеи могут использоваться для связки практически любого типа наполнителя, причем количество эпоксида в этом случае в получающемся материале крайне незначительно, эпоксид идет только на покрытие частичек наполнителя и связывает их прочно в точках соприкосновении. В качестве связующего опилок они используются для изготовления скульптур и барельефов. Можно получить декоративные пористые композиции, используя эпоксиды для связки морской гальки.
Эпоксидные композиции, обычно используемые в качестве растворов, могут применяться в качестве грунтов для создания хорошей адгезии внешнего покрытия к изделию или для увеличения коррозионной стойкости. Типичным применением такого плана является создание грунтового покрытия на старой алкидной краске перед нанесением нового слоя той же краски.
Такие эпоксидные грунты используются и для создания промежуточных покрытий на бетоне для того, чтобы новые слои бетона хорошо сцеплялись со старым бетоном.
Эпоксидные смолы имеют хорошую адгезию ко всем термореактивным пластмассам, кроме кремнийорганических, и к большинству термопластичных, кроме полиолефинов, фторопластов а некоторых пластифицированных венилов.
Эпоксиды широко используются для склейки полиэфирных слоистых пластиков, например при производстве баков для горючего в военных самолетах и для ремонта судов, изготовленных из полиэфирных стеклопластиков. Специальные клеи используются для приклейки фторопластовых прокладок, для приклейки найлонофенольных покрытий головок реактивных снарядов и т. д. Были разработаны стойкие к воздействию горячего пара клеи для склейки целлофана.
Эпоксидные клеи могут иметь хорошую адгезию к стеклу и дают возможность изготавливать эпоксидные стеклопластики.
Эпоксидные смолы в качестве клеевых композиций могут применяться для многих целей и в разных видах: в виде жидкостей холодного отверждения, в виде жидкостей горячего отверждения; в виде однокомпонентной жидкости горячего отверждения; в виде порошков и лент. Эпоксидные клен кашли широкое применение для склеивания металлов в самолето- и ракетостроении.
Эпоксидные клен — это высокопрочные компаунды, и вследствие этого они требуют более тщательной подготовки склеиваемых поверхностей, чем другие менее прочные материалы. Кроме того, так как они обладают малой прочностью на неравномерный отрыв, для получения наилучших результатов место соединения надо делать таким образом, чтобы напряжение распределялось по поверхности всего клеевого слоя.
Эпоксидные клеи холодного отверждения способны работать при температуре не выше 100 °С. Клеи горячего отверждения при повышенных
температурах обладают лучшими свойствами, и поэтому нашли более широкое применение. Нагревостойкие клеевые композиции применяются в основном в авиационной промышленности и космической технике; технология их применения может быть очень специфичной для каждого отдельного случая.
В эпоксидную клеевую композицию, состоящую из эпоксидкой смолы и отвердителя, могут вводиться пластификаторы и наполнители.
Введение пластификаторов увеличивает прочность клеевого соединения на неравномерный отрыв и ударную вязкость, но уменьшает его нагревостойкость. Наполнители служат для уменьшения температурного расширения композиции, снижения ее стоимости и уменьшения усадки. Наполнители и пластификаторы различных типов содержатся фактически во всех эпоксидных клеевых композициях.
Двухкомпонентным называется клей, состоящий из двух компонентов (смолы и отвердителей) и не имеющий в своем составе растворителей. Компоненты клея, как правило, хранятся отдельно. Отвердители могут быть порошковые или жидкие. При смешивании смолы с отвердителями происходит химическая реакция, следствием которой является отвердевание состава. Насколько быстро состав затвердеет, зависит от таких факторов, как температура и качество предварительной зачистки. Для того, чтобы смесь приобрела абсолютную свою прочность, необходимо некоторое время.
Технология применения эпоксидных порошков может быть различной: распыление, разбрызгивание, в виде хлопьев, в псевдожидком слое, в камере в виде тумана.
В зависимости от назначения эпоксидные компаунды можно разделить на три основные группы...
Процесс отверждения проходит с раскрытием эпоксигруппы и образованием сначала гидроксильной группы, а затем эфирной группы, то есть происходит процесс этерификации смолы и образования трехмерного полимера.
В реактор из нержавеющей стали с пароводяной рубашкой и мешалкой загружают эпихлоргидрин и нагревают до 40-50 °С.
В середине прошлого века эпоксидные грунтовки находили широкое применение в нефтедобывающей отрасли, где с их помощью покрывали металлические поверхности. Это повышало устойчивость к процессам коррозии. На слой грунтовки сверху наносилось дополнительное защитное покрытие хлоркаучука.