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Resina epoxi: características y alcance.

La resina epoxi es un material familiar para casi todas las personas de una edad consciente. Apareciendo en el mercado de la construcción en los años cincuenta del siglo pasado, ha ocupado un lugar bien merecido en muchas obras de construcción, debido a sus características de consumo universales. El ámbito de aplicación del oligómero sintético, que es la resina epoxi, es bastante amplio e incluye la construcción naval, la producción industrial y los hogares. El desarrollo de tecnologías modernas y el desarrollo constante de nuevas composiciones contribuye a la expansión constante de esta lista y, en consecuencia, las posibilidades de uso de resinas epoxi. A pesar de esto, este material nunca se usa en su forma pura y adquiere sus valiosas propiedades solo después de mezclarse con un endurecedor, lo que contribuye al final de las reacciones de polimerización. En relación con la demanda de resina epoxi en las obras de construcción modernas, así como en el campo del hogar y la creatividad, en este artículo consideraremos las características técnicas de este material y sustancia, que utiliza resina epoxi..

Composición epoxi: proporción de resina a endurecedor

Desde el punto de vista de la estructura química, la resina epoxi, demandada en casi todas las industrias, es un compuesto oligomérico sintético que se utiliza en combinación con endurecedores que contribuyen a completar los procesos de polimerización. Son estos procesos, después de la finalización de los cuales, el epoxi está listo para su uso, los que determinan sus características técnicas y operativas. Teniendo esto en cuenta, se puede concluir que el epoxi no se puede utilizar en su forma pura..

En el proceso de combinar diferentes tipos de resinas epoxi y endurecedores, se forman una variedad de sustancias, que a veces tienen propiedades opuestas. Algunos de ellos pueden ser duros y resistentes, cuya resistencia excede la resistencia del acero, mientras que otros, por el contrario, serán blandos, con una consistencia parecida al caucho. Dependiendo de los componentes iniciales de la mezcla epoxi, la resina epoxi se puede curar en un amplio rango de temperatura: de -10 a +200 grados, y el material en sí también se divide en dos tipos: resina de curado en caliente y en frío, que se determina principalmente por el tipo de endurecedor utilizado.

La resina epoxi en combinación con un endurecedor de curado en frío se utiliza para fines domésticos, en entornos de producción pequeña y en casos en los que el tratamiento térmico no está permitido..

Si se utiliza epoxi para la fabricación de productos que inicialmente deben ser resistentes a altas temperaturas, estrés mecánico y productos químicos agresivos, se complementa con un endurecedor de curado en caliente. Esto se debe al hecho de que el uso de endurecedores de curado en caliente contribuye a la formación de una red molecular más densa, que formó la base para la producción de sistemas epoxi, cuyo curado se lleva a cabo en condiciones de alta humedad o en agua de mar..

El endurecedor epoxi actúa como agente de curado. Como endurecedor se pueden utilizar aminas terciarias y sus análogos y fenoles. La proporción de resina epoxi y endurecedor puede ser bastante variable y está directamente determinada por la composición de los componentes de partida. Como plástico termoendurecible, la resina epoxi entra en una reacción de polimerización irreversible con un endurecedor, lo que contribuye a la producción de una sustancia duradera que es insoluble en agua y está bajo la influencia de altas temperaturas..

En el proceso de mezcla de los componentes, es importante observar las proporciones necesarias que son relevantes para un tipo particular de resina, ya que un exceso o falta de endurecedor tiene un efecto negativo en la calidad del polímero terminado, reduciendo su resistencia. Resistencia a la humedad, temperatura y química agresiva. La proporción de componentes en los compuestos epoxi modernos es 1: 2 o 1: 1.

Importante! Uno de los mitos comunes sobre la resina epoxi es que si se excede la cantidad de endurecedor utilizado, la resina curará mucho más rápido. Para desacreditarlo, tenga en cuenta que exceder la cantidad de endurecedor no afecta la tasa de polimerización del material. La única forma posible de acelerar la polimerización de la resina es aumentar la temperatura de la mezcla de reacción. Se ha demostrado que un aumento de la temperatura en 10 grados acelera el proceso de solidificación en 2-3 veces. Esta propiedad formó la base para la producción de compuestos, cuya estructura contiene aceleradores de curado. También se han desarrollado compuestos epoxi que solidifican a temperaturas más bajas..

Por lo tanto, los principales y únicos factores que afectan la velocidad de curado son la temperatura de la mezcla y el tipo de endurecedor..

Los principales tipos de resina epoxi.

Hay varios tipos de resinas epoxi, cada una de las cuales incluye varias subespecies..

Resinas epoxi diane – un concepto colectivo que incluye varias subespecies de resinas epoxi – materiales marcados como ED-20 y ED-22.

La resina epoxi ED-20 es el tipo de resinas líquidas más comúnmente utilizado con características de rendimiento universales. Se usa ampliamente tanto en la industria como en la vida cotidiana como parte de compuestos de relleno e impregnación, así como en la producción de selladores y adhesivos. Puede utilizarse como aglutinante para la producción de plásticos reforzados y revestimientos protectores..
La resina epoxi ED-22 es otro representante de las resinas epoxi líquidas, caracterizadas por una viscosidad relativamente baja y una tendencia a cristalizar durante el almacenamiento. Como ED-20, tiene propiedades de rendimiento universales..
La resina epoxi ED-16 es un material con alta viscosidad, por lo que se usa solo en la producción de fibra de vidrio como aglutinante;
Resinas epoxi ED-10 y ED-8: sólidos utilizados en ingeniería eléctrica y radioeléctrica.

Resinas epoxi-diano para pinturas y barnices – un grupo de resinas epoxi, incluidas las marcas E-40 y E-40r, que se utilizan para la fabricación de barnices, pinturas, masillas y recubrimientos que demuestran resistencia a una mayor exposición a productos químicos y factores ambientales agresivos. La resina epoxi E-41, al igual que las marcas anteriores, se utiliza en la composición de macetas, masillas, esmaltes y adhesivos..
Resinas modificadas con epoxi EPOFOM – materiales que se utilizan para la producción de compuestos epoxi utilizados como revestimientos protectores en la disposición de pisos autonivelantes y reparación de tuberías.

El grupo de resinas modificadas con epoxi incluye las marcas EPOFOM-1,2,3. Son la materia prima para la producción de materiales que sirven como recubrimientos protectores, cuya función principal es prevenir el hormigón y las estructuras metálicas. Protege las obras de los efectos de sustancias químicamente agresivas.

Resinas epoxi para usos especiales – un grupo de materiales utilizados para la producción de composiciones con características físicas, mecánicas y tecnológicas especiales y operados en condiciones extremas, así como productos utilizados en diversas industrias y bajo la influencia de factores ambientales agresivos. Las resinas más famosas del grupo de propósito especial son:

Resina EKhD (cloro), utilizado como base en la producción de selladores, adhesivos y aglutinantes para carbono y fibra de vidrio, caracterizado por estabilidad mecánica, inflamabilidad reducida y resistencia a la humedad;
Resina UP-637, en cuya composición está presente el resorcinol, es el material principal utilizado como base para la producción de compuestos de impregnación y colada. Otro tipo de marca UP-631 es un componente estructural de compuestos no inflamables para vertido e impregnación..

Resina epoxi ED-20: una breve descripción

Desde el punto de vista de la estructura química, la resina epoxi ED-20 es un compuesto oligomérico a base de difenilolpropano diglicidil éter. Se puede utilizar una variedad de sustancias bioorgánicas como endurecedor para la resina epoxi-diano de esta marca: resinas de fenol-formaldehído, anhídridos de ácido policarboxílico, aminas aromáticas y alifáticas, poliamidas y otras sustancias. Dependiendo del endurecedor utilizado, las características técnicas y operativas de la resina ED-20 varían en un amplio rango..

Teniendo esto en cuenta, se determina el alcance de su aplicación, que también se caracteriza por su versatilidad:

La resina epoxi de la marca ED-20 es una de las pocas variedades de resinas epoxi que se pueden utilizar en la producción industrial y como parte de materiales compuestos, por ejemplo, compuestos para macetas e impregnaciones, y en forma pura;
ED-20 se utiliza para la producción de sellador y pegamento epoxi;
Sirve como aglutinante en la producción de plásticos reforzados y recubrimientos protectores..

Importante! Al ser absolutamente no explosiva, la resina ED-20 no se quema en un fuego abierto. El material contiene sustancias volátiles: epiclorhidrina y tolueno, que pertenecen a la segunda clase de peligro en términos del grado de impacto en el cuerpo humano..

Beneficios de las resinas epoxi

Resistencia a sustancias abrasivas y, en consecuencia, al desgaste;
La fuerza de la unión adhesiva en el caso de utilizar adhesivos a base de resina epoxi;
Óptimas características físicas y mecánicas;
Después del curado, la resina epoxi se caracteriza por una mínima permeabilidad a la humedad;
Contracción mínima durante y después del curado.

Ámbito de aplicación de la resina epoxi: principales direcciones de uso

Por primera vez, el uso de resina epoxi comenzó en los años 50 del siglo pasado; en ese momento, la resina ocupó un lugar bien merecido en muchas industrias. Desde entonces, la naturaleza de su uso ha sufrido muchos cambios, pero las principales áreas de su uso se han mantenido sin cambios:

La fibra de vidrio y el epoxi son un uso constante de este último. La resina epoxi se utiliza como compuesto de impregnación para hilos de vidrio y fibra de vidrio, así como para pegar piezas, en muchas industrias de ingeniería y técnicas: electrónica, ingeniería eléctrica, industrias de aviación y automotriz, ingeniería naval y mecánica, así como en la producción de fibra de vidrio y talleres de reparación de carrocerías, elementos de los cascos de automóviles y embarcaciones;

La resina epoxi, cuya aplicación es tan versátil como sus propiedades, se puede utilizar como revestimientos impermeabilizantes para suelos, piscinas y paredes de sótanos;
Inclusión en la composición de recubrimientos químicamente resistentes: el uso de resina epoxi es la base para la producción de pinturas y materiales destinados a la decoración interior y exterior de edificios, por ejemplo, impregnaciones que aumentan la resistencia y la resistencia a la humedad de los materiales porosos: madera, hormigón y otros;
Una resina epoxi transparente, destinada a verter en moldes, después del curado, se mecaniza mediante corte y esmerilado. Los artículos procesados se pueden utilizar en electrónica, hogar, diseño e incluso joyería..

Importante! Las joyas hechas con materiales naturales están ahora en la cima de su popularidad. Usando resina epoxi para joyería, que es una masa plástica, puede hacer productos que imiten completamente el vidrio. Para hacer que las decoraciones epoxi sean más atractivas, se vierten materiales naturales en la resina: flores secas, hojas, conos o incluso insectos..

Adhesivo epoxi: una breve descripción

Las propiedades multifacéticas del epoxi se manifiestan cuando se utiliza como adhesivo que demuestra todo el encanto de las materias primas utilizadas. El pegamento epoxi es una composición universal para pegar materiales caracterizados por una superficie no porosa: aluminio, loza, cerámica, maderas duras como roble, teca, eucalipto, etc. Se utiliza con igual popularidad en talleres de calzado y en construcción aeronáutica. Esto se debe a la alta adherencia y resistencia de la junta formada. Hay dos tipos de adhesivos a base de epoxi: elásticos y rígidos..

Importante! Si tiene previsto realizar un trabajo en un entorno doméstico, los expertos recomiendan dar preferencia a los adhesivos que no requieran una adherencia exacta a la proporción de resina y endurecedor. Un conjunto de tales composiciones se complementa con un endurecedor de tipo frío..

Para preparar el pegamento epoxi, la resina debe mezclarse con una pequeña cantidad de endurecedor (unos gramos) a temperatura ambiente. Básicamente, la resina epoxi y el endurecedor se toman en una proporción de 1: 10, sin embargo, se permite exceder la norma del endurecedor, lo que contribuye a un cambio en la proporción de 1: 5. Los componentes de la composición se mezclan a mano..

Hacer grandes volúmenes de epoxi con sus propias manos.

La resina epoxi tiene una serie de propiedades específicas, cuyo desconocimiento puede generar problemas en el proceso de fabricación de grandes volúmenes de composición epoxi. Es importante saber que al trabajar con una gran cantidad de epoxi se genera calor, y si la resina no está destinada a ser mezclada con un endurecedor en grandes cantidades, inmediatamente después de combinar los componentes, sufre polimerización y endurecimiento, quedando inservible. . En el peor de los casos, la mezcla hierve con la liberación de un humo penetrante y sufre una combustión espontánea, que se explica por el calentamiento similar a una avalancha de la resina, durante la cual la reacción de polimerización se acelera y se produce una intensa generación de calor..

Importante! Cuando compre una resina epoxi y un endurecedor, consulte con un especialista para qué propósito está destinado. A partir de una composición especial diseñada para la preparación de grandes volúmenes de la mezcla, obtendrá una colada limpia, transparente y uniformemente solidificada, caracterizada por la ausencia de burbujas de aire..

La tecnología para preparar grandes volúmenes de epoxi, por ejemplo, unos pocos kilogramos de mezcla, es diferente de mezclar una pequeña cantidad de pegamento epoxi. Consideremos este proceso con más detalle..

A menudo, con el almacenamiento a largo plazo de la resina, se vuelve más viscosa y también se vuelve turbia y cristaliza. Para eliminar estos fenómenos, calentar la resina en un baño de agua antes de agregar el endurecedor y el plastificante para reducir su viscosidad. Para hacer esto, baje el recipiente con resina en agua y caliente a una temperatura de 50-60 grados;

Importante! En el proceso de calentamiento de la resina, recuerde que un aumento de la temperatura en 10 grados acelera el proceso de polimerización en 2-3 veces. Por tanto, es importante vigilar la temperatura de la resina, ya que en caso de ebullición adquirirá un tinte blanco turbio y espuma, volviéndose inservible..

Importante! A menudo, los artesanos sin experiencia usan un solvente para aumentar la viscosidad de la resina, pero incluso una pequeña concentración (no más del 5-7%) conducirá a una disminución pronunciada en las características de resistencia y resistencia al calor del producto. Además, durante el funcionamiento del producto, a menudo se produce una “transpiración” del disolvente del polímero, lo que también degrada la calidad del material..

Elimina por completo la presencia de agua en el epoxi y endurecedor. Cuando entra agua, el epoxi se vuelve turbio y pierde sus propiedades. Sin embargo, el desarrollo de tecnologías modernas permite producir compuestos epoxi a base de agua que se diluyen con agua destilada;
La preparación de la composición epoxi comienza con la adición de un plastificante. Si usa DBP, caliente lentamente la resina con un plastificante, y cuando use DEG-1, simplemente mezcle la composición con un mezclador de construcción o un accesorio de taladro. La proporción de plastificante y resina usados está determinada por la plasticidad requerida de la mezcla, sin embargo, en la mayoría de los casos, la proporción de plastificante en la mezcla no excede el 5-10%;
Antes de agregar endurecedor a la mezcla de resina y plastificante, enfriar a 30 grados, lo que evitará que hierva. Luego agregue un endurecedor a la mezcla, basado en una proporción de 1: 10. A veces se permite cambiar las proporciones de 1: 5 a 1:20. Para lograr una disolución uniforme del endurecedor en la resina, es necesario agitar constantemente la composición; de lo contrario, con una distribución desigual del endurecedor, permanecerá suelto y sudoroso. Para lograr una mezcla homogénea, vierta lenta y gradualmente el endurecedor en un chorro fino, revolviendo constantemente la composición..

Importante! Incluso un aumento a corto plazo en la concentración del endurecedor hará que la resina hierva: adquirirá un tinte blanco opaco, se cubrirá con espuma y se volverá inutilizable. Trate de evitar una sobredosis de endurecedor, ya que en algunos casos, la resina puede endurecerse instantáneamente..

Hacer un producto volumétrico a partir de resina epoxi: recomendaciones de los maestros.

Un producto voluminoso hecho de resina epoxi debe ser transparente, sin burbujas de aire. El curado del material debe ser uniforme, tanto en el espesor como en la superficie del producto. Si el espesor del producto terminado supera los 2 mm, la resina debe aplicarse en capas, después de que haya tenido lugar la polimerización primaria de la capa anterior..
El epoxi también se puede verter en moldes. Para que después de la polimerización de la resina, el producto terminado se pueda quitar fácilmente del molde, debe lubricarse con vaselina técnica. Para agregar color al producto, use un tinte en polvo.
Una vez que haya completado el trabajo, el producto debe mantenerse a una temperatura ligeramente superior a la temperatura ambiente. Después de 2-3 horas después de la polimerización inicial, el producto se calienta en un horno, lo que acelerará el proceso de polimerización hasta 5-6 horas. A temperatura ambiente, el proceso de polimerización tarda 7 días..
Posteriormente, el producto, moldeado a partir de resina epoxi, se somete a un procesamiento mecánico: corte y esmerilado..

Importante! La resina epoxi de producción nacional en la mayoría de los casos no es adecuada para la fabricación de productos a granel, que está determinada por su curado desigual en el espesor del producto..