Склеивание с помощью эпоксидных смол
 |
Авторские права. |
Информация взята с домашней страницы Сергея Баркалова, посвященной яхтенному спорту и судоремонту. | |
Выполнить клеевое соединение на эпоксидной смоле очень просто. Сначала отмерьте в нужной пропорции и смешайте смолу с отвердителем, затем нанесите клей на обе склеиваемые поверхности. После этого детали соединяются - и все дела. Но есть несколько тонкостей, на которых стоит заострить внимание.
Во-первых, помните, что в конечном счете прочность любого клеевого соединения зависит от его площади. Чем больше площадь, тем прочнее соединение. Поэтому при склеивании деталей на ус минимальным является соотношение 8:1 (длина : толщина) Галтели увеличивают площадь клеевой поверхности и применяются там, где у соединений под прямым углом надо уменьшить концентрацию напряжений.
Во-вторых, склеиваемые поверхности должны быть чистые и не иметь следов жиров, масел и прочих загрязнений, которые могут вести себя как разделительный слой. Если поверхность уже была покрыта эпоксидной смолой, перед склеиванием она должна быть зачищена, а пыль вытерта. Перед шлифованием удалите возможные следы жиров и масел чистой тряпкой, смоченной растворителем. Если на поверхности имеется краска, - ее надо удалить. Эпоксидная смола имеет хорошую адгезию к краске, но прочность клеевого соединения при этом будет определяться прочностью соединения краски с основой.
В третьих, не злоупотребляйте струбцинами. Эпоксидным смолам требуется только контактное давление. Сильное сжатие струбцинами может выдавить весь клей из соединения, а оставшийся будет впитан древесиной и в результате мы имеем обедненное клеем соединение. Усилие должно быть таким, чтобы склеиваемые детали не двигались и находились при этом в контакте до отверждения смолы. Для этих целей можно также применять гвозди,шурупы, резиновые жгуты и скобы. Усилие должно быть таким, чтобы не было воздушного зазора.
В четвертых, помните, что эпоксидные смолы продолжают отверждение и набор прочности в течение еще нескольких дней после перехода в твердое состояние. Соединения, которые окажутся под нагрузкой сразу после снятия зажимов, требуют более длительного времени отверждения в сжатом состоянии. Если же соединение не находится под нагрузкой, то уже на следующий день зажимы можно снять. Самая распространенная причина разрушения клеевых соединений на эпоксидной смоле - приложение большой нагрузки на соединение, еще не набравшее достаточной прочности.
В пятых, клеевое соединение должно быть защищено от атмосферных воздействий. Открытая атмосферным влияниям древесина будет периодически менять свою влажность. При росте влажности древесина разбухает. Такое разбухание может повлечь за собой концентрацию невероятных напряжений в клеевом шве из-за разной степени деформации по разные его стороны. Выдержать эти концентрации не под силу ни одному клею, включая эпоксидные, в результате чего соединение разрушается. Чтобы этого избежать, надо не допускать циркуляции влаги в древесине, покрыв склеиваемые деревянные детали эпоксидной смолой со всех сторон. Это не относится к склеиванию деталей, не подверженных впоследствии большим изменениям влажности.
Большинство пород древесины хорошо клеится эпоксидными смолами. Эпоксидные смолы могут применяться для склеивания древесины с древесиной или древесины со стеклотканью. Когда возникает вопрос, а нельзя ли с их помощью клеить металлы и пластики, то однозначного ответа нет. Это зависит от типа материалов и от предполагаемого назначения.
Успех склеивания двух металлов зависит от их вида, от подготовки поверхности и от температуры, при которой это соединение будет работать. Как правило, не рекомендуется выполнять конструктивные соединения металлических деталей при помощи смол, применяемых в судостроении. Наши испытания показали, что прочность таких соединений со временем падает, поскольку из-за разных коэффициентов температурного расширения возникают сдвиговые напряжения, что ведет к разрушению соединения. Там, где не требуется прочность, эластичные мастики зарекомендовали себя лучше, нежели более жесткие эпоксидные смолы, поскольку лучше работают при температурном расширении.
Эпоксидные смолы могут с успехом применяться для не являющихся конструктивными соединений металла с древесиной. Поверхность металла должна быть чистой и блестящей. Но конструктивные соединения лучше всего делать при помощи крепежа.
Не покрывайте болты из нержавеющей стали эпоксидной смолой. Нержавеющая сталь оправдывает свое название только в присутствии достаточного количества кислорода. Эпоксидная смола лишит ее кислорода, вызвав тем самым щелевую коррозию в присутствии электролита (например, морской воды). Разрушение нержавеющего крепежа происходит в месте его выхода из эпоксидной смолы.
Сама адгезия эпоксидной смолы к металлу (имеется ввиду шпаклевание) хорошая, но только при условии, что металл чистый и не имеет оксидной пленки.
Термопластичные материалы типа винилов и АБС-пластиков обычно клеятся плохо. Если собираетесь их клеить, лучше попробуйте это заранее. Результат будет лучше, если пластмассу перед этим зачистить крупнозернистой шкуркой.
Эпоксидной смолой нельзя клеить полиэтилен, полипропилен и тефлон. Хорошо клеятся неопреновые и полиуретановые каучуки.
Эпоксидная смола хорошо клеит термореактивные пластики - полиэфирные, винилэфирные и эпоксидные, при условии что склеиваемые поверхности зачищены и обезжирены. Но даже не пытайтесь применять полиэфирные, винилэфирные и прочие полимерные смолы, отверждаемые при помощи пероксидных катализаторов, для приклеивания к отвержденным эпоксидным смолам.
Существует огромное количество материалов и их сочетаний. Рассмотреть их все не представляется возможным. Советуем вам самим поэкспериментировать с неизвестными материалами. Склейте пару кусков и проверьте их на прочность. Проведите ускоренное старение и попробуйте снова. Если соединение выдержит часовую проверку в кипящей воде, то на лодке оно прослужит довольно долго. В конце концов отвестственным за это будете вы сами.
Иногда возникает необходимость в заполнении стыков чистой тиксотропной смолой. Такую смолу нельзя получить при использовании всех ранее рассмотренных тиксотропных добавок. И все же есть способ ее получить, пользуясь одними только смолой и отвердителем. Идея состоит в том, чтобы использовать частично отвержденную смолу, приготовленную заранее путем введения недостаточного количества отвердителя. В результате реакции получается густая смола, нехватка отвердителя в которой компенсируется при склеивании. Можно проиллюстрировать это на следующем примере.
Берем необходимое количество смолы и добавляем в него треть от количества отвердителя, при котором происходит полное отверждение. Хорошо размешиваем и ждем, пока реакция завершится и смесь остынет до комнатной температуры. Обычно для этого хватает часа. Смола при этом будет очень густая, но при введении отвердителя она станет немного текучее. Теперь остается только ввести недостающие смоле две трети отвердителя.
Этот метод также полезен тем, что некоторое количество приготовленной этим способом смолы можно оставить про запас для использования потом. Помимо склеивания его можно использовать для заполнения трещин на корпусах с отделкой под лак.
У нас есть также так называемая "пятиминутная" эпоксидная смола Quick Cure. Клееные ею детали можно подвергать нагрузкам уже спустя 10 минут после склеивания. Именно по этой причине полезно иметь ее всегда под рукой. Постоянно бывают ситуации, когда перед самой оклейкой стеклотканью вдруг обнаруживается забытая дырка от шурупа. Замешайте немного такой "быстрой" эпоксидной смолы, добавьте в нее древесной муки и у вас будет готова "моментальная" шпаклевка.Эту смолу можно использовать и в качестве "точечной сварки" там, где применение зажимов невозможно:
Нанесите обычную эпоксидную смолу на склеиваемые поверхности, оставив чистыми несколько пятен диаметром в пару сантиметров. Затем приготовьте немного "быстрой" смолы и нанесите ее на чистые участки. Сожмите склеиваемые детали так, чтобы излишки клея выступили наружу. Удерживайте их в таком состоянии пять минут до отверждения "быстрой смолы". До отверждения обычной смолы детали бут удерживаться вместе "быстрой" смолой.
В отличие от обычных смол "пятиминутная" смола (и все аналогичные ей эпоксидные материалы) не является водостойкой. Она хорошо переносит временные контакты с водой, но не должна применяться в ситуациях, когда может длительное время находиться во влажной среде.
Из руководства EPOXY BOOK фирмы System Three.
Перевод Сергея Баркалова.
