Теоретическая часть.
Тема "эпоксидная смола", как это не покажется кому-то странным, при детальном рассмотрении может оказаться сравнимой с темой "сталь"!
Под эпоксидными смолами следует понимать растворимые и плавкие реакционно-способные олигомерные продукты, содержащую более одной эпоксигруппы (откуда, собственно и название), способные к переходу в термореактивное (отвержденное, неплавкое и нерастворимое) состояние под действием отверждающих агентов различного типа.
Выпускаются десятки разновидностей собственно смол. И десятки - отвердителей.
Эпоксидная группа может вступать во взаимодействие более чем с 50 различными химическими группами и существует несколько различных механизмов полимеризации.
Часть отвердителей запускает реакцию в результате каталитического действия, другие принимает непосредственное участие в химической реакции.
Сочетание этих фактов обуславливает большое разнообразие существующих рецептур, условий реакции и разнообразие свойств конечного продукта - отвержденной смолы.
В зависимости от марки смолы, ее температура размягчения может быть от 5°С до 150 °С, соответственно реакционно активные группы составляют от 25% до 1.3% массы всей молекулы. Совершенно аналогичная ситуация имеет место и для отвердителей.
Реакция проходит с выделением тепла, но дополнительные компоненты в составе рецептуры могут сильно влиять на его интенсивность.
Техника безопасности.
Неотвержденная смола раздражает кожу. В ходе реакции, может (в первую очередь - в зависимости от отвердителя) выделяться комплекс летучих веществ: эпихлоргидрин (ведущий летучий компонент), а также толуол, фенол, формальдегид, резорцин, анилин, диэтиленгликоль и др. Хотя есть и рецептуры, не выделяюшие летучих веществ.
Поэтому работать нужно в резиновых перчатках, в помещении с хорошей вентиляцией. Особенно, если это приходится делать чаще чем раз в неделю.
При попадании на кожу - сначала смыть ацетоном...
Подготовка поверхностей.
Подгонять поверхности лучше "по принципу ореха": по периметру прилегания - тщательно, внутри - грубая, рельефная поверхность.
Это позволяет перенести нагрузки на шов с самого слабого звена - сдвига по плоскости склейки (а нет ее, плоскости!) - на срез объема смолы, что сделать в разы труднее даже в условиях когда прочность шва на сдвиг максимальна.
Естественно, поверхности надо подготовить к склеиванию. Обезжирить, высушить, зашкурить.
Базовая технология.
Наиболее часто встречающимся рецептуры "холодного отверждения" при нормальной температуре набирают от 60 до 80% окончательной прочности спустя 24 часа.
Можно считать, что окончательное отверждение достигается спустя 72 часа при 20°С.
Оно будет продолжаться в течение последующих нескольких недель, достигнув в конце концов точки, когда дальнейшее отверждение будет невозможно без значительного роста температуры.
Для повышения полноты отверждения и, следовательно, улучшения свойств смолы, можно проводить термообработку при 60—120°С в течение 12—2 ч.
Скорость определяется составом смолы и составом отвердителя.
Скорость реакции зависит от температуры (примерно удваивается на каждые 10°С).
Смесь из компонентов взятых при комнатной температуре и саморазогревшаяся до 50°С затвердеет гораздо быстрее, чем разогревшаяся до тех же 50°С смесь компонентов, разогретых предварительно до 45°С.
Смесь, затвердевающая при 20°С за час, при 30°С застынет за полчаса. Но при 10°С она застынет... когда нагреется до 20°С. Поскольку от температуры зависит не только скорость, но и полнота прохождения реакции.
Впрочем, существуют рецептуры, способные твердеть и при -10°С.
И наоборот - стабильные в условиях хранения, но твердеющие при 120-150°С за 2-0.5 часа.
Если Вы надумаете поработать с большим количеством - сразу же после смешивания нужно разлить на более-менее мелкие порции - иначе можно не успеть намазать из-за саморазогрева и ускорения реакции.
Для каждой рецептуры критический объем свой - до отсутствия излишнего саморазогрева.
Какой-то смолы можно и литр замесить, а другая даже таком небольшом объеме как 20 г, с начальной температуры 20 °С может саморазогреться до более 200 °С!
Опасность саморазогрева тем выше, чем меньшую вязкость имеют компоненты при комнатной температуре и чем больший объем взят.
Скорость реакции зависит от "формфактора": К примеру , если 100 г смеси смолы с отвердителем обращаются в твердое состояние в стакане за 15 минут при исходной температуре в 25°С , то при тех же 25°С эти 100 г равномерно размазанные по площади в 1 м2 , будут твердеть более двух часов.
Для многих рецептур попадание воды на неотвердевшую поверхность даст белесую пленку, которая не затвердеет и ее придется удалять механически.
При этом существуют рецептуры, в которых вода может выполнять функцию ускорителя. Но и там уже ~1% воды может вызвать вспенивание.
Нагрев компонентов и смолы.
Нагрев компонентов или смеси одновременно облегчает перемешивание, уменьшает вероятность образования при этом воздушных пузырьков и ускоряет набор прочности.
Большие количества можно разогреть поместив закрытые емкости с компонентами в горячую воду или даже в микроволновке - если работать приходится много, а печку не жалко.
При работе с мелкими количествами проще греть одновременно со смешиванием.
Некоторые предпочитают греть не водяной бане - нет ограничений на посуду, но есть риск попадания воды в смесь.
Я предпочитаю замешивать в алюминиевых пробках от напитков (предварительно удалив пластиковую прокладку), на остывающей электроплите - можно приступать как только на ней перестанут вскипать брызги воды.
Дозирование.
При замешивании мелких порций (несколько мл) обостряется вопрос точной дозировки. Обычно 1:10, подробности на упаковке.
Рекомендуется соблюдать требуемое соотношение смолы и отвердителя.
При работе с привычными маркой смолы, объемами и посудой можно и "на глазок", исходя из расчета, что 1 мл отвердителя - это 20 капель.
На вес - можно, но весы жалко.
Для более точного дозирования можно натянуть смолы в одноразовый шприц со снятой иглой, надеть иглу, дотянуть нужное количество отвердителя.
Потом все выдавливается (без иглы) в емкость для смешивания, перемешивается той же иглой или спичкой.
Не нужно спешить при перемешивании смолы, особенно смешивая при комнатной температуре - могут захватываться пузырьки воздуха. Особенно неприятны самые мелкие (смола при этом выглядит мутной) - избавиться от них бывает трудно даже при нагреве смеси.
После перемешивания - опять втягиваем в шприц, из которого и дозируем по месту. По потребности - затыкаем шприц "чем мешали".
Неиспользованные остатки можно оставить на время в качестве "пробника" - для контроля полноты застывания.
Как вариант метода дозировки - обрезать тот же шприц, превратив его в одноразовую мензурку.
Несколько бОльшие порции удобно замешивать в колпачках от аэрозольных баллонов.
Тара многоразовая - засохшая смола легко отстает от полиэтилена.
Некоторым нравится замешивать шпателем на полиэтиленовой или фторопластовой пластине - можно размазать по ней тонким слоем для задержки отвердевания.
При заметном "перекосе" в любую сторону падает прочность смолы - вплоть до гелеобразного состояния. Небольшое отклонение в сторону избытка отвердителя увеличит полноту реакции в случае работы с мелкими порциями при комнатной температуре.
Кроме того, смола с избытком отвердителя становится коррозионно активной и от нее страдает все вплоть до алюминия и нержавеющей стали, особенно если смола используется для покрытия металла - известны случаи, когда за пару лет днище легковушки корродировало чуть не насквозь.
Мне встречалась эпоксидка, расфасованная в алюминиевые тюбики - оказалось, что отвердитель представляет собой взвесь темно-зеленого порошка и какой-то жидкости.
При работе работе с мелкими количествами точная дозировка оказалась невозможной.
Если отвердитель сомнительного качества или от другой смолы - можно провести экспресс-тест. Мокнуть спичку в смешанную смолу, нагреть [другой спичкой, избегая попадания смолы в пламя] до начала вскипания. Смола должна затвердеть.
Навык тестирования можно отработать на заведомо привильных смесях.