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Résine époxy : caractéristiques et portée

La résine époxy est un matériau familier à presque toutes les personnes d’un âge conscient. Apparu sur le marché de la construction dans les années cinquante du siècle dernier, il a pris une place bien méritée sur de nombreux chantiers, en raison de ses caractéristiques universelles de consommation. Le champ d’application de l’oligomère synthétique, qui est une résine époxy, est assez large et comprend la construction navale, la production industrielle et les ménages. Le développement de technologies modernes et le développement constant de nouvelles compositions contribuent à l’élargissement constant de cette liste et, par conséquent, aux possibilités d’utilisation des résines époxy. Malgré cela, ce matériau n’est jamais utilisé à l’état pur et n’acquiert ses propriétés précieuses qu’après mélange avec un durcisseur, ce qui contribue à la fin des réactions de polymérisation. En relation avec la demande de résine époxy sur les chantiers de construction modernes, ainsi que dans le domaine du ménage et de la créativité, nous examinerons dans cet article les caractéristiques techniques de ce matériau et de cette substance, qui utilisent de la résine époxy.

Composition époxy : rapport résine sur durcisseur

Du point de vue de la structure chimique, la résine époxy, demandée dans presque toutes les industries, est un composé oligomère synthétique utilisé en combinaison avec des durcisseurs qui contribuent à l’achèvement des processus de polymérisation. Ce sont ces processus, à l’issue desquels l’époxy est prêt à l’emploi, qui déterminent ses caractéristiques techniques et opérationnelles. Dans cet esprit, on peut conclure que l’époxy ne peut pas être utilisé sous sa forme pure..

Au cours du processus de combinaison de différents types de résines époxy et de durcisseurs, une variété de substances se forment, qui ont parfois des propriétés opposées. Certains d’entre eux peuvent être durs et résistants, dont la résistance dépasse la résistance de l’acier, tandis que d’autres, au contraire, seront mous, ressemblant à du caoutchouc. En fonction des composants initiaux du mélange époxy, la résine époxy peut être durcie dans une large plage de températures : de -10 à +200 degrés, et le matériau lui-même est également divisé en deux types : la résine durcissant à chaud et à froid, qui est principalement déterminée selon le type de durcisseur utilisé.

La résine époxy en combinaison avec un durcisseur à froid est utilisée à des fins domestiques, dans les petits environnements de production et dans les cas où le traitement thermique n’est pas autorisé.

Si l’époxy est utilisé pour la fabrication de produits qui doivent initialement résister aux températures élevées, aux contraintes mécaniques et aux produits chimiques agressifs, il est complété par un durcisseur à chaud. Cela est dû au fait que l’utilisation de durcisseurs à chaud contribue à la formation d’un réseau moléculaire plus dense, qui a constitué la base de la production de systèmes époxy, dont le durcissement est effectué dans des conditions d’humidité élevée ou dans l’eau de mer..

Le durcisseur époxy agit comme un agent de durcissement. Les amines tertiaires et leurs analogues et les phénols peuvent être utilisés comme durcisseur. Le rapport entre la résine époxy et le durcisseur peut être très variable et est directement déterminé par la composition des composants de départ. En tant que plastique thermodurcissable, la résine époxy entre dans une réaction de polymérisation irréversible avec un durcisseur, ce qui contribue à la production d’une substance durable insoluble dans l’eau et sous l’influence de températures élevées.

Lors du mélange des composants, il est important d’observer les proportions nécessaires qui sont pertinentes pour un type particulier de résine, car un excès ou un manque de durcisseur a un effet négatif sur la qualité du polymère fini, réduisant sa résistance, résistance à l’humidité, à la température et à la chimie agressive. Le rapport des composants dans les composés époxy modernes est de 1: 2 ou 1: 1.

Important! L’un des mythes courants sur la résine époxy est que si la quantité de durcisseur utilisée est dépassée, la résine durcira beaucoup plus rapidement. Pour le démystifier, notez que le dépassement de la quantité de durcisseur n’affecte pas la vitesse de polymérisation du matériau. Le seul moyen possible d’accélérer la polymérisation de la résine est d’augmenter la température du mélange réactionnel. Il a été prouvé qu’une augmentation de la température de 10 degrés accélère le processus de solidification de 2 à 3 fois. Cette propriété a constitué la base de la production de composés dont la structure contient des accélérateurs de durcissement. Des composés époxy ont également été développés qui se solidifient à des températures plus basses..

Ainsi, les principaux et seuls facteurs affectant la vitesse de durcissement sont la température du mélange et le type de durcisseur..

Les principaux types de résine époxy

Il existe plusieurs types de résines époxy, dont chacune comprend plusieurs sous-espèces.

  • Résines Epoxy Diane – un concept collectif qui comprend plusieurs sous-espèces de résines époxy – des matériaux marqués ED-20 et ED-22.

  • La résine époxy ED-20 est le type de résine liquide le plus couramment utilisé avec des caractéristiques de performance universelles. Il est largement utilisé à la fois dans l’industrie et dans la vie quotidienne dans le cadre de composés d’enrobage et d’imprégnation, ainsi que dans la production de mastics et de colles. Peut être utilisé comme liant pour la production de plastiques renforcés et de revêtements protecteurs.
  • La résine époxy ED-22 est un autre représentant des résines époxy liquides, caractérisées par une viscosité relativement faible et une tendance à cristalliser pendant le stockage. Comme l’ED-20, il a des propriétés de performance universelles..
  • La résine époxy ED-16 est un matériau à haute viscosité, de sorte qu’elle n’est utilisée que dans la production de fibre de verre en tant que liant;
  • Résines époxy ED-10 et ED-8 – solides utilisés en génie électrique et radio.

  • Résines époxy-diane pour peintures et vernis – un groupe de résines époxy, dont les marques E-40 et E-40r, qui sont utilisées pour la fabrication de vernis, peintures, mastics et revêtements qui démontrent une résistance à une exposition accrue aux produits chimiques et aux facteurs environnementaux agressifs. La résine époxy E-41, ainsi que les marques précédentes, entre dans la composition de compositions d’empotage, de mastics, d’émaux et de colles.
  • Résines modifiées époxy EPOFOM – matériaux utilisés pour la production de composés époxy utilisés comme revêtements protecteurs dans la disposition des sols autonivelants et la réparation des canalisations.

Le groupe des résines modifiées époxy comprend les marques EPOFOM-1,2,3. Ils sont la matière première pour la production de matériaux qui servent de revêtements protecteurs, dont la fonction principale est d’empêcher les structures en béton et en métal. Protège les chantiers des effets des substances chimiquement agressives.

Résines époxy à usages spéciaux – un groupe de matériaux utilisés pour la production de compositions présentant des caractéristiques physiques, mécaniques et technologiques particulières et exploités dans des conditions extrêmes, ainsi que des produits utilisés dans divers domaines de l’industrie et sous l’influence de facteurs environnementaux agressifs. Les résines les plus connues du groupe à usage spécial sont :

  • Résine EKhD (chlore), utilisé comme base dans la production de mastics, d’adhésifs et de liant pour le carbone et la fibre de verre, caractérisé par une stabilité mécanique, une inflammabilité réduite et une résistance à l’humidité ;
  • Résine UP-637, dans la composition duquel le résorcinol est présent, c’est le principal matériau utilisé comme base pour la production de composés d’imprégnation et de coulée. Un autre type de marque UP-631 est un composant structurel de composés ininflammables pour le coulage et l’imprégnation.

Résine époxy ED-20 : une brève description

Du point de vue de la structure chimique, la résine époxy ED-20 est un composé oligomère à base d’éther diglycidylique de diphénylolpropane. Une variété de substances bioorganiques peuvent être utilisées comme durcisseur pour la résine époxy-diane de cette marque – résines phénol-formaldéhyde, anhydrides d’acide polycarboxylique, amines aromatiques et aliphatiques, polyamides et autres substances. Selon le durcisseur utilisé, les caractéristiques techniques et opérationnelles de la résine ED-20 varient sur une large gamme..

Compte tenu de cela, le champ d’application de son application est déterminé, qui se caractérise également par sa polyvalence:

  • La résine époxy de la marque ED-20 est l’une des rares variétés de résines époxy pouvant être utilisées dans la production industrielle et dans le cadre de matériaux composites, par exemple, des composés d’enrobage et d’imprégnation, et sous forme pure;
  • ED-20 est utilisé pour la production de colle époxy et de mastic;
  • Sert de liant dans la production de plastiques renforcés et de revêtements protecteurs.

Important! Étant absolument non explosive, la résine ED-20 ne brûle pas dans un feu ouvert. Le matériau contient des substances volatiles – épichlorhydrine et toluène, qui appartiennent à la deuxième classe de danger en termes de degré d’impact sur le corps humain.

Avantages des résines époxy

  • Résistance aux substances abrasives et, par conséquent, à l’usure;
  • La force de la liaison adhésive en cas d’utilisation d’adhésifs à base de résine époxy ;
  • Caractéristiques physiques et mécaniques optimales ;
  • Après durcissement, la résine époxy se caractérise par une perméabilité à l’humidité minimale;
  • Rétrécissement minimal pendant et après le durcissement.

Champ d’application de la résine époxy : principales directions d’utilisation

Pour la première fois, l’utilisation de la résine époxy a commencé dans les années 50 du siècle dernier – à cette époque, la résine a pris une place bien méritée dans de nombreuses industries. Depuis lors, la nature de son utilisation a subi de nombreux changements, mais les principaux domaines d’utilisation sont restés inchangés :

  • La fibre de verre et l’époxy sont une utilisation constante de ce dernier. La résine époxy est utilisée comme composé d’imprégnation pour les fils de verre et la fibre de verre, ainsi que pour le collage de pièces, dans de nombreuses industries mécaniques et techniques – électronique, électrotechnique, aéronautique et automobile, navale et mécanique, ainsi que dans la production de fibre de verre, et ateliers pratiquant la réparation de carrosseries d’éléments de coques de voitures et de bateaux ;

  • La résine époxy, dont l’application est aussi multiple que ses propriétés, peut être utilisée comme revêtement d’étanchéité pour sols, piscines et murs de caves ;
  • Inclusion dans la composition de revêtements chimiquement résistants – l’utilisation de résine époxy est à la base de la production de peintures et de matériaux destinés à la décoration intérieure et extérieure des bâtiments, par exemple, des imprégnations qui augmentent la résistance et la résistance à l’humidité des matériaux poreux – bois, béton et autres;
  • Une résine époxy transparente, destinée à être coulée dans des moules, après durcissement, est usinée par découpage et meulage. Les articles traités peuvent être utilisés dans l’industrie électronique, la maison, les travaux de conception et même les bijoux.

Important! Les bijoux fabriqués à partir de matériaux naturels sont maintenant au sommet de leur popularité. En utilisant de la résine époxy pour bijoux, qui est une masse plastique, vous pouvez fabriquer des produits qui imitent complètement le verre. Pour rendre les décorations époxy plus attrayantes, des matériaux naturels sont coulés dans la résine – fleurs séchées, feuilles, cônes ou même insectes.

Adhésif époxy : une brève description

Les propriétés multiformes de l’époxy se manifestent lorsqu’il est utilisé comme adhésif qui démontre tous les charmes des matières premières utilisées. La colle époxy est une composition universelle pour le collage de matériaux caractérisés par une surface non poreuse : aluminium, faïence, céramique, bois durs comme le chêne, le teck, l’eucalyptus, etc. Elle est utilisée avec une égale popularité dans les ateliers de chaussures et dans la construction aéronautique. Cela est dû à la forte adhérence et à la résistance du joint formé. Il existe deux types d’adhésifs à base d’époxy : élastiques et rigides..

Important! Si vous envisagez d’effectuer des travaux dans un environnement domestique, les experts recommandent de privilégier les adhésifs qui ne nécessitent pas une adhérence exacte du rapport résine/durcisseur. Un ensemble de telles compositions est complété par un durcisseur de type froid..

Pour préparer la colle époxy, la résine doit être mélangée avec une petite quantité de durcisseur (quelques grammes) à température ambiante. Fondamentalement, la résine époxy et le durcisseur sont pris dans un rapport de 1: 10, cependant, il est permis de dépasser la norme du durcisseur, ce qui contribue à modifier le rapport à 1: 5. Les composants de la composition sont mélangés manuellement.

Faire de gros volumes d’époxy de vos propres mains

La résine époxy a un certain nombre de propriétés spécifiques, dont la méconnaissance peut entraîner des problèmes dans le processus de fabrication de grands volumes de composition époxy. Il est important de savoir que lorsque l’on travaille avec une grande quantité d’époxy, de la chaleur est générée, et si la résine n’est pas destinée à être mélangée avec un durcisseur en grande quantité, immédiatement après avoir combiné les composants, elle subit une polymérisation et un durcissement, devenant inutilisable . Dans le pire des cas, le mélange bout avec dégagement de fumée caustique et subit une combustion spontanée, ce qui s’explique par le chauffage en avalanche de la résine, au cours duquel la réaction de polymérisation est accélérée et une intense génération de chaleur se produit..

Important! Lors de l’achat d’une résine époxy et d’un durcisseur, vérifiez auprès d’un spécialiste à quoi il est destiné. A partir d’une composition spéciale conçue pour la préparation de grands volumes du mélange, vous obtiendrez une coulée propre, transparente, solidifiée uniformément, caractérisée par l’absence de bulles d’air.

La technologie de préparation de gros volumes d’époxy, par exemple quelques kilogrammes de mélange, est différente du mélange d’une petite quantité de colle époxy. Considérons ce processus plus en détail..

  • Souvent, avec un stockage à long terme de la résine, elle devient plus visqueuse, devient également trouble et cristallise. Pour éliminer ces phénomènes, chauffer la résine au bain-marie avant d’ajouter le durcisseur et le plastifiant pour réduire sa viscosité. Pour ce faire, abaissez le récipient avec de la résine dans l’eau et chauffez à une température de 50-60 degrés;

Important! Lors du chauffage de la résine, rappelez-vous qu’une augmentation de la température de 10 degrés accélère le processus de polymérisation de 2 à 3 fois. De ce fait, il est important de surveiller la température de la résine, car en cas d’ébullition, elle acquiert une teinte blanche trouble et mousse, devenant inutilisable..

Important! Souvent, les artisans inexpérimentés utilisent un solvant pour augmenter la viscosité de la résine, mais même une faible concentration (pas plus de 5 à 7%) entraînera une diminution prononcée des caractéristiques de résistance et de résistance à la chaleur du produit. De plus, pendant le fonctionnement du produit, il se produit souvent une “transpiration” du solvant du polymère, ce qui dégrade également la qualité du matériau..

  • Élimine complètement la présence d’eau dans l’époxy et le durcisseur. Lorsque l’eau pénètre, l’époxyde devient trouble et perd ses propriétés. Cependant, le développement des technologies modernes permet de produire des composés époxy aqueux qui sont dilués avec de l’eau distillée ;
  • La préparation de la composition époxy commence par l’ajout d’un plastifiant. Si vous utilisez du DBP, chauffez lentement la résine avec un plastifiant, et lors de l’utilisation de DEG-1, mélangez simplement la composition à l’aide d’un mélangeur de construction ou d’une perceuse. La proportion du plastifiant et de la résine utilisés est déterminée par la plasticité requise du mélange, cependant, dans la plupart des cas, la proportion du plastifiant dans le mélange ne dépasse pas 5 à 10 % ;
  • Avant d’ajouter du durcisseur au mélange de résine et de plastifiant, refroidissez-le à 30 degrés, ce qui l’empêchera de bouillir. Ajoutez ensuite un durcisseur au mélange, sur la base d’un rapport de 1: 10. Parfois, il est permis de modifier les proportions de 1: 5 à 1:20. Pour obtenir une dissolution uniforme du durcisseur dans la résine, il est nécessaire de remuer constamment la composition, sinon, avec une répartition inégale du durcisseur, il restera non lié et transpire. Pour obtenir un mélange homogène, verser lentement et progressivement le durcisseur en un mince filet en remuant constamment la composition.

Important! Même une augmentation à court terme de la concentration du durcisseur fera bouillir la résine – elle prendra une teinte blanc terne, sera recouverte de mousse et deviendra inutilisable. Essayez d’éviter le surdosage du durcisseur, car dans certains cas, la résine peut durcir instantanément..

Fabriquer un produit volumétrique à partir de résine époxy : recommandations des maîtres

  • Un produit volumineux en résine époxy doit être transparent, sans bulles d’air. Le durcissement du matériau doit être uniforme, à la fois dans l’épaisseur et sur la surface du produit. Si l’épaisseur du produit fini dépasse 2 mm, la résine doit être appliquée en couches, après la polymérisation primaire de la couche précédente..
  • L’époxy peut également être coulé dans des moules. Pour qu’après polymérisation de la résine, le produit fini puisse être facilement démoulé, il faut le lubrifier avec de la vaseline technique. Pour ajouter de la couleur au produit, utilisez un colorant en poudre.
  • Une fois les travaux terminés, le produit doit être conservé à une température légèrement supérieure à la température ambiante. Après 2-3 heures après la polymérisation initiale, le produit est chauffé dans un four, ce qui accélérera le processus de polymérisation jusqu’à 5-6 heures. A température ambiante, le processus de polymérisation prend 7 jours.
  • Par la suite, le produit, coulé à partir de résine époxy, est soumis à un traitement mécanique – coupe et meulage.

Important! La résine époxy de production nationale ne convient dans la plupart des cas pas à la fabrication de produits en vrac, ce qui est déterminé par son durcissement inégal dans l’épaisseur du produit.