13. Низкотемпературные отвердители эпоксидных смол. Химия отверждения, свойства отвержденных композиций
Классификация отвердителей.
1. Сшивающего типа(аминные, кислотные, полизоцианатные, АФО,ФФО)
2.по реакц-ии ионной Пм.
Отвердители сшивающего типа взаимодействуют при отверждении по реакционноспособным группам Э.О.( с эпоксидными и гидроксильными)
Отвердители аминного типа.
Это соединения, которые имеют активный атом водорода.
а) Алифатические ди- и полиамины.
- гексаметилендиамин H2N-(CH2)6-NH2
- диэтилентриамин = ДЭТА H2N-СН2-СН2-NН - СН2-СН2-NH2
-триэтилентетраамин = ТЭТА H2N-СН2-СН2-NН - СН2-СН2-NН - СН2-СН2-NH2
-полиэтиленполиамин = ПЭПА H2N-(СН2-СН2-NН)n- СН2-СН2-NH2
Схема отверждения:
+
H2N-(CH2)6-NH2 + H2N-(CH2)6-NH2
+
Далее иминогруппы реагируют с эпоксидными группами других цепей по аналогии. В результате, образуется сетчатый полимер.
Особенности св-в:
1) Высокая скорость при низких температурах, следовательно, малое время жизни ( 1 час)
2) Здесь должно выдерживаться эквивалентное соотношение эпоксидных и аминогрупп (2/1). Если отвердителя мало, то покрытие мягкое,если много-лишний отвердитель выпотевает на поверхность покрытия и оно становится мыльным.
Недостатки:
1) Высокая летучесть и токсичность отвердителей.
2) Покрытия мутноваты.
3) Покрытия относительно хрупкие
4) Малое время жизни.
б) Аддукты диаминов и диглицедиловых эфиров ДФП.
Чтобы уменьшить или исключить недостатки присущие алифатическим аминам применяют эти аддукты.
Аддукт АЭ -4
Схема отверждения:
H2N-(CH2)6-NH2 +
Отверждение:по аналогии с предыдущей.
Особенности свойств:
1) Этот отвердитель менее летуч и токсичен, чем алифатические амины.
2) Покрытия не мутнеют.
3)Время жизни дольше ( до 10 часов)
4)Покрытия имеют высокие физико-механические и защитные свойства. Они водо- и химстойкие. Материал можно наносить на влажную поверхность и даже под водой.
5)Температура отверждения- комнатная и ниже.
в) Олигоамиды с концевыми группами.
n
Отверждение:Тком.Реак-я по аналогии.
Свойства:
1) Покрытия с высокими физ–меха-и и защи свойствами ( водо- и химстойкие)
2) Есть возможность соотношения отвердителя и смолы варьировать без ухудшения свойств.
3) Время жизни больше, чем у алифатических аминов ( до 10 часов)
Отвердители – полиизоцианаты.хол
Схема отверждения:
Отверждение идет по гидроксильным группам находящимся в середине цепи
Сво-ва:
1) Малое время жизни ( 1-6 часов), следовательно, 2-х упаковачные.
2) Покрытия высокие физико-механические свойства.
3)Водо-, химстойкие, щелочестойкие.
4)Целесообразно применять для высокомолек ЭО, т.к. у них много ОН.
14. Порошковые композиции на основе эпоксидных смол – состав, условия, химия условия отверждения, свойства покрытия.
Порошковые эпоксидные материалы – это одноупаковочные системы, отверждаемые при повышенных температурах (150-220°С). Они образуют покрытия с высокой адгезией, термостойкостью до 200°С, хим. стойкостью, а также хорошими декоративными свойствами.
В состав композиции входит эпоксидный олигомер, отвердитель, пигменты, наполнители, ПАВ, тиксотропные добавки и др. Такие смеси должны обладать высокой жизнеспособностью и не агломентироваться при хранении. Должны достаточно быстро отверждаться при температурах 150-200°С. В качестве эпоксидного пленк-щего используют эпоксидные диеновые олигомеры с молек. массой 1400-2500 и темп-рой размягчения 84-115°С. Для получения систем с высокой жизнеспособностью отвердитель должен быть инертным по отношению к эпоксидному олигомеру при комн. тем-ре и иметь высокую реакц. способность при тем-ре пленк-ния. Он может быть твердым или жидким, однако в последнем случае следует использовать эпоксидные олигомеры с более высокой тем-рой размягчения. Этим требованиям отвечают: дициандиамид, комплексы F3 аминами, ароматические амины, ангидриды карбоновых кислот и их аддукты. Наибольшее применение нашел дициандиамид, который харак-ся низкой реакционной способностью вплоть до темп-ры 100-180°С, поэтому порошковые системы в его присутствии стабильны при хранении. При 200°С отверждение происходит за 30 мин., однако такая высокая темп-ра приводит к потемнению покрытий. Для снижения темп-ры используют ускорители, в том числе третичные амины. Дициандиид имеет и ряд недостатков: его трудно растворить или равномерно диспергировать в эпоксидных олигомерах. Комплексы трифторида бора с аминами обладают более высокой реакционной способностью, чем дицианидамид. Тем-ра распада комплекса 110°С, процесс отверждения протекает при 150°С. Порошковые системы, содержащие этот отвердитель, достаточно стабильны при хранении. Из ароматических аминов чаще других используют 4,4-диаминодифенилметан. Покрытия, отвержденные диаминодифенилметанолом, отличаются прекрасной хим. и механ. стойкостью. Однако стабильность порошковых систем очень низкая, что объясняется высокой активностью аминных отвердителей. Для отверждения порошковых эпоксидных систем используют также ароматические ангидриды и их аддукты с гликолями. Отверждения таких покрытий проводят при 200-230°С. Эпоксидные порошковые краски готовят как методом сплавления, так и сухого смешения. Выбор метода определяется молек. массой олигомера и типом отвердителя. Сплавление применяют при использовании эпоксидных олигомеров с высокой молекулярной массой и отвердителей с низкой реакционной способностью. При этом эпоксидный олигомер плавится и перемешивается со всеми компонентами, кроме отвердителя. Расплав охлаждается, измельчается и затем перемешивается на холоду с отвердителем. Порошковые эпоксидные материалы используются для защиты хим. оборудования, различной радио- и электротехнической аппаратуры, трубопроводов и т.д