Эпоксидные полимеры и композиции - Чернин И.3.
Скачать (прямая ссылка):
1) разработка водоразбавляемых материалов;
2) создание жидких композиций, в которых в качестве разбавителей используют активные соединения, участвующие в образовании пространственной сетки;
3) разработка порошковых красок.
Водоразбавляемые лакокрасочные материалы делятся на воднодисперсионные и водорастворимые [14, с. 138; 15]. В водных дисперсиях применяют как низко-, так и высокомолекулярные эпоксидные смолы, стабилизированные ПАВ. Возможность отверждения при комнатной или невысоких температурах является важным преимуществом воднодисперсионных материа-
179
лов перед водорастворимыми, покрытия на основе которых фор. мируются при 150—200°С. На основе водорастворимых материалов получают покрытия высокого качества, наносимые, в частности, методом электроосаждения. Этим методом можно окрашивать металлические детали сложной конфигурации, так как краска проникает в труднодоступные места и образует покрытия равномерной толщины. Водоразбавляемые эпоксидные грунтовки и эмали используют в автомобилестроении, радио- ц электротехнической промышленности и в некоторых других отраслях [3, с. 100; 15, с. 57].
Основные преимущества водоразбавляемых материалов следующие: экономия дорогостоящих растворителей, уменьшение пожароопасности и улучшение санитарных условий труда, возможность разведения красок водой перед нанесением, возможность нанесения на влажные поверхности и во влажной атмосфере, возможность автоматизации метода электроосажденпя.
К недостаткам водных красок относятся низкая морозостойкость и малая стабильность при хранении многих воднодиспер-сионных материалов, трудность получения методом электроосаждения многослойных покрытий (только по токопроводящпм подслоям).
Жидкие эпоксидные композиции без растворителей или с высоким содержанием нелетучих компонентов отверждаются либо различными соединениями аминного типа, либо комплексами кислот Льюиса (чаще всего — трехфтористого бора) [8, с. 192; 16; 17]. В состав этих систем входят как активные разбавители (глицидиловые эфиры спиртов, фенолов, а-разветвлен-ных кислот), так и неактивные, например каменноугольная смола.
При использовании этих композиций получают сплошные однослойные покрытия большой толщины на металлах н таких пористых материалах, как бетон, дерево, оштукатуренные поверхности [18].
Эмали, содержащие не более 7—10% растворителей, используют для противокоррозионной защиты нефтепромыслового оборудования, трубопроводов, мостовых ферм, в транспортном строительстве [19]. Непигментированные системы такого типа применяют для влагозащиты и электрической изоляции печатных плат [20]. Использование подобных материалов позволяет удвоить срок службы защищаемых изделий и конструкций [18].
Комплексы ВР3 с аминами отверждают эпоксидные смолы только при нагревании, поэтому краски с высоким содержанием нелетучих компонентов на их основе применяют в основном для защиты малогабаритных электротехнических изделий [17].
Порошковые краски занимают доминирующее положение в ряду лакокрасочных материалов без растворителей благодаря снижению энергозатрат при получении покрытий на 40% по сравнению с традиционными материалами и на 15—20% по сравнению с красками с высоким содержанием нелетучих компонентов [21]. Кроме того, использование порошковых систем
180
обеспечивает увеличение производительности труда, например За счет автоматизации процесса окраски методом электростатического распыления, уменьшение потребности в производственных площадях, сокращение расхода материалов [22, с. 6]. Так, коэффициент использования традиционных материалов составляет 25%, водоразбавляемых красок — 68%, материалов с высоким содержанием нелетучих — 83%,, порошковых красок, наносимых электростатическим распылением — 97% [23].
Покрытия на основе эпоксидных порошковых красок обладают высокими твердостью и прочностью, а благодаря сплошности покрытий и способности перекрывать углы и острые кромки достигаются хорошие электроизоляционные свойства. К основным недостаткам покрытий на основе эпоксидных порошковых красок относятся возможность пожелтения в процессе отверждения и недостаточная стойкость к УФ-излученню, приводящая к мелению при длительной эксплуатации в атмосферных условиях.
В состав порошковых красок кроме твердых эпоксидных смол входят сшивающие агенты с малой реакционной способностью при температурах ниже 100°С, пигменты и наполнители, пластификаторы, тиксотропные добавки и ПАВ, улучшающие розлив расплавов [24]. Для отверждения используют дициан-диамид и его производные, ангидриды, насыщенные карбоксил-содержащие полиэфиры, фенолоформальдегидные смолы [22, с. 10]. Полиэфирные смолы улучшают розлив и глянец, а фе-нольные, применяемые только в красках темных цветов, повышают водостойкость покрытий.
Эпоксидные порошковые краски используют для электроизоляции изделий сложного профиля, электроаппаратуры, защиты от коррозии деталей автотехники, магистральных трубопроводов и др. [22, с. 9; 25; 26, с. 117, 119].
Защитные свойства
Эпоксидные, как и другие лакокрасочные покрытия, не могут полностью изолировать окрашенную поверхность металла от внешней среды, т. е. от проникновения коррозионноактивных агентов (молекул кислорода, воды, агрессивных газов и ионов электролитов). Защитное действие покрытий определяется способностью тормозить электрохимические реакции на поверхности металла, замедлять диффузию и перенос коррозионноактивных агентов, электрохимически защищать или пассивировать металл за счет введения пигментов или ингибиторов коррозии, а также адгезионными и деформационно-прочностными свойствами покрытий [27, с. 9].
