Эпоксидные полимеры и композиции - Чернин И.3.
Скачать (прямая ссылка):
Таблица 7.3. Внутренние напряжения в покрытиях, пигментированных оксидом цинка с различной фотохимической активностью
Фотохимическая активность, ед. Удельная поверхность, м2/г ав„. МПа
0% (об.) 5% (об.) 10% (об.) 15% (об.) 20% (об.)
0,35 19,2 4,0 4,8 6,0 6.7 7,5
1,0 24,2 4,0 5,1 5.5 5,6 5,8
30 24,4 4,0 5,5 6,8 6,0
188
рерхности частиц пигментов кремнийорганическими соединениями с активными функциональными группами [51, 56]. При этом на поверхности образуется тонкий слой привитых соединений, уменьшающий удельную свободную поверхностную энергию. Ниже показано влияние концентрации [в % (масс.)] кремний-органических соединений в толуольном растворе, которым обрабатывали красный желсзооксидный пигмент, на овн (в МПа) эпоксидно-полиаминоамидных покрытий. Концентрация пигмента составляла 10% (об.) [51]:
0% 0,1% 0,3% 0,6% 1.0%
Днметилдихлорсилан . . 13,5 10,3 8,5 8,2 8,2
Диметилдиэтоксисилан . 13,5 12,3 9,7 8,1 8,0
Этилгидросилоксан . . . 13,5 10,9 9,5 9,0 9,0
Наибольший эффект достигается при содержании модификаторов в растворе около 0,6%. Аналогичные данные получены при модификации пигментов, входящих в состав эпоксидно-фе-нольных эмалей [56]. *
Внутренние напряжения в покрытиях и их деформационно-прочностные свойства зависят и от условий эксплуатации. Влияние относительной влажности воздуха ф на гтВн в лаковых покрытиях на основе смолы Э-33, отвержденной полиаминоамидом, показано в табл. 7.4 [49].
Можно видеть, что увеличение влажности воздуха приводит к уменьшению внутренних напряжений, причем скорость снюке-ния Овн повышается с ростом ф. При введении в данную КОМПОЗИЦИЮ хроматов стронция, цинка и свинца скорость изменения огвн при увлажнении изменяется в зависимости от растворимости пигментов в воде: чем выше гидрофильность пигмента, тем заметнее снижение напряжений [49].
В табл. 7.5 приведены данные о влиянии продолжительности выдержки непигментированных эпоксидно-аминных покрытий в воде на степень набухания и модуль упругости пленок [57], полученных при различном соотношении эпоксидных групп смолы ЭД-20 и активных атомов водорода ГМДА : 1 : 0,5 (I); 1:1 (II); 1:2 (III). Отверждение проводили при комнатной температуре в течение 25 сут.
Таблица 7.4. Влияние относительной влажности воздуха на внутренние напряжения в лаковых покрытиях
ф, % °вн. МПа
0 сут 2 сут 5 сут 10 сут 15 сут 20 сут
0 3,8 3,8 3,8 3,7 3,7 3,6
36 3,8 3,5 3,0 2,7 2,4 2,1
70 3,8 3,4 2,4 1,4 0,8 0,5
99 3,8 2,6 0,1 ' — -
189
Таблица 7.5. Влияние соотношения смолы и отвердителя на степень набухания и модуль упругости пленок при выдержке
в воде
Композиция Показатель Продолжительность экспозиции, ч
0 24 168 480 1440
I S, % _ 1,5 1,7 1,7 2,5
Е- 1(Г3, МПа 3,30 3,25 2,90 2,75 2,75
II S, % — 1,7 2,0 2,6 2,8
Е- 1(Г3, МПа 3,20 3,10 2,90 2,75 2,75
III S, % — 4,3 11,0 15,0 24,0
Е- 1(Г3, МПа 3,0 0,30 0,25 0,20 0,20
В случае стехиометрического соотношения реакционноспособ-ных групп набухание пленок в течение длительного времени относительно невелико, поэтому и модуль упругости изменяется не очень заметно. Аналогичная картина наблюдается и для пленок, полученных при недостатке отвердителя. Можно полагать, что в данном случае сетка образуется в основном в результате гомополимеризации молекул эпоксидной смолы, катализируемой третичными атомами азота. Наконец, в случае избытка диамина происходит резкое увеличение водопоглощения, вероятно, обусловленное недостаточной густотой пространственной сетки (Та на 5—7°С ниже, чем у пленок композиций I и II) и избытком полярных аминогрупп, что уже через 24 ч испытания приводит к снижению модуля на порядок. При этом, однако, у данных покрытий, как будет показано дальше, внутренние напряжения снижаются, а адгезия к металлу заметно увеличивается, что позволяет использовать системы, подобные композиции III, для защиты некоторых изделий, эксплуатирующихся во влажной атмосфере без больших механических нагрузок.
В табл. 7.6 показано влияние отвердителей аминного типа на стойкость лаковых покрытий к старению в камере солнечной радиации. Образцы отверждали при 120 °С в течение 2 ч [58].
Таблица 7.6. Зависимость деформационно-прочностных показателей пленок на основе смолы Э-33 от продолжительности
старения
Отвердителн
Продолжительность
Показатель
старения, полиамино-
ч ДЭТА ГМДА амид имидаз л н И-5М
ПО-200
0 <Хр, МПа еР, % 79 86 66 84
4,3 4,1 4,1 4,1
100 <Хр, МПа 52 44 42 44
еР, 7о 2,8 3,0 3,5 3,5
720 <Хр, МПа 21 13 33 31
ер, % 1,0 0,4 2,4 1,9
№
Таблица 7.7. Изменение физико-механических свойств покрытий на основе П-ЭП-177 при циклическом изменении температуры и влаоюности
Режим формирования покрытия Показатели 5 10 Число 15 циклов 20 25 30
150 °С -3 ч+ 180 "С - 1 ч (7вн, МПа 3,0 3,0 3,2 4,4 7,5 10,0
О"отсл, Н/м 900 880 — 700 630 570
Стр, МПа 60 60 61 60 — 56
200 °С — 1 ч Стен. МПа 4,1 5,2 8,7 — — —
О"отсл. Н/м 800 660 470 — — —
стр> МПа 54 — 51 47 ¦ ¦ 38
Можно видеть, что использование продуктов модификация полиаминов жирными кислотами масел обеспечивает большую стойкость покрытий к воздействию ультрафиолетового излучения. Хотя высокие исходные деформационно-прочностные показатели покрытий желательны, однако важнее, чтобы их уровень, установившийся в процессе эксплуатации, обеспечивал требуемую долговечность покрытия [59]. Иллюстрацией этого могут служить данные о работоспособности покрытий магистральных трубопроводов. Для подобных покрытий, эксплуатируемых в условиях Севера, весьма важна устойчивость к циклическому изменению температуры и влажности окружающей среды [60]. В табл. 7.7 представлена зависимость внутренних напряжений, адгезии покрытий к алюминию и прочности при растяжении пленок на основе порошковой краски П-ЭП-177 от числа циклов изменения температуры и влажности воздушной среды.
