Поиск и устранение недостатков в эпоксидных системах.
Глава 1.
Производство качественных эпоксидных покрытий требует обширных знаний во многих областях знаний, в том числе:
- — Выбор сырья (смолы, модификаторы, отвердители, пигменты, добавки, растворители и т. д.)
- — Стехиометрия и соотношение смеси;
- — Химия и катализ взаимодействия компонентов;
- — Реология;
- — Формирование пленки;
- — Адгезия;
- — Коррозия.
Производство эпоксидных компонентов
Производители эпоксидной смолы четко понимают эти факторы. Если это не учитывать, то не получиться произвести высокоэффективные системы. Однако опыт показывает, что многие детали в производстве эпоксидных смол не до конца понятны, даже опытным заводчикам. Если эти детали не до конца понятны производителю, то возникающие проблемы не будут диагностированы и как результат неправильно решены.
Эпоксидные смолы бисфенола А.
Самым распространенным химическим материалом является диглицидиловый эфир бисфенола А (ВРА). На рынке он занимает более 97% всех эпоксидных материалов, произведенных в мире. Смолы ВРА добавляются практически во все эпоксидные покрытия. Они представляют собой универсальные компоненты, которые применяются в широком диапазоне покрытий для следующих секторов промышленности:
- — Аэрокосмическая;
- — Автомобильная;
- — Химически стойки системы для резервуаров;
- — Покрытия для нефтеперерабатывающих и химических заводов;
- — Покрытия для морской отрасли;
- — Покрытия для трубопроводов нефти и газа;
- — Покрытия для коммерческого транспорта;
ВРА эпоксидные смолы получают путем смешивания бисфенола А и эпихлоргидрина. Происходит реакция, называемая «глицидирование».
Жидкое — твердое.
Описанная выше эпоксидная смола ВРА представляет собой кристалическое твердое вещество с температурой плавления 42 ° C. (Таким же образом, низкокристаллические эпоксидные смолы бисфенола F могут кристаллизоваться при температуре плавления кристаллов около 80-85 ° C.). При этом эта субстанция может быть в жидком состоянии при комнатной температуре. Таким образом, затвердевание непредсказуемо. Это может произойти через несколько дней, месяцев или лет. Термодинамически стабильная форма представляет собой кристаллическое тело. Кристаллизация происходит в температурном диапазоне между температурой стеклования смолы (в диапазоне от -20 до -10 ° C) до температуры плавления (42 ° C). Хранение при низких температурах или цикличность температуры, по-видимому, увеличивает вероятность кристаллизации. Кристаллизация является обратимой, и кристаллизованный образец можно нагревать выше температуры плавления 42 ° С для расплавления кристаллов и возврата образца в жидкое состояние.
Кристаллизация может появится на поздних стадиях производства в эпоксидных материалах. Это нужно учитывать, потому что материал может пройти контроль качества и кристаллы не будут обнаружены. Тем не менее, они могут образоваться через некоторое время, что приведет к неприемлемому снижению качества покрытия.
Снижение вязкости смолы обычно увеличивает склонность к кристаллизации. Причиной служит добавление реактивных разбавителей и растворителей, что обычно делается при приготовлении готовой смеси. Считается, что снижение вязкости увеличивает подвижность молекул смолы, усиливая их способность образовывать кристаллы.
Частицы пигмента и наполнителя также могут быть причиной для образования кристаллизации. Очевидно, что пигменты являются важными компонентами эпоксидных покрытий.
Эпоксидные смолы с более низким эквивалентным весом имеют большую склонность к кристаллизации, чем жидкие смолы более высокого качества. Считается, что олигомеры с более высокой молекулярной массой в смолах и с более высоким эквивалентным весом разрушают кристаллические структуры и предотвращают кристаллизацию.
Пример кристаллизации эпоксидной смолы.
Компания Helios разрабатывает высококачественные, двухкомпонентные эпоксидные покрытия, такие как Helios 2K E-ZP. Первоначально эпоксидные покрытия производились с жидкой эпоксидной смолой (n ≈0,12). Производители поняли, что они могут достичь более низкой вязкости и снижения содержания летучих органических соединений, перейдя на одну из жидких смол с низкой вязкостью. Изменение технологии было выполнено, однако производители не знали об этой проблеме кристаллизации. В начале эта технология производства была успешная в течение некоторого времени, но затем столкнулись с партией, которая образовывала кристаллы. Они были идентифицированы как эпоксидные кристаллы. Повторная обработка эпоксидной смолы может потенциально устранить кристаллы, но восстановление большой партии будет проблематичным и дорогостоящим.
Добавить комментарий