Технология производства эпоксидных смол (стр. 2 из 8)

1. Взаимодействие кислоты с эпоксидной группой (рис. 5).

Процесс отверждения проходит с раскрытием эпоксигруппы и образованием сначала гидроксильной группы, а затем эфирной группы, то есть происходит процесс этерификации смолы и образования трехмерного полимера.

2. Применение аминных отвердителей (рис. 6).

Амины также реагируют с раскрытием эпоксигруппы и образованием гидроксила, а затем образуют более сложные пространственные полимеры. Амины реагируют со смолой довольно активно, поэтому добавление их должно производиться незадолго перед употреблением смолы. Количество вводимых отвердителей в эпоксидную смолу определяется в зависимости от содержания эпоксигрупп или от эпоксидного числа согласно формуле

где А — количество отвердителя на 100 г смолы;

М₀ — молекулярная масса отвердителя;

М, — молекулярная масса эпоксигруппы, равная 43;

К— эпоксидное число данной смолы.

В случае применения аминных отвердителей в эту формулу вводится поправочный коэффициент n (количество активных атомов водорода, содержащихся в аминных группах отвердителей), и формула принимает вид:

Физико-механические и диэлектрические свойства отвержденных эпоксидных смол могут изменяться в широких пределах в зависимости от введения в эпоксидную композицию дополнительно еще целого ряда компонентов (пластификаторов, наполнителей, разбавителей).

Пластификаторы и модификаторы (ди-бутилфталат, тиокол, полиэфиры) повышают эластичность и ударную прочность, снижают вязкость, улучшают морозостойкость эпоксидных композиций, но одновременно с этим снижают теплостойкость, адгезионные свойства, влагостойкость, а главное, диэлектрические свойства.

Наполнители (кварцевый песок, маршалит, асбест) повышают твердость и теплостойкость композиции, уменьшают усадку при отверждении, увеличивают теплопроводность, уменьшают термический коэффициент расширения, а также снижают стоимость композиции.

Разбавители и растворители эпоксидных композиций — ненасыщенные мономерные соединения (стирол, жидкий полиэфиракри-лат ТГМ-3 и алифатические эпоксидные смолы ДЭГ-1, МЭГ-1) являются сами полимеризующимися веществами и, полимеризуясь при тех же условиях, вступают во взаимодействие с основной композицией, образуя как бы твердый раствор одного полимера в другом. В большинстве случаев наличие таких разбавителей («активных разбавителей») при составлении эпоксидных композиций вызывается крайней необходимостью (например, если без них невозможно получение низковязких текучих композиций с необходимыми технологическими свойствами).

В некоторых случаях при изготовлении из эпоксидных композиций электроизоляционных лаков в композицию вводят обычные растворители (толуол, ксилол, этилцеллозольв, ацетон).

Кроме вышеупомянутых отвердителей кислотного и аминного типов, для отверждения эпоксидных смол применяются отвердители в виде различных синтетических смол. Наиболее интересными и имеющими широкое применение являются фенолоформальдегидные, полиэфирные, меламино- и мочевиноформальдегидные и полиамидные смолы.

Отверждение эпоксидных смол фенолоформальдегидными полимерами происходит за счет гидроксильной группы ОН. Отверждение происходит при 150-160 °С. Полученная композиция (эпоксидно-бакелитовая или эпоксидно-фенольная) обладает очень высокими диэлектрическими, а особенно механическими свойствами, водостойкостью и нагревостойкостью. Эти эпоксидные композиции широко применяются для производства электроизоляционных лаков, клеев.

Отверждение эпоксидных смол полиэфирами происходит благодаря наличию в молекулах полиэфира карбоксильной группы СООН. Примером может служить отверждение эпоксидной смолы кислой полиэфирной смолой, получаемой в результате конденсации глицерина и адипиновой кислоты (глицерин адипината). Отверждение происходит при 120-150 °С Полученная композиция обладает хорошей эластичностью, механическими и электрическими свойствами.

Эпоксидно-полиэфирные композиции применяются для изготовления электроизоляционных эпоксидно-полиэфирных лаков и компаундов.

Отверждение эпоксидных смол полиамидами происходит благодаря присутствию в молекуле полиамида активных групп NН2 и NН. Отверждение композиций происходит при 20-100°С. Эти композиции обладают хорошей эластичностью, имеют высокую ударную прочность, но невысокие диэлектрические свойства. Применяются для изготовления лаков, клеев, компаундов.

Полисульфидные смолы (тиоколы) также применяются для отверждения эпоксидных смол. Полученные композиции обладают высокой эластичностью, ударной прочностью и хорошими диэлектрическими свойствами. Применяются для изготовления эластичных заливочных компаундов.

1.4 Марки эпоксидных смол

Таблица

Наименование	ТУ	Область применения
Эпоксидно-диановые смолы
ЭД-22	ГОСТ 10587-84(изм. № 1)	Относительно низковязкая жидкая кристализующаяся при хранении смола универсального назначения.
ЭД-20	ГОСТ 10587-84(изм. № 1)	Наиболее широко применяемая жидкая смола универсального назначения
ЭД-16	ГОСТ 10587-84(изм. № 1)	Высоко вязкая смола, применяется в основном в качестве связующего для стеклопластиков.
ЭД-8,ЭД-10	ГОСТ 10587-84(изм. № 1)	Твердые смолы, применяемые для заливочных композиций в радио- и электротехнической промышленности.
Эпоксидно-диановые смолы для ЛКМ
Э-40, Э-40р	ТУ 2225-154-05011907-97	Для изготовления красок,эмалей, лаков, шпаклевок, покрытий стойких к агрессивным факторам окружающей среды и воздействию химических веществ.
Э-41	ТУ 2225-595-11131-395-01	Используется для изготовления эмалей, лаков, шпаклевок, а также заливочных композиций и клеев.
Эпоксидные смолы (импортные)
YD-128	ИМПОРТ	Используется в лакокрасочной, электротехнической и радиоэлектронной промышленности, авиа-, судо- и машиностроении, а также в строительстве в качестве компонента заливочных и пропиточных компаундов, клеев, герметиков, связующих для армированных пластиков и др. Обладает высокой прозрачностью, хорошей адгезией к поверхностям различной природы, что позволяет получать высококачественные покрытия с заданными свойствами (с высокой термо- и химической стойкостью) в зависимости от природы выбранного отвердителя, а также - хорошими экологическими показателями.
ST-1000	ИМПОРТ	Используется для получения композиций, обладающих высокой устойчивостью к длительному воздействию атмосферных факторов, сохраняя первоначальную окраску, структуру и физические свойства полимерного покрытия.Хорошо совмещается с различными смолами. Отверждается немного медленнее, чем эпоксидно-диановые аналоги.
DER 671	ИМПОРТ	Используется в электротехнической и радиоэлектронной промышленности, авиа-, судо- и машиностроении, а также в строительстве в качестве компонента заливочных и пропиточных компаундов, клеев, герметиков, связующих для армированных пластиков.
Эпоксидные модифицированные смолы
КДА-2	ТУ 2225-611-11131395-2005 (изм. № 1)	Связующие для стеклопластиков, клеев и электроизоляционных заливочных композиций.
К-02Т	ТУ 2257-601-11131395-01 (изм. №№1,2)	Для пропитки многослойных намоточных изделий с целью их цементации, повышения влагостойкости
ЭЗ-111	ТУ 2225-560-00203521-01	Для герметизации трансформаторов, для пропитки и заливки деталей электротехнических изделий.
УП-563,УП-599.	ТУ 2225-336-09201208-94	Для изготовления эластичных пропиточно-заливочных компаундов, клеев и связующих для стеклопластиков
К-153	ТУ 2225-598-11131395-01 (изм. №№1, 2,3)	Для заливочных, клеевых, герметизирующих, пропиточных и обволакивающих композиций в различных отраслях промышленности.
К-115К-176К-201	ТУ 2225-597-11131395-01 (изм. №1)	Для пропитки, заливки, обволакивания и герметизации деталей, а также в качестве клеев, электроизоляционных заливочных композиций, изоляционных и защитных покрытий, связующих для стеклопластиков.
КДА	ТУ 2225-611-11131395-2005 (изм. № 1)	Используется в качестве связующих для стеклопластиков, клеев и электроизоляционных заливочных композиций.
Эпоксидные смолы специального назначения(Отвержденные композиции на основе смол специального назначения обладают уникальными физико-механическими и технологическими свойствами, позволяющими применять их в экстремальных условиях работы и окружающей среды в различных областях промышленности и техники.)
ЭА	ТУ 2225-606-11131395-2003 (изм. №1)	Для изготовления низковязких эпоксидных компаундов, используемых в качестве заливочных, пропиточных и клеевых составов, в качестве разбавителя конструкционных связующих.
УП-610	ТУ 2225-606-11131395-2003 (изм. №1)	Для изготовления высокопрочных стеклопластиков, заливочных и пропиточных композиций, клеев, специальных композиционных материалов.
УП-643	ТУ 2225-605-11131395-2003	В составе тепло- и химстойких связующих для стеклопластиков, клеев, компаундов в электротехнической промышленности.
ЭХД(хлорсодержащая смола)	ТУ 2225-607-11131395-2003 (изм. №1)	В качестве основы заливочных компаундов, герметиков, клеев и связующих для угле- и стеклопластиков, обладающих высокими механическими свойствами,пониженной горючестью, высокой влаго- и теплостойкостью,отличной атмосферостойкостью.
УП-637(смола на основе резорцина)	ТУ 6-05-241-194-79 (изм. № 3)	Для изготовления заливочных и пропиточных композиций, клеев, связующих для конструкционных стеклопластиков.
УП-631	ТУ 2225-020-00203306-96	В качестве компонента при изготовлении самозатухающих и негорючих компаундов для пропитки, заливки, клеев, покрытий.
Эпоксидно-модифицированные смолы марки ЭПОФОМ(эпоксидный компаунд для устройства наливных полов, покрытий, ремонта трубопроводов)
Эпофом-1,2,3	ТУ 2225-596-11131395-2000 (изм. №1)	Используются в качестве защитных антикоррозионных покрытий металлических и бетонных строительных конструкций и емкостного оборудования от воздействия химически агрессивных сред; для устройства гидроизоляции, монолитных наливных покрытий бетонных полов; для грунтовки, выравнивания и нанесения отделочного слоя на различные поверхности; для склеивания различных материалов и получения инъекционных композиций для восстановления или усиления железобетонных конструкций.
Эпофом - 1с	ТУ 2225-596-11131395-2000 (изм. №1)	Используется в качестве пропиточной составляющей рукавного материала для ремонта трубопроводов канализационных сетей и напорных сетей холодного водоснабжения без их демонтажа и извлечения из грунта.

2. Области применения