Содержание к диссертации
Введение
2. Обзор литературы ?
2.1. Материалы для порошковых композиций 7
2.2. Получение полимерных порошковых материалов
2.5. Методы нанесения покрытий
Задачи исследования
Экспериментальная часть 34
3. Объекты исследований
4. Методы исследований
5. Исследование влияния компонентов рецептуры на свойства покрытий S7
5.1. Влияние строения эпоксидного олигомера
5.2. Влияние типа и количества отвердителя
5.3. Влияние модификаторов
Влияние типа и количества наполнителя 106
6. Исследование влияния методов гомогенизации на технологические свойства порошковых композиций
6.1. Гомогенизация методом вальцевания
6.2. Гомогенизация методом'экструзии
7. Практическое использование результатов исследований
Выводы і 2А
Литература /36
Приложения
- Материалы для порошковых композиций
- Методы исследований
- Влияние строения эпоксидного олигомера
- Исследование влияния методов гомогенизации на технологические свойства порошковых композиций
Материалы для порошковых композиций
Эпоксидные смолы с каждым годом находят всё большее применение в разпичных отраслях народного хозяйства. Это обусловлено тем, что они обладают хорошей адгезией к металлам,стеклу, керамике, высокой твердостью, эластичностью, высокими диэлектрическими свойствами, стойкостью к науглероживанию под действием электрического разряда (трекингостойкостью), кислото- и щелочестойкостью, атмосферостойкостью /39/. Около половины выпускаемых эпоксидных смол потребляет лакокрасочная промышленность 1:A0 J. Лакокрасочнне материалы на основе эпоксидных смол являются сложной системой, состоящей из эпоксидной смолы, отвердишеля, пластификатора, катализатора, пигментов, наполнителей и других компонентов. Однако основным компонентом в этой системе является эпоксидная смола. Эпоксидными смолами называют полимеры, олигомеры или мономеры, содержащие в структуре макромолекулы эпоксидные группы Н-сн-( оС-окислы). Молекулярная масса этих смол составляет от нескольких сотен до нескольких тысяч. При определенных условиях они способны превращаться в неплавкие и нерастворимые продукты.
В зависимости от исходных материалов, применяемых для синтеза, эпоксидные смолы условно можно разделить на четыре основных группы: смолы на основе дифенилолпропана (диановые), смолы на основе фенолоформальдегидных новолаков, смолы на основе алифатических спиртов и циклоалифатические эпоксидные соединения (ЦАЭС).
Несмотря на многообразие эпоксидных олигомеров, наиболее распространены в настоящее время диановые эпоксидные олигомеры. Исходным сырьем для их получения служат 4,4 дигидроксидифенил-пропан (диан) и эпихлоргидрин..
Методы исследований
В исследованиях применяли эпоксидные циклоалифатические диокиси, выпускаемые опытным производством УкрНИИпластмасс, продукты их взаимодействия с дикарбоновыми кислотами, ангидридами дикарбоновых кислот и бисфенолами. Основные характеристики этих продуктов описаны ниже (табл. 3).
В качестве отвердителей эпоксидных олигомеров использованы карбоновые кислоты и ангидриды дикарбоновых кислот, а ускорителями - третичные амины. Характеристики отвердителей и ускорителей описаны ниже (табл. 4).
Использованы в исследованиях в качестве пластификаторов полиэфиры, синтезированные на основе циклоалифатических моноокисей с ангидридами циклоалифатических дикарбоновых кислот. Некоторые свойства полиэфиров приведены ниже (табл. 5).
Модифицирующими добавками использованы кремнийоргани-ческие смолы, фторопласт, каучуки, поливинилбутираль, 4,4-ди-оксидифенилсульфон, свойства которых приведены ниже (табл. б).
Наполнителями в исследованиях были использованы минеральные и синтетические порошкообразные вещества различного химического строения и структуры: кварц молотый пылевидный, гидроокись алюминия, тальк, слюда молотая, аэросил. Основные характеристики наполнителей приведены ниже (табл. 7).
Влияние строения эпоксидного олигомера
Предварительное сухое смешение компонентов осуществлялось в лабораторных условиях в шаровой мельнице МШК-І00, в заводских условиях в смесителе с лопастной мешалкой емкостью 3 мЗ. Продолжительность сухого смешения компонентов составляла 1-1,5 ч., качество распределения последних гарантировалось временем смешения, которое определено опытным путем. При необходимости приготовления порошковых композиций методом сухого смешения или совместной обработкой на вальцах с использованием жидких олигомеров, последние путем предварительного сплавления с расчетным количеством отвердителя переводились в твердый форполимер.
Температура и продолжительность сплавления выбиралась экспериментально в зависимости от активности отвердителя.
Гомогенизация сухой смеси компонентов в лабораторных ус-ловиях осуществлялась на вальцах Л-І6, ПД 320160 »пдб30315, в дисковом экструдере ЭД5,5 двухшнековом смесителе СНД-іОО. В промышленных условиях для гомогенизации сухой смеси компонентов использовали вальцы ВН-2І30.
Условия гомогенизации сухой смеси для каждого типа оборудования и рецептуры порошковой композиции подбирались экспериментальным путем в зависимости от температурно-вязкостных характеристик систем и её отверждающей активности. О качестве гомогенизации композиции судили по величине разброса времени желатинизации и текучести, полученных из пяти определений одной партии сухой смеси, а также по внешнему виду покрытий, их физико-механическим и диэлектрическим свойствам.
Измельчение гомогенизированной композиции до заданной дисперсности осуществляли в две стадии. В лабораторных условиях сначала на роторной дробилке до частиц 1-2 мм с последующим помолом в шаровой мельнице МШК-ЮО. В заводских условиях в мельнице "Альпине" с сеткой 1,5-3 мм с последующим рассевом на медицинском вибросите производительностью 200 кг/час.
Исследование влияния методов гомогенизации на технологические свойства порошковых композиций
Порошковые пленкообразующие композиции (порошковые краски) используют для нанесения на защищаемую поверхность в виде аэродисперсий - двухфазных систем, в которых дисперсной фазой являются частицы полимерной композиции, а дисперсионной средой - воздух или инертный газ. Для формирования покрытий применяют порошки полимерных композиций с размером частиц от 10 до 4.10 м. К полимерным композициям, применяемым в качестве порошковых красок, предъявляют ряд специфических требований. Прежде всего эпоксидные порошковые композиции должны находиться в дисперсном порошкообразном состоянии в условиях хранения и нанесения. Вот почему для их получения применяют эпоксиолигомеры, имеющие температуру размягчения более 343 К . Кроме того, композиции на их основе должны быть стабильны при хранении в нормальных условиях и быстро отверж-даться в условиях пленкообразования.
В настоящей главе приведены результаты исследований влияния рецептуры порошковых композий на её технологические свойства.
На рис.23 показана зависимость времени желатинизации (кривая 1,1 ) и текучести (кривая 2,2 ) порошковых композиций на ОСНОЕЄ форполимера УП-2І06 (кривые 1,2) и форполиме - Ill pa УІІ-663 (кривые І, 2 ), содержащих і качестве отвердителя полиангидрид себациновой кислоты, от температуры размягчения форполимера.
Из представленных данных видно, что с повышением температуры размягчения форполимера текучесть композиции снижается, что вероятнее всего связано с увеличением вязкости форполимера. Закономерность изменения времени желатинизации для композиций на различных форполимерах не одинаковая. Для композиций на основе форполимера УП-2І06 характерно снижение времени желатинизации композиции при повышении температуры размягчения форполимера. Повидимому это связано с увеличением разветвлен-ности форполимера, которая способствует более быстрому переходу предполимера в гелеобразное состояние.
Время желатинизации для композиций на основе форполимера УП-663 неуклонно уменьшается вследствии снижения концентрации эпоксидных групп в олигомере. В такой же зависимости от температуры размягчения форполимеров находится и стабильность порошковых композиций при хранении.
Заивимости между соотношением отведителя с циклоалифатическим диэпоксидом УП-6І2, температурой размягчения форполимера и стабильностью композиции на его основе приведены в табл 21.
С целью получения форполимера при пониженной температуре за более короткое время и с лучшими технологическими свойствами, процесс его получения ведут в присутствии 2 масс.ч. ускорителя-трис-(диметил( амивометил)фенола на 100 масс.ч. циклоалифатического диэпоксида .УЇЇ-6І2, который оказывает свое действие и при отверждениии порошковой композиции.
