Диссертация (Моделирование физико-механических свойств и климатической стойкости эпоксидных композитов), страница 4

Российской промышленностью выпускается широкий ассортимент лаков, эмалей, грунтовок следующих марок: ПФ-115, ПФ-133, ПФ-1126. Недостатками данных покрытий являются значительная продолжительность сушки при нормальной температуре,повышенная загрязняемость, низкая химическая стойкость [60].К наиболее термостойким органическим полимерам можно отнести фенолоформальдегидные олигомеры (при температуре до 300 оС они не претерпеваютникаких изменений).

Данные покрытия характеризуются высокой водо- и химической стойкостью, бензостойкостью и твердостью, но обладают низкой прочностью сцепления с подложкой и повышенной хрупкостью [68, 72].Инденкумароновые полимеры рекомендуются преимущественно для создания термопластичных покрытий с относительно высокой термостойкостью. Покрытия на их основе стойки к действию воды, кислот и щелочей, обладают хорошими электроизоляционными свойствами. К недостаткам можно отнести низкуюсвето- и атмосферостойкость [74].Для изготовления электроизоляционных лаков в нашей стране выпускаютсякремнийорганические жидкости марок ГКЖ-10 и ГКЖ-94. Покрытия на их основеотличаются высокой стойкостью к термоокислительной деструкции, обладаютповышенной морозостойкостью и высокими диэлектрическими показателями.Недостатки кремнийорганических покрытий – довольно высокая хрупкость,необходимость отверждения при высокой температуре.

Кремнийорганическиежидкости характеризуются сравнительно низкой адгезией и недостаточной стойкостью к действию углеводородных растворителей и минеральных масел [84].19Полиуретановые композиции имеют высокие физико-механические свойства (износостойкость, твердость, эластичность), обладают хорошей адгезией кразличным материалам и высокой атмосферостойкостью и химической стойкостью. К недостаткам данных материалов можно отнести трудоемкое производство, а также высокую стоимость [116].Широкое распространение получили фурановые смолы.

Лаки на их основепри отверждении дают бензостойкое покрытие, которое отличается хорошей адгезией, высокой эластичностью, повышенной твердостью и сопротивляемостьюударным воздействиям [129].Перхлорвиниловые лакокрасочные материалы (ЛКМ) часто используют длязащиты изделий из дерева, металла и бетона от воздействия атмосферной влаги,газообразных и жидких агрессивных сред. Данные ЛКМ обладают хорошей водостойкостью, водонепроницаемостью, эластичностью, высокой динамическойпрочностью, низкой паропроницаемостью. К основным недостаткам относитсянизкая термостойкость (не выше 45 С) [96].В большей степени в строительстве применяют материалы на основе эпоксидных смол. Доля эпоксидных покрытий составляет около 50 % общего мирового производства всех видов смол [116].

Композиты на основе эпоксидных смолшироко используются при изготовлении защитно-конструкционных, гидроизоляционных и декоративных покрытий, укладке полов, устройстве штукатурных покрытий [123].Из большого разнообразия эпоксидных смол, выпускаемых российскойпромышленностью, при производстве полимербетонов наибольшее применениенаходят эпоксидные диановые смолы, представляющие собой продукты конденсации эпихлоргидрина с дифенилпропаном в щелочной среде [102]. В зависимости от количественного соотношения компонентов, вступающих в реакцию поликонденсации, получают эпоксидные смолы с линейной структурой и различнойотносительной молекулярной массой – в пределах от 340 до 4 290.

С увеличением20этого показателя их вязкость возрастает, а реакционная способность снижается.Согласно [60] покрытия на основе эпоксидных полимеров отличаются повышенной твердостью, атмосфероустойчивостью, бензостойкостью, водостойкостью, кислото- и щелочестойкостью, высокими электроизоляционными свойствами. Теплостойкость эпоксидных лакокрасочных покрытий достигает 200 С, астойкость к температурным перепадам составляет от –60 до +200 С. При условиивоздействия агрессивных сред температуростойкость низкомолекулярных эпоксидных покрытий снижается до 120–125 С.

При применении специальных отвердителей (например, АФ-2) эпоксидные покрытия можно наносить на влажную поверхность бетона. Важнейшим технологическим преимуществом эпоксидных покрытий является возможность уменьшения числа наносимых слоев за счет большей толщины каждого из них – порядка 50 мкм. Кроме того, эпоксидные покрытия отличаются от других возможностью нанесения на поверхности сложныхконфигураций и простотой возобновления и ремонта [118, 119].Эпоксидные покрытия нашли широкое применение как у нас в стране, так иза рубежом [70, 95].

Покрытия на основе эпоксидной смолы хорошо зарекомендовали себя для защиты поверхностей от действия спирта, вина, плодовых соков. ВЯпонии производят водные дисперсные эпоксидные составы, которые применяютдля устройства покрытий полов и для окраски различных строительных конструкций. В составы эпоксидных эмалей вводят реакционноспособные поверхностно-активные вещества и добавки, преимущественно силиконовые масла,улучшающие саморастекаемость состава.

В США более широко используют модификаторы – полисульфидные каучуки [96]. В агрессивных средах полимерныеоблицовки с успехом заменяют дорогостоящие футеровки из кислотоупорныхблоков. Для создания износостойкого защитного слоя на новых и отремонтированных покрытиях в США применялись пластические массы на основе эпоксидной смолы – гуардкот и релкот. Данные пластмассы в смеси с песком создаютслой, обеспечивающий хорошее сцепление колеса даже с увлажненным покрыти-21ем. В Швеции, Швейцарии для повышения шероховатости бетонных покрытий наних наносят тонкий слой эпоксидной смолы с последующим втапливанием песка.Максимальная шероховатость достигается при применении песка фракций 0,2–0,5мм.Перевод твердых эпоксидных смол в жидкое состояние осуществляют с помощью растворителей или повышенных температур [34].

В технологии полимербетонов применение твердых эпоксидных смол неэффективно, так как в одномслучае растворители понижают плотность композитов, а в другом требуются высокие температуры – порядка 50–155 °С, в зависимости от относительной молекулярной массы смолы. С этой точки зрения более пригодны жидкие смолы марокЭД-16, ЭД-20, ЭД-22, а также их компаунды с каучуками, фурановыми и другимисмолами.Переход эпоксидных смол в неплавкое и нерастворимое состояние осуществляется больше всего под действием отвердителей, которые способствуютсоединению линейных молекул смолы в пространственные образования по местуэпоксидных и гидроксильных групп.

Отверждение эпоксидных смол производится с помощью катализаторов ионного типа (третичные амины, пиперидин, диметиламинометилфенол, хлористая сурьма, фтористые или другие соединения) илисшивающих реагентов (полиэтиленполиамины, этилендиамин и др.). Для холодного отверждения в большей степени используют полиэтиленполиамин, гексаметилендиамин, кубовый остаток гексаметилендиамина. При изготовлении полимербетонных изделий в условиях 100 % влажности и под водой предпочтение отдается аминофенольному отвердителю АФ-2 и аминосланцевому АСФ-10 [38].Следует отметить высокую активность аминных отвердителей и малуюжизнеспособность отвержденных ими эпоксидных композиций. Ускоренное отверждение создает определенные трудности при изготовлении строительных изделий, что особенно характерно для малонаполненных составов, например полимербетонных полов.

В этой связи отвердители, способствующе отверждениюэпоксидных полимербетонов в условиях 100 % влажности и в воде и повышению22их жизнеспособности без ухудшения их физико-технических свойств, активно используются в строительстве с применением полимербетонов.Важными компонентами КСМ, обеспечивающими составам необходимыепоказатели прочности и жесткости, а также цвета, являются различные наполнители и пигменты [58, 73]. В зависимости от поставленных задач применяются теили иные компоненты. Одним из главных требований в этом случае является ихфизико-химическая совместимость со связующим, исключающая появление нежелательных реакций в зоне контакта органической и минеральной фаз [39].Пигменты и наполнители представляют собой порошкообразные вещества,нерастворимые в пленкообразователях и их растворах и образующие после нанесения на защищаемую поверхность ЛКМ покрытия с требуемыми защитными, декоративными или защитно-декоративными свойствами.