ЛКМ - О эпоксидных ЛКМ

Эпоксидные лакокрасочные материалы представляют собой растворы пленкообразующих в соответствующих растворителях, содержащие пластификаторы, пигменты, наполнители и другие добавки.

Пластификаторы служат для повышения эластичности полимера и повышения его морозостойкости. Они должны характеризоваться малой упругостью пара, не растворяться в воде и обладать термо - и светостойкостью. Для пластифицирования эпоксидных смол могут применяться фталаты, адипинаты, себацинаты, эпоксидированные и хлорированные (совол) продукты и низкомолекулярные полиэфиры. Наиболее часто используют зфиры о-фталевой кислоты, например, дибутилфталат, диоктилфталат, ди - (2-этилгексил)-фталат и др.

Наполнители способствуют уменьшению усадки лакокрасочного покрытия при отверждении, снижению внутренних напряжений, а также изменению коэффициента объемного расширения покрытия, что особенно существенно при изготовлении шпатлевок. Они также могут увеличивать термическую и химическую стойкость покрытий (микронизированиые слюда, тальк, асбест).

Пигменты служат для придания покрытиям требуемого цвета; они могут значительно повышать антикоррозионляционные свойства. Например, в уачестве антикоррозионных пигментов используются железоокисные красный и желтый, крон свинцовый и цинковый и т. д.</p> <p>В зависимости от типа эпоксидной смолы для изготовления лакокрасочного материала применяются различные растворители. Эпоксиэфиры растворимы в углеводородах, и поэтому выбор растворителей для них не представляет трудностей. Необходимо только, в зависимости от жирности, подбирать соответствующее соотношение алифатических и ароматических углеводородов.

Для растворения эпоксидно-фенольных и эпоксидно-меламиновых композиций обычно применяют смесь толуола и целлозольв-ацетата. Выбор системы растворителей для приготовления эпоксидно-полиаминных и эпоксидно-полиамидных композиций холодного отверждения необходимо производить очень тщательно, чтобы не получить дефектную пленку. Летучая часть смесей таких растворителей обычно состоит из кислородсодержащих растворителей (ацетон, метилизобутилкетон, простые зфиры гликоген, бутил ацетат) и ароматических углеводородов (толуол, ксилол и др.).

На основе эпоксидных смол в СССР вырабатывают различные лакокрасочные материалы: грунтовки, шпатлевки, лаки и эмали, причем вследствие малой жизнеспособности эпоксидных материалов с введенными отвердителями или катализаторами большую часть этих материалов поставляют в виде двух компонентов.

Грунтовки. На основе эпоксидной смолы Э-41 с добавлением меламино-формальдегидной смолы изготовляют грунтовки ЭГ1-09Т красного и желтого цветов. Они применяются, соответственно, для грунтования черных и цветных металлов и используются при получении эпоксидных покрытий, предназначенных для тропического к климата (95—98%-ная относительная влажность при температуре до 40 °С).

Грунтовка ЭП-076 желтая на основе смолы 3-41 используется в сочетании с отвердителем № 2 и предназначена для грунтования изделий из стали и магниевых сплавов, на которые наносят эпоксидные эмали ЭП-140. На основе эпоксидной смолы Э-30 изготавливают грунтовку УР-012к и УР-012ж, соответственно красного и

И - ~ - IVIV /АЛ TJ • . Willi 11 [^ДПАДИ a 'iCJU tJi дли грун о лния, черных металлов (УР-012к), а также алюминия и его сплавов (УР-012ж). Грунтовку УР-012 применяю! в сочетании с эмалыо УР-Г/о для получения покрытий с повышенной влагостойкостью. В Государственном научно-исследовательском и проектном институте лакокрасочной промышленности (ГИПИ ЛКП) разработаны грунтовки 311-057 и 311-060 па основе .эпоксидной смолы 3-41 или 3-33. Грунтовка 311-057 протекторная содержит в качестве пигмента цинковую пыль, а грунтовка Э11-060 комбинированная —смееьцинковой пыли и свинцового сурика. В сочетании с отвердителсм № 3 их применяют для защиты стальных конструкций в атмосферных условиях и при воздействии минерализованной воды. Покрытие, получаемое при нанесений грунтовки 311-057 электропроводной поэтому допускается проведение сварочных работ на поверхности без предварительной зачнотки. В Государственном научно-исследовательском и проектном институте минеральных пигментов (ГИМН) разработана новая протекторная грунтовка ОЗП-041, представляющая собой дву ^компонентную систему, состоящую из раствора смолы 3-41, содержащего цииков} ю пыль (~1Ю%) и полиамидного отвердителн ПО-ЗОО (отвердитель № 5). Жизнеспособность материала после введения отвердителн составляет 48 ч. Грунтовка предназначается для защиты корабельной стали во время межоперационного хранения. Покрытие слоем 30—40 мк выдержало испытание при 18—20 сС в течение 200 суток в дист иллированной воде н 3%-иом водном растворе поваренной соли н в течение 400 суток на крыше испытательной станции8.

Шпатлевки. Способность эпоксидных смол высыхать в условиях отсутствия кислорода воздуха и без выделения побочных продуктов, а га клее резкое снижение вязкости при введении небольшого количества растворителей позволило использовать эти смолы как основу для изготовления шпатлевок высокого качества. Эпоксидные шпатлевки характеризуются высокой адгезией к различным материалам, поэтому их можно наносить на поверхность изделия без предварительного грунтования. Они применяются для выравнивания поверхности изделий из черных и цветных металлов, пластиков, керамики, дерева и т. д.

Шпатлевки изготавливают на основе смолы Э-40 (ЭП - 00-8, ЭП-OO-iO, Э-4020, Э-4022, ЭШ-2 и др.) к смолы cMti (IU11-3). Для их отверждения применяется отвердитель iv 1. Сушка шпатлевок осуществляется как при нор мал ь - пон, так и повышенной температурах.

Для выравнивания дефектов крупногабаритного литья па некоторых предприятиях используют смеси, состоянии' из 1U0 вес. ч. шпатлевок ЭП-00-10 и Ю0—140 вес. ч. мелкого металлического порошка . Разработана также ре - н in ура10, предусматривающая введение в состав шпатлевки 311-00-10 мелкоизмельченного сухого асбеста в количестве 30—50% (от массы шпатлевки). Усадка таких пк гавов практически равна пулю, и они могут прпменять - < 1 д-1я заполнения дефектов литья глубиной до 50 мм.

Шпатлевки ЭП-00-Ь и ЭП-00-10 предназначены для выравнивания поверхностей деталей из алюминиевых, Mai нпеаых, титановых сплавов и ст алей; шпатлевка Э-4020 iipi in.(значена для нанесения на керамическую обмазку, .1 шпатлевка Э-4022 —для выравнивания поверхнос.- п п металла и пенопластов; шпатлевки ЭШ-2 и ВШ-3 ис - н милуют для выравнивания поверхностей.стеклопластиков Кроме того, шпатлевки ЭП-00-10 и ЭГ1-402Ц могут применяться в качестве грунтовок, а также самостоятельны покрытий, стоиких в растворах щелочей, бензине, В и и минеральном масле. »мали и лаки. На основе эпоксидных смол выпускают - • I. о Iыном ассортименте эмали и лаки, обладаю]дне раз - И'н .j |зпыми цепными свойствами. к.млп и лаки па основе эпоксидной смолы Э-40 обыч - Н ' in верждают полиэтиленнолнаминами (эмали ЭП-531 в Ч I /'13) или отверднтелем Л » 1 (лак Э-4001). Сии стойки в 111 м< к »|к-ре производственных помещений химических in .i.ii рязпеипои двуокисью серы, серным ангидридом, MBipiB Iмм водородом и г. п. Покрытия на основе лака I it 11 стойки в горячих растворах щелочей.

Il.i основе смолы Э-41 изготавливают эмали и лаки, и|м р/кчаемые с помощью отвердителей № 1 или АЭ-4 I и11 >11 3)5, 3-11, 33-341-1, 311-56, ЭП-4Г71, ЭП-4173, мш.и 'I I !>.'), Э-4100 и др.). Покрытия отличаются хорошей ii.il up и к черным и некоторым цветным металлам, высо - » щ a .inn v кой стойкостью, особенно в щелочах; при этом 1 оно и | покрытии, полученных при повышенных тем- • I - | т. выше, чем при нормальной температуре. Наи - | о ву I < Ioiiкосiь в горячих щелочных растворах имеют эмали ЭП-4171, ЭП-4173 и лаки Э-4100 и Э-4001. Эмали Э11-255, Э-11 и ЭЭ-341-1 имеют термостойкость 150—180 °С.

Эмаль У Р-175 и лак УР-231 на основе смолы Э-30 отвер - ждаются дпэтиленгликольуретаном ДГУ. Для эмали УР - 175 характерна отличная водостойкость, а для лака УР - 231 — высокие адгезионные и электроизоляционные свойства.

В состав многих эпоксидных эмалей и лаков входят отвс ржда ющие и х смол ы: мел а мин о-фо р мал ьде гид и ые (эмали 311-747, лаки ЭП-074, 311-075), мочевиио-формаль - дегидпые (эмаль 311-91), крезолыю-формальдегидные (лак ЭГ1-96), феиольные (эмали 311-546, 311-718). Эти лаки и эмали отверждаются при 150—200 С'С; они характеризуются высокой прочностью на удар, стойкостью в минеральных маслах, бензине, воде и термостойкостью при температурах 100—150 С. Эпоксифепольиые эмали 311 - 546 и ЭП-718 обладают высокой химической стойкостью; эмали 311-74 Г, 311-91 и лак 311-96 — высокими электроизоляционными свойствами. Эмаль ЗП-148, содержащая эпоксидную, меламнно-формальдегидиую и алкидную смолы, высыхает при 120 °С, а покрытие па ее основе атмос - феростойко и термостойко до 100 С.

Эпоксидно-полиамидные эмали ЭП-140 всех цветов, кроме алюминиевого, отверждаются обычно при нормальной температуре отвердей едем № 2; для эмали ЭП-140 алюминиевого цвета используют отвердитель № 4. Эти эмали отличаются повышенной жиз!неспособностью, а покрытия на их основе термостойки при температурах 100—150 °С и выдерживают периодическое воздействие минеральных масел, бензина, воды; эмаль алюминиевого цвета выдерживает кратковременный нагрев до 300 °С. Эпоксиэфириые эмали ЭП-716 разных цветов высыхают при нормальной температуре при добавлении сиккатива. Получаемые атмосферостойкие покрытия выдерживают температуры от —60 до —150 СС. Л а ко красочные материалы па основе продуктов взаимодействия эпоксидной смолы с иизкомолекулярным тиоколом (эмали ЭП-711) при отверждении их полиизоциапа - тами образуют химически стойкие покрытия, стойкие в органических растворителях.

Ннтроэпоксидные эмали, применяемые для окраски грузовых автомобилей, высыхают при нормальной температуре без добавления отвердителей. Получаемые атмос - 11it |м>. топкие покрытия выдерживают периодическое воз - IRII IIIIIO минеральных масел, бензина и воды. Эмаль ЭП - М (на основе смолы Э-30 и коллоксилина) образует пок - 111.11 н!>I, стойкие в условиях тропического климата (в по - ч< пи-пни под навесом).

>покспдпые смолы 3-30 Г и Э-05 нашли применение в I in депо и промышленности для защиты консервной тары н • (к юн жести. Лак Э-30-59 получают на основе смол Э - II) I. М)5 и ксилепол-формальдегидной КФЭ; лак ЭП - прп сочетании смол Э-05, алкидпо-эиоксидпой и фене и формальдешдпой с использованием в качестве ускорим им отверждения ортофосфорпой кислоты; лак ЭП - прн взаимодействии смолы Э-ЗОТ и бутанолизиро - itniiiKii'O тетраалкогольдифепнлолпропана с использованием в качестве катализатора отверждения полибутилтита-

II Л I I.

I; тоетой кие покрытия получают па основе эпоксидных < - I I >4-5, ЭД-6 или Э-40 с добавлением этинолевого лака ||'.р,к-кн 311-755 различных цветов) и па основе смолы ЭД-5 • л юанлепйем каменноугольного лака (краска ЭП-917). | >i I грдпгелями этих красок служат полиамины. Многие лакокрасочные материалы па основе эпоксидны - i мол находятся в стадии испытания или освоения, е н рпмер эиоксидпо-метакриловые лаки горячей сушки11, iipt и 1пнл',иощне собой сочетание растворов смол ЭД-6 и in > И) н эмульсионного сополимера бутилмегакрилата I I Iакриловой кислотой (смолы БДН<-5), иногда с добав - 'и пнем меламиио-формальдегидной смолы К-421-02. По - I pi.ii пи из таких лаков обладают высокими физико-меха - н и 'it') I ими и антикоррозионными свойствами.

I' I фаботапа рецептура 12 и выпущены опытные партии fx' роизолиционного лака КО-89, в котором плеико - HI.pi I\IOIII.II м служит к р е м н и йо р га ни ческа я смола, моди - фнипрои шпая смолой Э-40 (7 : 3). Лак высыхает за 24 ч мри нормальной температуре; отвердителем служит поли - I I HI •> шампп; при дополнительной термообработке при ■ПО I м основе этого лака получают покрытия с новышен - и I м к ю и керосииостойкостыо.

I* ip юотаниые111 маркировочные эмали ЭП-572 раз - III I и v иве гон па основе эпоксидной смолы Э-40 при добав - I' и .и » „ нолнэтнлеиполнамииа высыхают в течение 2 ч нрн 1.р ' или 0,5 ч при 140 °С. Допускается также сушка при imp I Iлыюн температуре в течение не менее 21 суток.

см и эмали предназначены для радиоэлектронной промышленности; они стойки и спирто-беизииов;ой смеси (в условиях промывки на ультразвуковой установке), при повышенной вл I ж ноет и воздуха, перепаде температур от —60 до I 110 °С.

В последние годы разработаны рецептуры эпоксидных л а ков, не содержащих растворителей на Основе эпоксидных смол Э-40, Э-41, Э-33 и моноглииидиловых эфиров. Последние служат растворителями эпоксидных смол, а при добавлении отвердителя они принимают участие в пленкообра - зовапии в качестве одного из компонентов14. При отверждении таких лаков аминами, и особенно полиамидами, получают покрытии с хорошими физико-механическими свойствами, стойкие в различных агрессивных средах. Преимуществом этих лаков по сравнению с другими лаками является возможность нанесения за один раз более тол - сгон пленки, снижение пожароопасностп и исключение потер ь раствор ител еи.

Большое внимание уделяется созданию порошковых эпоксидных красок, предназначенных для нанесения в псевдооЖиженпом слое на предварительно нагретые детали. Разработаны15 композиции, па основе которых могут быть получены покрытия, обладающие высокими физикоме х а н и ч ее к и м и, д иэ л е кт р и чес к 11 м и, а и т и ко р роз и о ин ы м н свойствами.

Однако вследствие высокой температуры плен - кообразовяпия (150—300 °С) применение их ограничено, так как многие изделия в радиоэлектронной, электротехнической и других отраслях промышленности не допускают нагрева выше 120 °С.

В связи с этим значительный интерес представляют разработанные в последнее время порошковые композиции ПК-355 и ПК-371 па основе серийно выпускаемых эпоксид - но-днаиовых смол и нового аминпого отвердителя (отличающегося малой активностью в интервале температур 20—80 °С и достаточно высокой реакционной способностью при температуре выше 100°С) и эпокспфенольные порошки на основе эпоксифенольных блоксополимеров16»17.

На основе этих материалов могут быть получены покрытия, отверждаемые при температуре 120 °С и обладающие высокими механическими и электроизоляционными показателями. I l.i приведенного краткого обзора следует, что выпускаемы- промышленностью эпоксидные лакокрасочные матерка п.! обладают различными физико-механическими и ди - in\'K 1 рпчсскими свойствами, а также различной стойкостью и п |нч гивпых средах. Поэтому при выборе систем эпок - » 1ДПЫХ защитных лакокрасочных покрытий необходимо учитывать конкретные условия эксплуатации и свойства /HOI I пдпых материалов.