Лакокрасочные материалы и покрытия. Принципы составления рецептур
Отвердители
В двухупаковочных композициях применяют в основном аминофункциональные отвердители. Их смешивают с основой (эпоксидной смолой) непосредственно перед применением. Отверждение происходит за счет присоединения аминофункционального отвердителя к оксира - новым группам эпоксидной смолы (рис. 2.19). Из-за сте - рических факторов первичные амины более активны, чем вторичные (третичные амины совсем не вступают в реакцию). Поэтому начальная стадия реакции отверждения протекает быстрее, чем завершающая (рис. 2.19).
Гидроксильное число, % 0,1 -0,8 0,8-2,5
1.5- 4,6
4.6- 5,1 5,1-6,0 6,0-6,5 6,5-6,8
|
Рис. 2.17. Расчетная зависимость эпоксидного числа от молекулярной массы для эпоксидных смол на основе бисфенола А |
Рис. 2.18. Области применения эпоксидных смол в зависимости от молекулярной массы:
Lm-frei - низкомолекулярные жидкие эпоксидные смолы для двухупаковочных красок, не содержащих растворитель (глава IV-1.2).
2К - твердые эпоксидные смолы для двухупаковочных красок, содержащих растворитель (оптимум - эпоксидная смола типа 1).
Pulver - твердые эпоксидные смолы для порошковых красок.
TS - термоотверждаемые твердые эпоксидные смолы для красок горячей сушки, содержащих растворитель (эпоксидная смола типа 4-9)
Эпоксидная смола Аминный
|
V0 200" № |
Отвердитель
TOC o "1-5" h z О и
/
О—с—с—сн2 + ы—Н' Н2 н н/
|
|
|
|
Н |
|
О + Я—о—с—С^-НСН2 |
Рис. 2.20. Зависимость температуры стеклования от времени отверждения
В процессе отверждения температура стеклования Тд полимера быстро растет (рис. 2.20).
|
Присоединение ОН В-°-йгй-8гГв’ СН2 НО—СН I Сн2 |
Аминофункциональные от - вердители характеризуются аминной эквивалентной массой. Аминная эквивалентная масса - это количество аминно - го отвердителя (в граммах), содержащего 1 моль активного водорода.
|
? |
|
Рис. 2,19. Реакции отверждения эпоксидных смол |
Для превращения 100 ч. (по массе) эпоксидной смолы стехиометрическое количество аминного отвердителя можно рассчитать следующим образом.
Требуемое количество отвердителя = эпоксидное число смолы • N14- эквивалентная масса. Рассчитанное по этой формуле стехиометрическое количество аминофункционального отвердителя не всегда оптимально. Как правило, на практике берут 10 - 20%-ный избыток отвердителя по отношению к расчетному. Это ускоряет отверждение и придает лакокрасочному покрытию лучшие свойства.
Алифатические и циклоалифатические полиамины
Алифатические полиамины (рис. 2.21) - низковязкие вещества с высокой реакционной способностью по отношению к эпоксидным смолам, что
|
В—о—с—СН—сн2 + н2м—я** н2 / о. |
|
-’ВОН |
|
Я—о- |
|
■ГсГ^гй‘ |
|
Н2 н2 |
|
Н2м. |
|
X N С С Н2 Н Н2 Н2 |
|
|
|
|
|
|
 |
|
|
|
|
|
 |
|
 |
|
|
|
|
|
Рис. 2.23. Реакция получения полиаминоамида из димерной жирной кислоты и диэтилентриамина (ДЭТА) |
Н2Ы ^ На°____________________ Н2%/ /'
Т У Х У ==р Н2 Г
5 +На° НгСч уН
Полиаминоамид Имидазолин
Рис. 2.24. Имидазолин
Можно избежать при использовании аддуктов полиаминов с эпоксидной смолой (см. ниже). Циклоалифатические амины (рис. 2.21) из-за стерического фактора менее реакционноспособны, чем алифатические. Ароматические амины применяют в исключительных случаях, так как они канцерогенны.
Путем взаимодействия аминов с этилен - или пропиленоксидом можно получать аминоспиртовые отвердители с высокой реакционной способностью, которые эффективно катализируют реакции отверждения (рис. 2.22). Аналогичным образом реакции отверждения способны катализировать такие соединения, как вода, салициловая и молочная кислоты, фенол.
