Изучение водостойкости эпоксидных покрытий модифицированных неорганическими связующими порошками
|
Введение 3
1. Патентный поиск эпоксидных покрытий с высокими водостойкими
характеристиками 6
2. Оценка современных порошковых модификаторов повышающих
водостойкость 18
2.1. Классификация коррозионных процессов. Химические реакции при
взаимодействия железа с различными агрессивными средами 9
2.2. Полимерные модификаторы с гидрофобизирующими свойствами 32
2.3. Прочие модификаторы 36
3. Характеристика исходных материалов. Методика исследований 38
3.1. Характеристики портладцемента. Химические реакции при твердении 40
3.2. Характеристика гашеной извести. Химические реакции при твердении 44
3.3. Характеристика негашеной извести. Химические реакции при
твердении 46
3.4. Технические характеристики смолы ЭД 20 с отвердителем ПЭПА .... 49
3.5. Определение стойкости к статическому воздействию в соответствии с -
ГОСТ 9.403-80( СТ-СЭВ 5260-85) метод А (вода, 5% раствор натрия хлористого 7 суток) 58
3.6. Исследования адгезии покрытия методом отрыва грибков по ГОСТ
32299-2013 63
4. Исследование водостойкости рядовых эпоксидных покрытий (вода, 5%
раствор натрия хлористого 7 суток) 69
4.1. Исследование водостойкости полимерных покрытий
модифицированных гашенной известью (вода, 5% раствор натрия хлористого 7 суток) 70
4.2. Исследование водостойкости полимерных покрытий
модифицированных негашеной известью (вода, 5% раствор натрия хлористого 7 суток) 75
4.3. Исследование водостойкости полимерных покрытий
модифицированных гашеной известью и негашеной (вода, 5% раствор натрия хлористого 7 суток) 80
4.4. Исследование водостойкости полимерных покрытий модифицированных негашеной известью и портландцементом (вода, 5%
раствор натрия хлористого 7 суток) 85
4.5. Исследование водостойкости полимерных покрытий
модифицированных гашеной известью и портландцементом ( вода.5 % раствор натрия хлористого 7 суток) 90
4.6. Исследование прочности сцепления покрытия рядовых и
модифицированных составов (вода, 5% раствор натрия хлористого 7 суток) 96
5. Разработка составов покрытий с повышенными водостойкими характеристиками 102
Заключение 103
Список литературы 104
1. Патентный поиск эпоксидных покрытий с высокими водостойкими
характеристиками 6
2. Оценка современных порошковых модификаторов повышающих
водостойкость 18
2.1. Классификация коррозионных процессов. Химические реакции при
взаимодействия железа с различными агрессивными средами 9
2.2. Полимерные модификаторы с гидрофобизирующими свойствами 32
2.3. Прочие модификаторы 36
3. Характеристика исходных материалов. Методика исследований 38
3.1. Характеристики портладцемента. Химические реакции при твердении 40
3.2. Характеристика гашеной извести. Химические реакции при твердении 44
3.3. Характеристика негашеной извести. Химические реакции при
твердении 46
3.4. Технические характеристики смолы ЭД 20 с отвердителем ПЭПА .... 49
3.5. Определение стойкости к статическому воздействию в соответствии с -
ГОСТ 9.403-80( СТ-СЭВ 5260-85) метод А (вода, 5% раствор натрия хлористого 7 суток) 58
3.6. Исследования адгезии покрытия методом отрыва грибков по ГОСТ
32299-2013 63
4. Исследование водостойкости рядовых эпоксидных покрытий (вода, 5%
раствор натрия хлористого 7 суток) 69
4.1. Исследование водостойкости полимерных покрытий
модифицированных гашенной известью (вода, 5% раствор натрия хлористого 7 суток) 70
4.2. Исследование водостойкости полимерных покрытий
модифицированных негашеной известью (вода, 5% раствор натрия хлористого 7 суток) 75
4.3. Исследование водостойкости полимерных покрытий
модифицированных гашеной известью и негашеной (вода, 5% раствор натрия хлористого 7 суток) 80
4.4. Исследование водостойкости полимерных покрытий модифицированных негашеной известью и портландцементом (вода, 5%
раствор натрия хлористого 7 суток) 85
4.5. Исследование водостойкости полимерных покрытий
модифицированных гашеной известью и портландцементом ( вода.5 % раствор натрия хлористого 7 суток) 90
4.6. Исследование прочности сцепления покрытия рядовых и
модифицированных составов (вода, 5% раствор натрия хлористого 7 суток) 96
5. Разработка составов покрытий с повышенными водостойкими характеристиками 102
Заключение 103
Список литературы 104
Эпоксидные покрытия это защитные покрытия от коррозии металлических изделий с помощью эпоксидных смол. Повышения водостойкости клеевых соединений можно добиться различными путями.
Способы повышения водостойкости сводятся в поверхностной защите клеевых соединений от действия влаги, снижению водопоглощения, диффузии, пористости склеиваемых материалов и клеев, их модификации различными способами, снижению влажностных напряжений конструктивны ми мерами или модификацией клея, адсорбционной обработке склеиваемых материалов веществами, повышающими водостойкость соединений, повышению прочности и водостойкости адгезионных связей полимерсубстрат. Выбор метода зависит от природы склеиваемых материалов, условий эксплуатации клеевого соединения и других факторов.
Существенное влияние на водостойкость эпоксидных клеев оказывают отвердители. Водостойкость этих клеев повышается в ряду полиэтиленполиамин, низкомолекулярные полиамиды, ароматические амины, ангидриды. Однако даже в пределах одного класса отвердителей водостойкость клеев также может меняться. Например, при отверждении клеев на основе эпоксидной смолы ЭД-20 или компаунда К-153 продуктом УП-583 (ди-этилентриаминометилфенол) водостойкость клеевых соединений выше, чем в случае отверждения их полиэтиленполиамином, хотя исходная прочность находится на одном уровне. Повышению водостойкости эпоксидных клеев способствует применение их с подслоями из фенольных клеев.
В антикоррозионной технике эпоксидные смолы занимают одно из первых мест среди наиболее известных полимерных материалов. Покрытия на их основе обладают высокими адгезионными свойствами (иногда их применяют без грунтовки), прочностью, водонепроницаемостью, химической стойкостью при повышенных температурах, отличными электроизоляционными свойствами и технологичностью. Высокая реакционная способность эпоксидных смол позволяет путем применения различных модифицирующих добавок получать покрытия с необходимыми свойствами.
В технологии полимерных композиционных материалов широко известен метод модификация полимеров путем наполнения их тонкодисперсными порошками, с целью улучшения физико-механических свойств. Однако, объем научных публикаций в отечественной и зарубежной литературе свидетельствует о неослабевающем интересе к проблеме наполнения полимеров, в том числе эпоксидных. Важнейшими среди множества составляющих ее вопросов являются вопросы определяющие эффект усиления - природа наполнителя, механизм взаимодействия полимера с поверхностью твердого наполнителя и влияние степени дисперсности наполнителя на свойства композита. В значительной степени это относится и к защитным полимерным покрытиям.
Эксплуатация полимерных покрытий (материалов), как правило, сопряжена с одновременным воздействием механических напряжений и окружающей среды, в первую очередь влаги. Влияние воды на свойства эпоксидных полимеров (далее - ЭП) в настоящее время исследовано явно недостаточно, а имеющиеся сведения часто противоречивы. С одной стороны, существует общепринятое мнение, что вода оказывает неблагоприятное воздействие на физико-механические свойства ЭП вследствие эффекта пластификации. При этом, изменения свойств полностью обратимы при сушке. С другой стороны, в ряде появившихся в последнее время работ показано, что кроме общей тенденции ухудшения механических свойств, при воздействии воды могут наблюдаться более сложные специфические эффекты. Это подчеркивает необходимость дальнейших исследований в данном направлении. В своей научно-исследовательской работе я решил изучить (исследовать) повышение водостойкости эпоксидных покрытий (лаки, краски, клеи, герметики) путём модифицирования гашеной и негашеной извести.
Целью магистерской работы является исследование влияния гашеной и негашеной извести на эпоксидные покрытия в водной среде.
Поставлены следующие задачи для реализации поставленной цели:
1) Проведение патентного поиска эпоксидных покрытий модифицированных неорганическими порошками.
2) Выбрать типовые материалы для получения покрытий (ЭД20 ГОСТ Р; известь гашеная и негашеная ТУ; СТП; ГОСТ P).
3) Выбрать методики испытаний покрытий по отверждению и водостойкостью (водостойкостью в нейтральной среде и адгезия).
4) Провести испытания покрытий и описать полученные результаты.
5) Предложить рецептуры составов покрытий с повышенными водостойкими характеристиками.
Способы повышения водостойкости сводятся в поверхностной защите клеевых соединений от действия влаги, снижению водопоглощения, диффузии, пористости склеиваемых материалов и клеев, их модификации различными способами, снижению влажностных напряжений конструктивны ми мерами или модификацией клея, адсорбционной обработке склеиваемых материалов веществами, повышающими водостойкость соединений, повышению прочности и водостойкости адгезионных связей полимерсубстрат. Выбор метода зависит от природы склеиваемых материалов, условий эксплуатации клеевого соединения и других факторов.
Существенное влияние на водостойкость эпоксидных клеев оказывают отвердители. Водостойкость этих клеев повышается в ряду полиэтиленполиамин, низкомолекулярные полиамиды, ароматические амины, ангидриды. Однако даже в пределах одного класса отвердителей водостойкость клеев также может меняться. Например, при отверждении клеев на основе эпоксидной смолы ЭД-20 или компаунда К-153 продуктом УП-583 (ди-этилентриаминометилфенол) водостойкость клеевых соединений выше, чем в случае отверждения их полиэтиленполиамином, хотя исходная прочность находится на одном уровне. Повышению водостойкости эпоксидных клеев способствует применение их с подслоями из фенольных клеев.
В антикоррозионной технике эпоксидные смолы занимают одно из первых мест среди наиболее известных полимерных материалов. Покрытия на их основе обладают высокими адгезионными свойствами (иногда их применяют без грунтовки), прочностью, водонепроницаемостью, химической стойкостью при повышенных температурах, отличными электроизоляционными свойствами и технологичностью. Высокая реакционная способность эпоксидных смол позволяет путем применения различных модифицирующих добавок получать покрытия с необходимыми свойствами.
В технологии полимерных композиционных материалов широко известен метод модификация полимеров путем наполнения их тонкодисперсными порошками, с целью улучшения физико-механических свойств. Однако, объем научных публикаций в отечественной и зарубежной литературе свидетельствует о неослабевающем интересе к проблеме наполнения полимеров, в том числе эпоксидных. Важнейшими среди множества составляющих ее вопросов являются вопросы определяющие эффект усиления - природа наполнителя, механизм взаимодействия полимера с поверхностью твердого наполнителя и влияние степени дисперсности наполнителя на свойства композита. В значительной степени это относится и к защитным полимерным покрытиям.
Эксплуатация полимерных покрытий (материалов), как правило, сопряжена с одновременным воздействием механических напряжений и окружающей среды, в первую очередь влаги. Влияние воды на свойства эпоксидных полимеров (далее - ЭП) в настоящее время исследовано явно недостаточно, а имеющиеся сведения часто противоречивы. С одной стороны, существует общепринятое мнение, что вода оказывает неблагоприятное воздействие на физико-механические свойства ЭП вследствие эффекта пластификации. При этом, изменения свойств полностью обратимы при сушке. С другой стороны, в ряде появившихся в последнее время работ показано, что кроме общей тенденции ухудшения механических свойств, при воздействии воды могут наблюдаться более сложные специфические эффекты. Это подчеркивает необходимость дальнейших исследований в данном направлении. В своей научно-исследовательской работе я решил изучить (исследовать) повышение водостойкости эпоксидных покрытий (лаки, краски, клеи, герметики) путём модифицирования гашеной и негашеной извести.
Целью магистерской работы является исследование влияния гашеной и негашеной извести на эпоксидные покрытия в водной среде.
Поставлены следующие задачи для реализации поставленной цели:
1) Проведение патентного поиска эпоксидных покрытий модифицированных неорганическими порошками.
2) Выбрать типовые материалы для получения покрытий (ЭД20 ГОСТ Р; известь гашеная и негашеная ТУ; СТП; ГОСТ P).
3) Выбрать методики испытаний покрытий по отверждению и водостойкостью (водостойкостью в нейтральной среде и адгезия).
4) Провести испытания покрытий и описать полученные результаты.
5) Предложить рецептуры составов покрытий с повышенными водостойкими характеристиками.
Мы исследовали влияние гашеной и негашеной извести на эпоксидные покрытия в водной среде. Провели патентный поиск эпоксидных покрытий модифицированных неорганическими порошками. Выбрали типовые материалы для получения покрытий (ЭД20 ГОСТ Р; известь гашеная и негашеная ТУ; СТП; ГОСТ P). Выбрали методики испытаний покрытий по отверждению и водостойкостью (водостойкостью в нейтральной среде и адгезия). Провели испытания покрытий и описали полученные результаты. Предложили рецептуры составов покрытий с повышенными водостойкими характеристиками.
В ходе работы мы ознакомились с различными модификаторами в соединении с эпоксидной смолой. Так же мы узнали их характеристики, узнали про различные виды оборудования, провели множество различных опытов на водопроницаемость и адгезию, научились высчитывать предел прочности, сделали графики процентного соотношения составов и предела прочности, разработали 5 составов покрытий с повышенными водостойкими характеристиками.
В ходе работы мы ознакомились с различными модификаторами в соединении с эпоксидной смолой. Так же мы узнали их характеристики, узнали про различные виды оборудования, провели множество различных опытов на водопроницаемость и адгезию, научились высчитывать предел прочности, сделали графики процентного соотношения составов и предела прочности, разработали 5 составов покрытий с повышенными водостойкими характеристиками.