Превращаемые пленкообразователи.
Эпоксидные лакокрасочные материалы (лаки и краски).
Эпоксидные смолы охватывают целую группу олигомеров, содержащих эпоксидные группы.
Для изготовления лакокрасочных материалов используется значительное количество выпускаемых промышленностью эпоксидных смол, которые получаются двумя основными способами: взаимодействием эпихлоргидрина с двух- или многоатомными фенолами, фенольными смолами, аминами и другими соединениями или прямым эпоксидированием ненасыщенных соединений надкислотами.
Чаще всего в качестве пленкообразователей используют олигомеры, полученные взаимодействием дифенилолпропана (диана) с эпихлоргидрином в щелочной среде.
При дальнейшей поликонденсации диглицидилового эфира с дифенилолпропаном получаются диановые эпоксидные олигомеры, относительная молекулярная масса которых зависит от соотношения дифенилолпропана и эпихлоргидрина.
Хотя с увеличением относительной молекулярной массы реакционная способность и растворимость диановых эпоксидных олигомеров уменьшаются, физико-механические свойства покрытий на основе более высокомолекулярных олигомеров выше, и поэтому в качестве пленкообразователей наиболее часто используют олигомеры с относительной молекулярной массой более 800.
Пленкообразование покрытий на основе эпоксидных смол заключается в нанесении на защищаемую поверхность раствора смолы в органических растворителях, содержащего также Другие компоненты, удалении растворителя и в последующей поликонденсации или полимеризации смолы на поверхности.
Эпоксидные смолы хорошо растворимы в кетонах, сложных эфирах и простых эфирах гликолей, а также в их смесях с небольшими количествами ароматических углеводородов, образуя концентрированные растворы.
Без последующей поликонденсации или полимеризации эпоксидные смолы образуют покрытия с низкими физико-механическими свойствами, водостойкостью и адгезией. Процесс поликонденсации эпоксидного олигомера происходит в результате его реакции с другим функциональным соединением — отвердителем, в качестве которого могут использоваться амины, полиамидные смолы, изоцианаты, феноло- и аминоформальдегидные смолы, ангидриды органических кислот.
При ионной полимеризации эпоксидных олигомеров в качестве отвердителей применяют инициаторы ионной полимеризации. Термин отверждение эпоксидных смол подразумевает оба эти процесса.
В авиационной промышленности наибольшее распространение получили эпоксидные лакокрасочные материалы, отверждаемые полиаминами, полиамидами и изоцианатами.
При взаимодействии первичных полиаминов с олигомерами, содержащими две эпоксидные группы и более, образуются полимеры пространственного строения.
Вторичные полиамиды с бифункциональными эпоксидными олигомерами образуют полимеры только линейного строения.
Чаще всего для отверждения эпоксидных смол используют алифатические полиамины (1,6-гексаметилендиамин, 1,2-этилен-диамин, полиэтиленполиамин и др.), которые вводят из расчета на каждые две эпоксидные группы одна первичная аминогруппа. Теоретически каждая молекула эпоксидного олигомера должна иметь на каждом конце эпоксидную группу. Но из-за частичного взаимодействия эпоксидных групп с гидроксильными и образования некоторого количества молекул, имеющих на конце остаток дифенилолпропана, на каждую молекулу олигомера будет приходиться менее двух эпоксидных групп.
Реакция аминов с эпоксидными смолами протекает быстро даже при комнатной температуре, и это вызывает необходимость их введения непосредственно перед применением. На 100 ч. по массе эпоксидной смолы Э-41 добавляют 6 ч. по массе гексаметилендиамина.
Скорость отверждения эпоксидных смол уменьшается при снижении температуры и введении растворителей.
Эпоксидные смолы могут отверждаться не только аминами, но и олигоамидами, содержащими вторичные и первичные аминогруппы.
Такие олигоамиды, или низкомолекулярные полиамидные смолы, имеющие аминное число от 80 до 400 и относительную молекулярную массу от 2000 до 5000, получаются при взаимодействии димеризованных жирных кислот высыхающих масел с полиэтиленполиаминами.
Низкомолекулярные полиамидные смолы - высоковязкие отвердители, их трудно вводить в эпоксидные лакокрасочные материалы без предварительного растворения.
Олигомеры также отверждают эпоксидные смолы при комнатной температуре, и поэтому их вводят в эпоксидные лакокрасоч¬ные материалы перед применением. Для отверждения 100 ч. по массе эпоксидной смолы Э-41 необходимо 50 ч. по массе поли амидной смолы.
Отверждение эпоксидных лакокрасочных материалов полиамидными смолами дает следующие преимущества по сравнению с аминами: значительное снижение токсичности; сохранение свойств покрытий при колебании количества введенного полиамида ±20% от оптимального, что недопустимо для отвердителей типа гексаметилендиамина; повышение жизнеспособности лакокрасочных материалов с введенным отвердителем с 20—40 до 120— 140 ч; допустимость использования в рецептуре лакокрасочного материала цинковой и алюминиевой пудры и др.
На основе эпоксидных смол, отверждаемых аминами, полиамидными смолами и изоцианатами, изготовляют грунтовки, шпатлевки, эмали и лаки, которыми защищают алюминиевые и магниевые сплавы, стали и неметаллические материалы.
