DataLife Engine > Версия для печати > Технологія виробництва епоксидних смол

Міністерствоосвіти і науки РФ

Державнезагальноосвітній заклад

Вищогопрофесійної освіти

Володимирськийдержавний університет імені А.Г. і Н.Г. Столєтова

Кафедра полімернихматеріалів

Технологіявиробництва епоксидних смол

Володимир,2011

Зміст

епоксидний смола пінопласткомпаунд

Введення

1. Епоксидні смоли

1.1 Технологічний процес виготовленняепоксидної смоли

1.2 Отверждение епоксидних смол

1.3 Взаємодія епоксидних смол зрізними отвердителями

1.4 Марки епоксидних смол

2. Області застосування

2.1 Епоксидні компаунди

2.1.1 Епоксидні формувальні компаунди

2.1.2 Епоксидні смоли для інструменту іпристосувань

2.1.2.1 Форми з епоксидних смол длязаливальних і формувальних компаундів

2.1.2.2 Епоксидні смоли для матриць

2.1.2.3 Системи з епоксидних смол дляштампування металу.

2.1.3 Лиття, заливка, капсулювання,герметизація.

2.1.4 Склопластики на основі епоксиднихсмол

2.1.5 Клеї на основі епоксидних смол

2.1.6 Марки епоксидних композицій

2.2 Пінопласти з епоксидних смол

2.1 Хімічні пінопласти

2.2 Сінтактіческіе пінопласти

2.3 Покриття епоксидними порошками

3. Технологія герметизації погружногонасоса епоксидним компаундом

3.1 Характеристика сировини

3.2 Опис принципу роботи лінії

3.3 Вибір обладнання

Висновок

Список використаної літератури

Додаток

Технологічна схема лінії герметизаціїепоксидним компаундом

Введення

Виробництвоепоксидних смол почалося з досліджень проведених в США і Європі напередоднідругої світової війни. Перші смоли - продукти реакції епихлоргидрина збісфенолом А - були отримані в промислових масштабах в 1947 р. За 10 років рівень їхнього виробництва склав понад 13,6 тис. т., в наступні шість роківрівень виробництв їх збільшився в 3 рази. В кінці 50-х років були отриманінові епоксидні смоли, відмінні від дігліціділового ефіру; наприкінці 1960 р. промисловість освоєно виробництво не менше 25 типів смол. На цьому етапі термін В«епоксиднасмола В»стає загальним і в даний час застосовується до великого сімействаматеріалів.

Епоксиднісмоли відносяться до класу термореактивних пластиків і подібні з такими матеріаламияк феноли та поліефіри. Ряд цінних властивостей епоксидних смол привів до їх широкогозастосуванню в промисловості. Епоксидні смоли універсальні внаслідок своєїнезначною усадки, легкості затвердіння, хорошою хімічностійких інадзвичайно високої міцності клейового з'єднання.

1. Епоксидні смоли

Епоксидна смола - олігомери, що містять епоксидні групи іздатні під дією затверджувачів (поліамінів та ін) утворювати зшитіполімери. Найбільше практичне ішироке застосування для отримання епоксидних смол знайшли дифенілолпропану (Діаніабо бнсфенол А) і епихлоргидрина. Реакція отримання епоксидної смоли протікаєза схемою, зображеною на рис. 1.

Рис

Реакція протікає в лужному середовищі в присутності розчину NаОН. Нижче наводяться приблизна рецептураі технологія виготовлення епоксидної смоли.

Склад:

дифенілолпропану - 100 масових частин (1,0 моль)

епихлоргидрина - 93 масових частин (2,3 моля)

Їдкий натр (10-процентнин розчин) - 35 масових частин (2,0 моля)

дифенілолпропану являє собою тверді кристали, температураплавлення 154-156 В° С,вміст вільного фенолу не більше 0,1%, вологи не більше 1%. Епихлоргидрина -прозора безбарвна рідина, температура кипіння 116-118 В° С, щільність 1,15-1,16, температураспалаху 40,5 В° С, вміст основної речовини 98-99%.

1.1Технологічний процес виготовлення епоксидної смоли

У реакторз нержавіючої сталі з пароводяної сорочкою і мішалкою завантажують епихлоргидринаі нагрівають до 40-50 В° С. При працюючій мішалці поступово вводятьдифенілолпропану. Після розчинення діфенілол пропану і отримання однорідногорозчину тонким струменем з мірника додають розчин їдкого натру і при 60-70 В° Спроводять процес конденсації, який триває 1,5-2ч. Весь цей часмішалка повинна працювати. Після цього вимикають обігрів апарату, завантажуютьводу, продовжуючи перемішування. Після припинення перемішування утвориласясмолі дають відстоятися. Поділ шарів відбувається швидше при 40-50 В° С.Відстояний водний шар (зверху) відокремлюють, а решту смолу промивають теплоюводою при 40-50 В° С. Кількість води визначається за обсягом (зазвичай двох-,триразове). Промивання (перемішування, відстоювання з наступним відділеннямводного шару) продовжується до повного видалення кухонної солі, що утвориласяпри реакції. Промивання контролюється пробою (промивних вод) на присутністьхлору і луги.

Сушка смоли провадиться в тому ж апараті. Для цього смолунагрівають до 40-50 В° С, підключають холодильник за прямою схемою (з вакуумом) ісушать до припинення конденсації води в холодильнику і спінювання смоли. Сушкусмоли виробляють і без вакууму-при атмосферному тиску і температурі близько120 В° С. Сушка смоли триває до одержання прозорої проби смоли при 20-25В° С. Готова смола зливається в алюмінієву тару.

В залежності від молярного співвідношення вихідних компонентівкінцеві продукти можуть бути рідкими, в'язкими і твердими.

У зв'язку з тим, що промивку рідкої(Низькомолекулярної) смоли виробляти значно легше, ніж вузький(Високомолекулярної), спочатку отримують низькомолекулярні смоли, які потімсплавляють з необхідним за розрахунком кількістю діфенілол пропану і при цьомуотримують необхідні високомолекулярні смоли.

Епоксидні смоли представляють собою рідкі, в'язкі або твердіпрозорі термопластичні продукти від світлого до темно-коричневого кольору.Вони легко розчиняються в ароматичних розчинниках, складних ефірах, ацетоні,але не утворюють плівок, так як не тверднуть в тонкому шарі (плівка залишаєтьсятермопластичної).

Епоксидні смоли за своєю будовою є простими поліефір,мають по кінцях епоксігруппи, які є вельми реакціононеспособнимі(Рис. 2).

При дії на епоксидні смоли сполук, що містять рухливийатом водню, вони здатні закаліть з утворенням тривимірних неплавких інерозчинних продуктів, що володіють високими фізико-технічними властивостями.Таким чином, термореактивними є не самі епоксидні смоли, а їх суміші зотвердителями і каталізаторами.

В якості затверджувачів для епоксидних смол застосовуються різніречовини: діаміни (гексаметилендиамін, метафенілендіамін, поліетиленполіамін),карбонові кислоти або їх ангідриди (малеїновий, фталевий).

Епоксидні смоли в суміші з вищевказаними отвердителями утворюютьтермореактивні композиції, що володіють цінними властивостями:

вЂў високою адгезією до поверхні матеріалу, на якій вонитверднуть;

вЂў високими діелектричними властивостями;

вЂў високою механічною міцністю;

вЂў хорошою хімічностійких і водостійкістю;

вЂў при твердінні не виділяють летких продуктів і відрізняютьсямалої усадкою (2-2,5%).

Високі фізико-технічні властивості епоксидних смол, що відрізняють їхвід багатьох інших смол, визначаються будовою їх молекули, а головним чином- Наявністю епокси групи.

Зміст епоксігрупп в смолі є однією з найважливішиххарактеристик епоксидних смол, визначальною кількість затверджувача,необхідного для затвердіння смоли. Зміст епоксидних груп в смолі можебути виражене:

1. Кількістю епоксидних груп в масових відсотках. Заепоксидну групу беруть еквівалентну масу групи, рівну 43 (рис. 3).

2. Епоксидним числом, рівним числу грам-еквівалентів епоксиднихгруп в 100 г смоли.

3. Епоксидним еквівалентом, рівним масі смоли в грамах, що містить1 грам-еквівалент епоксидних груп.

Метод визначення епоксидних груп заснований на взаємодіїепоксігрупп з соляною кислотою і утво...ренням хлоргидрин за схемою (рис.4)

Крім змісту епоксидних груп в готових смолах визначають:

1) вміст летких при 110 В° С;

2) вміст хлору;

3) температуру розм'якшення або краплепадіння (для твердих смол типуЕД-);

4) в'язкість (для рідких смол типу ЕД-5 і ЕД-6);

5) розчинність в ацетоні.

1.2 Отверждение епоксидних смол

Для затвердіння епоксидних смол застосовуються з'єднання двох типів:

1) Кислі отверджувачі, до яких відносяться різні дикарбоновікислоти або їх ангідриди (малеїновий ангідрид, фталевий ангідрид, метілтетрагідрофталевийангідрид, ендікангідрід, додеценілянтарний ангідрид). Для затвердінняепоксидних смол цими отвердителями потрібна підвищена температура 100-200 В° С,тому даний вид затверджувачів називається отвердителями гарячого затвердіння.

2) аміно отверджувачі, до яких відносяться різні аміни(Поліетиленполіамін, гексаметилендиамін, метафенілендіамін). Затвердінняамінами (крім деяких, як, наприклад, триетаноламін, діціандіа-мід)відбувається при нормальній температурі або невеликому нагріванні (70-80 В° С). Томуця група називається отвердителями холодного затвердіння.

Найбільш високі фізико-технічні властивості композиції виходятьпри гарячому отверждении. Властивості затверджувачів наведені в таблиці 1.

Отвердители епоксидних смол

Таблиця 1.

Затверджувач Структурна формула Зовнішній вигляд Молекулярна маса Щільність Температура плавлення Область застосування Малеїновий ангідрид

Білий кристалічнийпорошок 98,06 51-53 Для виготовленняпросочувальних і заливальних компаундів гарячого затвердіння Фталевий ангідрид

Лусочки і порошок білого,блідо-жовтого або блідо-рожевого кольору 148,11 130 Для виготовленнязаливальних компаундів гарячого затвердіння Метілтетрагідрофталевийангідрид

Біле кристалічнаречовина 166,09 64 Для виготовленняпросочувальних і заливальних компаундів гарячого затвердіння Діціандіамід

Білий або світло-сірийкристалічний порошок 81,08 201-204 Для виготовленняепоксидних клеїв гарячого затвердіння Тріетаноламід

Прозора в'язка рідинавід жовтого до коричневого відтінку 149,19 1,1-1,2 Як прискорювачполімеризації компаундів гарячого затвердіння Метафенілендіамін

Безбарвні слабкозабарвленікристали 108,14 63-64 Для виготовленняпросочувальних, заливальних і обмазувальних компаундів холодного затвердіння гексаметилендиамина

Білий кристалічнийпорошок 116,2 39 Для виготовленнякомпаундів холодного затвердіння поліетиленполіамін

Масляниста рідина відсвітло-жовтого до темно-бурого 146 0,97-1,05

Т кип = 277

Для виготовленнякомпаундів холодного затвердіння

1.3 Взаємодія епоксидних смол з різними отвердителями

1. Взаємодія кислоти з епоксидної групою (рис. 5).

Процес затвердіння проходить з розкриттям епоксігруппи іутворенням спочатку гідроксильної групи, а потім ефірної групи, тобтовідбувається процес етерифікації смоли і освіти тривимірного полімеру.

2. Застосування амінних затверджувачів (рис. 6).

Аміни також реагують з розкриттям епоксігруппи і освітоюгідроксилу, а потім утворюють більш складні просторові полімери. Аміниреагують зі смолою досить активно, тому додавання їх повинновироблятися незадовго перед вживанням смоли. Кількість впроваджуютьсязатверджувачів в епоксидну смолу визначається в залежності від вмістуепоксігрупп або від епоксидного числа згідно з формулою

де А - кількість затверджувача на 100 г смоли;

М 0 - молекулярна маса затверджувача;

М, - молекулярна маса епоксігруппи, рівна 43;

К-епоксидне число даної смоли.

У разі застосування амінних затверджувачів в цю формулу вводитьсяпоправочний коефіцієнт n (кількість активних атомів водню, що містяться в аміннихгрупах затверджувачів), і формула приймає вигляд:

Фізико-механічні та діелектричні властивості сценарийепоксидних смол можуть змінюватися в широких межах залежно від введення вепоксидну композицію додатково ще цілого ряду компонентів(Пластифікаторів, наповнювачів, розріджувачів).

Пластифікатори та модифікатори (ді-бутілфталат, тіокол, поліефіри)підвищують еластичність і ударну міцність, знижують в'язкість, покращуютьморозостійкість епоксидних композицій, але одночасно з цим знижуютьтеплостійкість, адгезійні властивості, вологостійкість, а головне,діелектричні властивості.

Наповнювачі (кварцовий пісок, маршаліт, азбест) підвищують твердістьі теплостійкість композиції, зменшують усадку при затвердінні, збільшуютьтеплопровідність, зменшують термічний коефіцієнт розширення, а також знижуютьвартість композиції.

Розріджувачіі розчинники епоксидних композицій - ненасичені мономерні сполуки(Стирол, рідкий поліефіракрі-лат ТГМ-3 і аліфатичні епоксидні смоли ДЕГ-1,МЕГ-1) є самі полімеризуються речовинами і, полімеризуючись при тих жеумовах, вступають у взаємодію з основною композицією, утворюючи як битвердий розчин одного полімеру в іншому. У більшості випадків наявність такихрозріджувачів (В«активних розріджувачівВ») при складанні епоксидних композиційвикликається крайньою необхідністю (наприклад, якщо без них неможливе отриманнянизьков'язких текучих композицій з необхідними технологічними властивостями).

У деяких випадках при виготовленні з епоксидних композиційелектроізоляційних лаків у композицію вводять звичайні розчинники (толуол,ксилол, етилцелозольвом, ацетон).

Крім вищезазначених затверджувачів кислотного і амінного типів, длязатвердіння епоксидних смол застосовуються затверджувачі у вигляді різнихсинтетичних смол. Найбільш цікавими і мають широке застосування єфенолоформальдегідние, поліефірні, меламіно-й мочевіноформальдегідние іполіамідні смоли.

Отверждение епоксидних смол фенолоформальдегідних полімерамивідбувається за раху...нок гідроксильної групи ОН. Затвердіння відбувається при 150-160В° С. Отримана композиція (епоксидно-бакелітова або епоксидно-фенольна)володіє дуже високими діелектричними, а особливо механічними властивостями,водостійкістю і нагрівостійкості. Ці епоксидні композиції широкозастосовуються для виробництва електроізоляційних лаків, клеїв.

Отверждение епоксидних смол поліефірів відбувається завдякинаявності в молекулах поліефіру карбоксильної групи СООН. Прикладом може служитиотверждение епоксидної смоли кислому поліефірної смолою, одержуваної в результатіконденсації гліцерину і адипінової кислоти (гліцерин адипінат). Затвердіннявідбувається при 120-150 В° С Отримана композиція має гарну еластичність,механічними та електричними властивостями.

Епоксидно-поліефірні композиції застосовуються для виготовлення електроізоляційнихепоксидно-поліефірних лаків і компаундів.

Отверждение епоксидних смол поліамідами відбувається завдякиприсутності в молекулі поліаміду активних груп NН2 і NН. Затвердіннякомпозицій відбувається при 20-100 В° С. Ці композиції мають гарнуеластичністю, мають високу ударну міцність, але невисокі діелектричнівластивості. Застосовуються для виготовлення лаків, клеїв, компаундів.

полісульфідні смоли (тіокол) також застосовуються для затвердінняепоксидних смол. Отримані композиції володіють високою еластичністю, ударноїміцністю і хорошими діелектричними властивостями. Застосовуються для виготовленняеластичних заливальних компаундів .

1.4 Марки епоксидних смол

Таблиця

Найменування ТУ Область застосування Епоксидно-діанові смоли ЕД-22

ГОСТ 10587-84

(змін. № 1)

Щодо низковязкірідка крісталізующаяся при зберіганні смола універсального призначення. ЕД-20

ГОСТ 10587-84

(змін. № 1)

Найбільш широкозастосовувана рідка смола універсального призначення ЕД-16

ГОСТ 10587-84

(змін. № 1)

Високо в'язка смола,застосовується в основному в якості сполучного для склопластиків. ЕД-8, ЕД-10

ГОСТ 10587-84

(змін. № 1)

Тверді смоли, що застосовуютьсядля заливальних композицій в радіо-і електротехнічної промисловості. Епоксидно-діанові смолидля ЛКМ Е-40, Е-40Р ТУ 2225-154-05011907-97 Для виготовленняфарб, емалей, лаків, шпаклівок, покриттів стійких до агресивних факторівнавколишнього середовища і впливу хімічних речовин. Е-41 ТУ 2225-595-11131-395-01 Використовується длявиготовлення емалей, лаків, шпаклівок, а також заливальних композицій і клеїв. Епоксидні смоли(Імпортні) YD-128 ІМПОРТ Використовується влакофарбової, електротехнічної та радіоелектронної промисловості, авіа-,судно-та машинобудуванні, а також в будівництві як компонентзаливальних і просочувальних компаундів, клеїв, герметиків, зв'язуючих дляармованих пластиків та ін Володіє високою прозорістю, хорошою адгезією 3)

2.1

Вгрупи:

Технічні

заливальнихтемператур.

Вимоги

ЗазначенимиДля швидкогогідрид,діціандіамід та інші отверджувачі, що вимагають нагріву для полімеризації.

2.1.1Епоксидні формувальні і заливальні коммпаунди

Епоксидні формувальні компаунди існують в основному двох типів:власне формувальні компаунди та в'язко-текучі (компаунди для капсулюванняі герметизації).

Власне формувальні компаунди аналогічні іншим термореактивнимкомпаунда, таким як фенольні та діаллілфталатние. Ці епоксидні компаундизастосовуються для виготовлення об'ємних виробів, наприклад футлярів, в житловомубудівництві і т. д.

В'язко-текучікомпаунди застосовуються головним чином для герметизації електронних таелектротехнічних деталей і вузлів і тому повинні порівнюватися з епоксиднимизаливальних смолами.

Епоксидніформувальні компаунди мають ряд переваг перед звичайнимитермореактивними формувальними компаундами, серед них:

1.стабільність розмірів отвержденного продукту;

2.хороша сумісність з наповнювачем;

3.хороші електричні й механічні властивості, які дляправильно підібраної композиції зберігаються до 150 про С;

4.висока хімічностійких;

5.хороша текучість, що вимагає менші тиску при литті. Меншітиску дозволяють застосовувати менш дорогі форми з тонкими стінками.

6.отверждение проходить без виділення летких і з малою усадкою.

Однак у епоксидних компаундів є й недоліки:

1.Епоксидні формувальні компаунди дорожче, ніж звичайнітермореактивні компаунди.

2.Дуже гарна адгезія епоксидних компаундів вносить деякітруднощі при виїмці виробів з форми.

3.Ці матеріали при температурах, при яких здійснюється формування,м'які і виштовхуюча шпилька може проткнути виливок.

4.Для запобігання появи зайвої грата внаслідок плинностікомпаундів форма повинна бути герметичною.

5.Так як плинність компаундів вельми сильно залежить від температури,то потрібно суворий контроль температури.

2.1.2Епоксидні смоли для інструменту та пристроїв

Використання епоксидних композицій для інструментів дає рядпереваг:

1) швидкість і простоту виробництва:

2) стабільність розмірів;

3) відмінні характеристики міцності, особливо у армованихкомпозицій;

4) невелику масу;

5) низькуусадку при затвердінні, що дає точну відтворюваність розмірів

2.1.2.1 Форми з епоксидних смол для заливальних і формувальнихкомпаундів
Епоксидні інструменти з успіхом застосовуються при виготовленні формдля лиття пластмас під вакуумом. Вимоги до композиції в цьому випадку більшжорсткі, ніж при виробництві моделей. Досить погана теплопровідністьепоксидів зменшує тепловідвід і тим самим підвищує якість відлитих виробів.
З іншого боку через погану теплопровідності тривалістьлиття збільшується. Підвищити теплопровідність можна введенням у композиціюметалевих волокон що дозволяє підвищити робочу температуру, але кращевикористовувати залиті в композицію мідні трубки. за якими прокачуєтьсяхладагент. Епоксидні смоли можуть застосовуватися для виготовлення форм дляепоксидних і інших термореактивних заливальних компаундів. Це контейнери, вякі наливається рідка смола і в них отверждается. Потім контейнери абознімаються, або залишаються. З епоксидів виготовлялися форми і для поліетилену,але внаслідок їх малої теплопровідності була отримана низька швидкість процесу.

2.1.2.2 Епоксидні смоли для матриць
Епоксидні матриці можуть бути виготовлені литтям, але частішепотрібні матриці, армовані скловолокном. Процес починається з нанесеннярозділового шару і декоративного шару. Перед укладан...ням шарів на кути і підзападини моделі кладуться джгути (скляні і бавовняні волокла, просоченісмолою). Це запобігає появі повітря в цих точках під час процесувиклейкі. Склотканина можна попередньо просочувати рідкою смолою абоукладати склотканина суху і кожен шар промащувати смолою У деякихвипадках для отримання більш жорстких систем з великим вмістом скла матрицяпід час затвердіння може Вакуумована.

2.1.2.3Системи з епоксидних смол для штампування металу
Епоксидні системи хоча і непридатні для різальних інструментів, алеможуть використовуватися для штампування металевих виробів в тих випадках, колице дозволяють міцнісні характеристики епоксиду. Епоксидні штампи можуть бутивідлиті або, частіше, для більшої міцності, виклеени
Епоксидні штампи використовуються дли штампування виробів з латуні іінших сплавів на основі міді, маркою сталі, нержавіючої сталі, титану і т. д.З алюмінію, наприклад, за допомогою епоксидних штампів виготовлялися вироби зтовщиною 0,5 мм. Для більш жорстких листів і в тих випадках, коли потрібноотримання сложней форми, необхідно зміцнювати штампи металевими вставка,так як міцність на стиск епоксиду може бути недостатньою у місцях звисокими концентраціями напруг.
Використанняепоксидно-металевих штампів дає гарні результати внаслідок їх високихміцнісних властивостей і хорошою теплопровідності.
Пристворенні епоксидних композицій для штампування металів зазвичай не домагаютьсяотримання високої жорсткості конструкції. Набагато важливіше міцність на стискНевисока твердість може бути компенсована створенням належногоштамподержателя. У пуансонів, де важлива ударна в'язкість, найбільшвідповідальним чинником є вЂ‹вЂ‹поверхнева твердість. І для пуансона, і дляматриці в процесі штамповки потрібна деяка пружність; пружність створюєплавність впливу на штампуються лист і допомагає уникнути виникненняскладок на виробі. Пружність зазвичай створюється облицюванням відлитого пуансона іоблицюванням виклеенной матриці.

2.1.3Лиття, заливка, капсулювання, герметизація
Можна виділити чотири методи застосування епоксидних композицій:блокова виливок, вакуумна заливка, заливка під тиском, занурення.
Блоковавиливок. Вона визначається як заливка навідкритому повітрі при звичайних умовах. Необхідно отримати виріб без пустот іраковин, навіть використовуючи компаунди з невеликою в'язкістю. Бульбашки утворюються вкомпаунді, під час перемішування, і особливо багато їх з'являється під часзаливки. Ці бульбашки можуть бути повністю усунені застосуванням декількохприйомів. Застосовується ретельне перемішування або каталізатори, які дозволяютьпроводити затвердіння при кімнатній температурі, час життя компаунда повиннобути достатньо великим, щоб можна було усунути бульбашки.
На практиці нагрівання майже так само добре усуває пухирці, які вакуумування. Koгда бульбашки устранятся в достатній мірі, компаундповинен бути обережно і повільно перелитий в форму. Хороші результати даєнагрівання самих форм. Потім залите виріб повинен бути негайно підігрітий дотемператури, при якій відбувається затвердіння. Якщо ця температура вищекімнатної, то буде спостерігатися швидке зменшення в'язкості і залишилисябульбашки легше устранятся.
Вакуумна заливка. Вакуумнатехнологія хороша практично для всіх застосувань і по можливості проводитьсяразом з просоченням під тиском. Визначаючи той вакуум, який потрібно вцьому випадку, треба керуватися завданнями заповнення форми і тиском парів(Парціальним тиском) компонентів епоксидної композиції.

Рис
Деякі реакційноздатні розріджувачі дуже легко випаровуються,і ступінь вакууму повинна бути завжди такий, щоб уникнути випаровуваннязатверджувача. Слід передбачити пастки для запобігання попаданню ватмосферу летких продуктів. Вони можуть також забруднювати масло в насосі. Добре,коли низький вакуум достатній для того, щоб компаунд НАТЕК в форму. Якщо жнеобхідний високий вакуум, то потрібна особлива обережність у виборі епоксидноїкомпозиції. Тому слід ретельно вивчити речовини, що входять в композицію,перш ніж їх застосовувати. Якщо вологість занадто велика, то необхідно їїзменшити сушінням або попередніми Вакуумована. Там, де, звичайно,можливо, добре виробляти заливку під вакуумом. Це усуває пухирціповітря, що знаходяться в компаунді і сушить компаунд.
Заливка методом занурення. Технологіяскладається з занурення в смолу виробів, які потрібно залити абокапсулнровать. Компаунд, використовуваний для цих цілей, повинен мати великув'язкість, щоб він не стікав з виробів, а затверджувач повинен бути такий, щобвін міг забезпечити компаунду великий час життя.
Заливка великих виробів або виробів, які мають складну форму. Коли проводиться заливка великих обсягів, за винятком литтясільнонаполненнимі композиціями, то існує небезпека утворення тріщин.Зміна температури за обсягом і місцева усадка створюють дуже високінапруги під час затвердіння. Висока енергія екзотермічної реакціїстворює умови для великої летючості затверджувача і модифікаторів, що в своючергу є причиною утворення бульбашок. Кращими отвердителями длявеликих виливків є ангідриди та епоксидно-фенольні суміші, так як вониволодіють меншою енергією реакції.
Для зменшення критичних параметрів добре застосовувати наповнювачіі пластифікатори. У багатьох випадках найбільш раціональним рішенням єзаливка по стадіях; за цим методом великі заливки формуються з окремихшарів компаундів, причому кожен наступний шар накладається післязатвердіння або принаймні після процесу гелеутворення в попередньому.
Заливкакомпозиціями з великим вмістом наповнювачів. Для деяких цілей, можливо, використовувати малов'язкі композиціїі працювати з ними при підвищених температурах. У цьому випадку потрібно вводитивелика кількість наповнювачів. Іноді можливо готувати такі композиції безістотного збільшення в'язкості. Цю технологію корисно застосовувати для заливкиабо капсулювання виробів, що вимагають хорошої просочення і високонаповненийоболонки. Краще, ніж проведення цього процесу в дві стадії, є метод, заякому виріб покривається сухим наповнювачем і потім всі разомпросочується ненаповнення композицією. У цьому випадку вакуум при просоченняповинен бути нижче 1 мм рт ст.

2.1.4Склопластики на основі епоксидних смол
Епоксиднісмоли застосовуються в якості сполучних у виробництві склопластиків. Вонимають гарну адгезію до скловолокну, можуть закаліть на холоду, недають усадки при затвердінні. Це дозволяє отримувати на їх основі високоміцнісклопластики. Для їх формування достатньо лише контактного тиску. Навластивості склопластиків великий вплив робить вид затверджувача.
Таблиця
Затверджувач
Межа міцності прирозтягуванні, кгс/см 2
Питома ударна в'язкість Водопоглащение,% Гексаметілендіамінг 3000-3800 80-100 0,75 поліетиленполіамін 3000-3600 70-80 0,5 Малеїновий ангідрид 2700-3000 70-100 1,5
Діявисоких температур (200-250 про ) в значній мірі впливає на властивостісклопластиків. Для збільшення їх температуроустойчівость використовуютьмодифікацію епоксидних смол. Гарні результати одержують при модифікаціїфенолоформальдегідних резольних смол. Втрата міцності при підвищенихтемпературах дорівнює 30-50%.
Композиції на основі скла і епоксидної смоли дають механічнівластивості, кращі в порівнянні з поліефірними смолами, ...електричні властивості,кращі в порівнянні з фенольнимн смолами, а вологостійкість, стійкість довтомним навантажень і міцність при межслоевом зсуві кращі, ніж уполіефірних і фенольних смол. Краща міцність при високій температурівиходить із спеціальними фенольними і кремнійорганічними рецептурами.
Властивостісклоепоксидні композицій можуть змінюватися в досить широких межах здопомогою вибору смоли, затверджувача і модифікатора. Через багатосторонності їхвластивостей і дуже гарних характеристик композиції на основі скла і епоксидноїсмоли знаходять широке застосування у військовій і цивільній техніці.

2.1.5 Клеї на основі епоксидних смол
Епоксидні клею володіють наступними перевагами:
1.Можуть склеювати різнорідні матеріали і тим самим усуваєтьсягальванічна корозія.
2.Затвердіння може проводитися при невисокі температурах, частішевсього при кімнатній.
3.Може бути отримано хороше склеювання матерналов, поганопіддаються склеюванню, наприклад стекол.
4.Найчастіше отверждение проводиться без додатка тиску, так якпід час затвердіння майже не виділяється летучих речовин.
5.Можуть бути отримані герметичні я хімічностійких з'єднання.
6.Міцність клейового шару в досить широких межах не залежить відйого товщини.
Крім досить високої вартості і труднощів виробництва уепоксидних клеїв є наступні недоліки:
1.Для отримання хорошого склеювання потрібна ретельна підготовкаповерхні.
2.Для отримання високої міцності потрібна хороша конструкціяз'єднання.
3.Ударна в'язкість невисока, особливо у матеріалів, призначенихдля роботи при підвищених температурах.
Епоксиднікомпозиції можуть нспользоваться для склеювання металів, різнорідних матеріаліві пористих конструкцій
Епоксидніклеї в ряді спеціальних галузей промисловості використовуються для приклеюванняметалу до пластмаси, найчастіше поліефірних або фенольних пластмас до алюмініюабо сталі. Кількість матеріалів, що склеюються, вельми значно. Так,наприклад, однієї і тієї ж композицією можна склеїти між собою поліефірнуплівку, алюміній, мідь, залізо, магнієві сплави, мідний дріт,ізольовану пластмасою, гуму і посріблену бронзу.
Існує ряд застосувань епоксидних клеїв в авіаційній ікосмічній техніці, найбільш поширеним з яких є склеюваннярізнорідних матеріалів, наприклад склеювання сонячних батарей на супутниках абоприклеювання мідної фольги до фенольною пластмасі для виготовлення друкованихсхем.
Крімцього, епоксидні смоли використовуються досить широко для зміцнення дорогоціннихкаменів в оправах.
Епоксидніклеї можуть використовуватися для зв'язки практично будь-якого типу наповнювача,причому кількість епоксиду в цьому випадку в отримувала матеріалів вкрайнезначно, епоксид йде тільки на покриття частинок наповнювача і пов'язуєїх міцно в точках зіткненні. В якості сполучного тирси вонивикористовуються для виготовлення скульптур та барельєфів. Можна отриматидекоративні пористі композиції, використовуючи епоксиди для в'язки морської гальки.
Епоксидні композиції, які зазвичай використовуються в якості розчинів,можуть застосовуватися в якості грунтів для створення гарної адгезії зовнішньогопокриття до виробу чи для збільшення корозійної стійкості. Типовимзастосуванням такого плану є створення грунтового покриття на старійалкидной фарбі перед нанесенням нового шару тієї ж фарби.
Такі епоксидні грунти використовуються і для створення проміжнихпокриттів на бетоні для того, щоб нові шари бетону добре зчіплюється зістарим бетоном.
Епоксидні смоли мають гарну адгезію до всіх термореактивнимпластмасам, крім кремнійорганічних, і до більшості термопластичних, крімполіолефінів, фторопластов а деяких пластифікованих венілов.
Епоксидишироко використовуються для склеювання поліефірних шаруватих пластиків, наприклад привиробництві баків для пального у військових літаках і для ремонту суден,виготовлених з поліефірних склопластиків. Спеціальні клеї використовуються дляприклейки фторопластових прокладок, для приклеювання найлонофенольних покриттівголовок реактивних снарядів і т. д. Були розроблені стійкі до впливугарячої пари клеї для склеювання целофану.
Епоксидніклеї можуть мати гарну адгезію до скла і дають можливість виготовлятиепоксидні склопластики.
Епоксидні смоли в якості клейових композицій можуть застосовуватисядля багатьох цілей і в різних видах: у вигляді рідин холодного затвердіння, ввигляді рідин гарячого затвердіння; у вигляді однокомпонентної рідини гарячогозатвердіння; у вигляді порошків і стрічок. Епоксидні клен кашлі широке застосуваннядля склеювання металів в літако-і ракетобудуванні.
Епоксидні клен - це високоміцні компаунди, і внаслідок цьоговони вимагають більш ретельної підготовки склеюваних поверхонь, ніж іншіменш міцні матеріали. Крім того, так як вони володіють малою міцністю нанерівномірний відрив, для отримання найкращих результатів місце з'єднання требаробити таким чином, щоб напруга розподілялося по поверхні всьогоклейового шару.
Епоксидні клеї холодного затвердіння здатні працювати притемпературі не вище 100 В° С. Клеї гарячого затвердіння при підвищенихтемпературах володіють кращими властивостями, і тому знайшли більш широке застосування.Нагревостойкие клейові композиції застосовуються в основному в авіаційнійпромисловості та космічній техніці; технологія їх застосування може бути дужеспецифічною для кожного окремого випадку.
У епоксидну клейову композицію, що складається з епоксидкой смоли ізатверджувача, можуть вводитися пластифікатори та наповнювачі.
Введення пластифікаторів збільшує міцність клейового з'єднання
Таблиця
матеріали Рекомендується дляіншими матеріалами.

2.2
З підвищенням щільності
НизькаКоли

2.2.2тая замазка. Взагалі кажучи,великі завантажувальні обсяги можуть бути отримані змішуванням кульок зразмельченнимі частками смоли. Дегазація системи пустотілих кульок, коли цевимагається, досить складна річ. Був запропонований метод, що полягає у вібраціїсуміші в тонкій плівці і пропусканні потоку гарячого повітря уздовж поверхні,щоб зруйнувати бульбашки.
Так само як з хімічними пінопласту, можуть застосовуватисяметалеві наповнювачі, смолисті модифікатори.

2.3 Покриття епоксидними порошками
Технологія застосування епоксидних порошків може бути різною:розпорошення, розбризкування, у вигляді пластівців, в псевдорідину шарі, в камері ввигляді туману.
При виробництві мають велике значення такі фактори:температура попереднього нагрівання, положення сопла, тиск повітря черезсопло і швидкість подачі.
Найбільш широко застосовують покриття в псевдорідину шарі.
При покритті в рухомому шарі порошкоподібна сумішсуспендується в газовому середовищі і потім наноситься на виріб, нагріте вищетемператури плавлення суміші. Порошкоподібна смола плавиться на поверхнівироби, потім виріб переміщається.
При використанні термопластичних смол виріб охолоджується докімнатної температури, при використанні термореактивних смол вимагаєтьсяподальше затвердіння.
Покриття в псевдорідину шарі мають ряд переваг передзвичайними покриттями зануренням і розпиленням:
1.Порошок не містить розчинника, такі покриття володіють кращимивластивостями, ніж покриття, що містять розчинник.
2.Композиції для покриттів в псевдорідину шарі можуть складатисятак, що можна отримати високі електроізоляційні властивості навіть при високихтемпературах
3.Покриття мають високу вологостійкість і хімічностійких.
4.Епоксидні покриття економічні з точки зору мате...ріалу, так якне вимагається розчинників і відходи мінімальні.
5.Епоксидне покриття в псевдорідину шарі дає хороші результати навиробах складної форми і добре покриває навіть ребра і вістря.
6.Вартість покриття в псевдорідину шарі становить від 0,5 до 2/3вартості покриття розпиленням. Особливо важливим є виграш, коли одним шаромпокрита у псевдорідину шарі можна замінити кілька шарів покриття розпиленням.
Поряд з перевагами покриття в псевдорідину шарі володієдеякими недоліками:
1.Епоксидні порошки для покриттів в псевдорідину шарі доситьдороги. Частинки порошку мають украй малі розміри, що ускладнює їхзастосування. Крім того, велика площа поверхні ускладнює оберігання відвологи.
2.Плівки малої товщини (тонше 0,2 мм) важко отримати. Правда, використовуючи електростатичне осадження, можна отримувати покриття щетонше.
3.Різноманітність композицій обмежене вимогами застосуванняепоксидних смол, порошки з яких не злипаються.
4.При нанесенні покриттів великої товщини важко отримати достатніеластичність і ударну в'язкість, так кА ці дві характеристики залежать відтовщини покриття.
5.Технологія нанесення покриття в псевдорідину шарі економічна длявиробів невеликих розмірів, для великих виробів більш придатна технологіянанесення покриттів розпиленням.
6.Для отримання хорошого покриття потрібен ретельний контрольтехнологічних параметрів, а кількість цих параметрів значно.
Нанесенняпокриття в псевдорідину шарі застосовується для отримання ізоляційних шарів нависновках двигунів і для отримання захисних (антикорозійних) покриттів наневеликих виробах.

3. Технологіягерметизації епоксидними компаундами
Насоси заглибні В«МалюкВ» призначені для забору води з колодязіві свердловин з умовним проходом більше 100 мм.
oНомінальна напруга: 220 В, 50 Гц.
oНомінальна сила струму: 3,7 А.
oОб'ємна подача води з глибини 40 м: 432 л/ч.
oГабаритні розміри: 99 Г— 260 мм. Маса: 3,5 кг.
Для оберігання від попадання води необхідно герметизаціяелектричної схеми. Для цього в порожнину насоса вводиться епоксидний компаунд.

3.1Характеристика сировини
1. Епоксидна смола - ЕД-20 (ГОСТ 10587-84)
Епоксидна смола ЕД-20 являє собою рідкийреакційноздатні олігомерних продуктів на основі дігліціділового ефірудифенілолпропану.
Неотвержденная Діанова епоксидна смола ЕД-20 може бутипереведена в неплавкое і нерозчинний стан дією отверждается агентів(Отведітелей) різного типу - аліфатичних і ароматичних ді-і поліамінів,низькомолекулярних поліамідів, ді-і полікарбонових кислот і їх ангідридів,фенолформальдегідних смол та інших сполук. У залежності від застосовуваногозатверджувача властивості затверділі епоксидні смоли ЕД-20 можуть змінюватися внайширших межах. ЕД-20 використовується в промисловості в чистому вигляді, абов якості компонентів композиційних матеріалів - заливальних і просочувальнихкомпаундів, клеїв, герметиків, зв'язуючих для армованих пластиків, захиснихпокриттів.

Таблиця. Показники якості
Найменуванняпоказника Вищийсорт Першийсорт Методвипробування Зовнішнійвид В'язкапрозора В'язкапрозора За п. 4.2 Колір пожелезокобальтовой шкалою, не більше 3 8 За п. 4.3 Масовачастка епоксидних груп,% 20,0-22,5 20,0-22,5 За ГОСТ12497-78 та п. 4.4 цього стандарту Масовачастка іону хлору,%, не більше 0,001 0,005 За ГОСТ22457-77 та п. 4.5 цього стандарту Масовачастка омиляются хлору,%, не більше 0,3 0,8 Те ж Масовачастка гідроксильних груп,%, не більше 1,7 - За ГОСТ17555-72 та п. 4.6 цього стандарту Масовачастка летючих речовин,%, не більше 0,2 0,8 За ГОСТ22456-77 та п. 4.7 цього стандарту
Динамічнав'язкість, Па Г— с, при:
(25 В±0,1) В° С
(50 В±0,1) В° С

13-20
-

12-25
-
За п. 4.8 Температурарозм'якшення за методом В«кільце і куляВ», В° С, не вище - - За ГОСТ11506-73 Часжелатинізації, ч, не менш 8,0 4,0 За п. 4.9
Умови зберігання
Смолу ЕД-20 зберігають у щільно закритій тарі в закритих складськихприміщеннях при температурі не вище 40 В° С.
2. Наповнювач - кварцова мука
Показники якості
Таблиця
Характеристика Норма Окискремнію,%, не менше 98,5 Окисалюмінію,%, не більше 0,4 вЂ‹вЂ‹ Окисзаліза,%, не більше 0,045 Окиститану,%, не більше - Окискальцію,%, не більше 0,1 Змістглинистих,%, не більше -
Залишокна ситі з сіткою,%, не більше
№ 02 (200мкр)
№ 014(140 мкр)
№ 008 (80мкр)
№ 005 (50мкр)

-
-
6,5
-
Вологість,%, Не більше 0,2 Питомавага, кг/м. куб. 2600 Насипнийвага, кг/м. куб. 1300
3. Затверджувач - поліметілполіамін
Технічнахарактеристика
Зовнішній вигляд- Рідина від світло-жовтого до темно-бурого кольору без механічних включень.Допускається зеленувата забарвлення продукту.
Таблиця
Характеристика Норма Масовачастка загального азоту,%, не менше 30 Наявністьхлор-іона - Масовачастка мінеральних домішок,%, не більше 0.2 Масовачастка третинних аміногруп,%, в межах 5 - 9 Масовачастка води,%, не більше 2 Масовачастка азоту, Титруємі кислоти,%, в межах 19,5 -22,0 отверждаетсяздатність, годину., не більше 1,5
Умови зберігання
ПЕПА повинні зберігатися в щільно закритій тарі в закритих складськихприміщеннях при температурі навколишнього середовища. При замерзанні бочки та цистерни зпродуктом потрібно розігріти в опалювальних приміщеннях до повного відтавання.Температура ПЕПА після розігріву не повинна перевищувати +25 про С. Чи недопускається розігрів паром.
Не допускається сумісне зберігання з о...кислювачами, кислотами,епихлоргидрина.
4. Розчинник - метиленхлорид
Зовнішній вигляд- Безбарвна прозора рідина без механічних домішок
Таблиця. Технічнахарактеристика
Характеристика Вищийсорт Першийсорт
Щільністьпри 20 В° С, г/см 3 не більше
1,324 -1,328 1,324 -1,329 Масовачастка води,%, не більше 0,05 0,05 Масовачастка заліза,%, не більше 0,0001 0,0003 Масовачастка хлористого метилену,%, не менше 99,7 98,8
Масовачастка хлорорганічних домішок,%, не більше
в т. ч.масова частка хлороформу,%, не більше

0,23
0,2

1,10
0,8

Умовизберігання
метиленхлоридомзберігають у сталевих герметичних резервуарах, в сталевих бочках - в неопалюванихскладських приміщеннях або під навісом.

3.2 Описпринципу роботи лінії
заливальнихкомпаунди, як правило, складаються з 3-4 компонентів - смоли, затверджувача інаповнювача або смоли, затверджувача та наповнювача і пластифікатора. Компаунднеобхідно виготовляти безпосередньо перед застосуванням. Смола або її суміш зпластифікатором і наповнювачем, але без затверджувача, можуть зберігатися довго, невтрачаючи своїх властивостей.

Таблиця
№ операції Найменування Призначення Зміст технологічноїоперації 1 Сушка смоли і наповнювача Видалення повітря і вологи
а) У термошафі смоланагрівається до температури 120 - 160 про С до припинення спінюванняі виділення газових міхурів і вводиться в реактор № 1.
б) Наповнювач нагріваєтьсядо температури смоли в термошкафу
2 Введення наповнювача всмолу Підготовка суміші довведенню затверджувача При безперервномуперемішуванні наповнювач вводиться в смолу, що знаходиться в реакторі № 1 3 Термостатуваннязатверджувача Підготовка затверджувача
Затверджувачтермостатірующему в реакторі № 2 при температурі 30 про С
4 Введення отверджувача Отримання компаунда
а) Розігріта суміш смолиі наповнювача охолоджується до заданої робочої температури 30 про С і здопомогою насоса-дозатора НШ1 вводиться в реактор № 3
б) Рідкий затверджувачнасосом НШ2 вноситься в реактор № 3 в охолоджену суміш смоли і наповнювача іобережно ретельно перемішується, після чого компаунд готовий до вживання.

Отриманийкомпаунд заливається через отвір у кришці в порожнину електричної частининасоса, попередньо вакуумовану, при температурі 30 про С івитримується 2 години при температурах до 120 про С до повногозатвердіння. Реактор № 3 після видалення компаунда промивається розчинником -метиленхлоридом, після чого завантажується знову.

Рис

У відділітехнічного контролю перевіряється якість ізоляції. Для цього насоспід'єднується до мережі і проводиться вимір напруги на його корпусі.

3.3 Вибіробладнання
Реактор зякірної мішалкою і сорочкою:
Призначений дляпроведення в агресивних рідинах різних хімічних процесів з підігрівомабо охолодженням і перемішуванням різних рідких середовищ з динамічною в'язкістюне більше 7Па, з щільністю не більше 2000 кг/м3.
Робоча середу в корпусіапарату - нейтральна, пожежонебезпечна, вибухонебезпечна чи токсична рідина,емульсія, газорідинна суміш чи суспензія з масовою часткою твердої фази небільше 30%.
Робоча середу в сорочці- Водопровідна вода або оборотна вода, розсіл, конденсат, насичена водянапар або високотемпературний органічний теплоносій з температурою від мінус30 до плюс 300 В° С. Ущільнення сальникове або торцеве (для особливо токсичнихсередовищ).
Таблиця. Технологічніпараметри:
Умовне позначення
Обсяг ном.,
м 3

Внутр. або наруж. діаметр корпусу,
мм
Габаритні розміри, мм Маса, кг Якірна мішалка Довжина Ширина Висота Потужність двигуна, кВт Частота обертання мішалки, об/хв Апарат Сеон 0,025 0,025 350 520 450 600 200 0,75 100
Комплектується вентилемз подовженим слідом, який дозволяє повністю усунути застійну зону вштуцері нижнього випуску.
Тиск в корпусі - до0,6 МПа
Комплектуєтьсяелектроустаткуванням у нормальному і вибухонебезпечному виконанні.
шестереннінасос-дозатор: 21НШ-10

Рис
Таблиця. Технічніхарактеристики
Показник Значення Робочий об'єм
10 см 3
Номінальний тиск 16 МПа Кінематична в'язкістьробочої рідини
55-70 мм 2 /з
Номінальна потужність, небільше 8,4 кВт Маса 2,35 кг
термошкафах:СМ 50/250-250-ШС
Призначенийдля термічного сушіння сировини і матеріалів. Точність підтримки температуриВ± 5 В° С.

Рис

Таблиця. Технічніхарактеристики
Обсяг, л 250 Розміри робочої камериШхВхГ, мм 650х650х600 Нерівномірністьтемператури за обсягом в сталому тепловому режимі не гірше, В° С В± 5 Номінальна потужність небільше, кВт 2,0 Час розігріву домаксимальної температури не більше, хв 90 Навантаження на полицю, небільше кг 50 Габаритні розміри, мм 700х750х650 Пожежний датчик Та Датчик температури Термопара Маса не більше, кг 120 Напруга живлячої мережі,В <.../td> 380
Висновок
З усього вище сказаного можна зробити висновок, що композиції наоснові епоксидних смол володіють відмінними властивостями, такими як:
oвисока адгезія до металів, полярним пластмасам, склу ікераміці; високі діелектричні властивості;
oвисока механічна міцність;
oхороша хімічностійких, водостійкість, атмосферостійкість;
oрадіопрозорість;
oвідсутність летких продуктів затвердіння
oмала усадка.
Внаслідок чого знаходять широке застосування в промисловості. Вониможуть перероблятися різними методами, а саме: лиття, заливка,герметизація, формование. Використовуються, для виготовлення шаруватих пластиків, уЯк клеїв, покриттів.
У зв'язку з високими діелектричними властивостями епоксиднікомпаунди знаходять широке застосування в якості просочувальних складів длявисоковольтної ізоляції, в якості герметика для заливки плат, пристроїв іприладів.
Також епоксидні смоли використовуються в:
oтекстильної промисловості;
oлакофарбової промисловості;
oзубопротезної і протезної промисловості;
oнафтопереробної промисловості;
oавіа-і ракетобудуванні;
oмашинобудуванні;
oсуднобудуванні;
oв якості декоративних покриттів.

Списоквикористаної літератури

1.Чи Х., Невілл К. Довідкове керівництво по епоксидних смол. Пер.з англ./Под ред. Н.В. Александрова - М.: Енергія, 1973 - 416с.
2.Омельченко С.І. Епоксидні смоли - Київ: Державневидавництво технічної літератури, 1962 - 104 с.
3.Черняк К.І. Епоксидні компаунди та їх застосування - Л.: Судпромгіз,1963 - 258с.
4.Воробйов А. Епоксидні смоли// Компоненти та технології - 2003 -№ 8
5.Матеріали сайту компанії ХІМЕКСІ Лімітед -
6.Е.С. Ананьєва, Л.Г. Полукеева, М.С. Чілізубова, А.В. ІшковТехнологічні характеристики просочувальних складів на основі епоксідіановогосполучного і поліметилен-n-тріфенілбората при виготовленні склопластиковихпрепрегів// Інтернет-ресурс: all-epoxy.ru/tablizi/urow1/statia06.htm

Додаток

Технологічна схемалінії герметизації епоксидним компаундом

Вернуться назад