Технологія одержання, використання і властивості епоксидної смоли

На 100 мас. частин епоксидної смоли беруть 10 мас. частин затверджувача (гексаметилендіамін). Затверджувач холодного затвердіння. Щоб шов був еластичний вводять пластифікатор. На протязі 2 год. Проходять попереднє затвердіння, а 24 год. – кінцеве.

Епоксидні смоли містять різну кількість епоксі – груп.

Найчастіше епоксисполуки являють собою низько молекулярні сполуки, які перетворюються при дії затверджувачів і температури в неплавкий і нерозчинний стан.

В якості затверджувача виступають слідуючі сполуки: ПА-аміни – ПЕПА (поліетиленполіамін) і ПК кислоти і їх ангідриди.

Головним інститутом по розробці епоксидних сполук і смол є УкрНДІпластмас м. Донецьк.

Періодичному і безперервному методами одержання, у вигляді рідких, твердих або емульсійних продуктів. Основним продуктом при одержанні епоксидних смол є ароматичні поліаміди. Найчастіше використовуються сполуки на основі ДФП (дифенілолпропан) і епіхлоргідррина ЕХГ. Затверджені епоксидні смоли володіють досить високим рівнем ФХП. Характеризуються високою хімічною стійкістю і досить доброю адгезією до металів, органічних і неорганічних речовин.

Епіхлоргідрин (ЕХГ) являє собою безбарвну рідину, ,яка нерозчинна у багатьох розчинниках, складних ефірах і спиртах.

В промисловості ЕХГ одержують із ПП. При дії температури (при нагріві) суміші ЕХГ і ДФП проходить взаємодія епоксі груп ЕХГ з (епоксид) гідроксильними групами ДФП.

Епоксидні сполуки володіють високою реакційною здатністю і взаємодіють з речовинами, в склад яких входять: Н₂, спирти і кислоти. При взаємодії з фенолами утворюються прості ефіри.

Взаємодія зі спиртом іде по тій же схемі, що й з фенолами. У випадку взаємодії зі складними органічними кислотами, утворюються складні ефіри.

Виробництво епоксидних смол

Епоксидні смоли з невеликою молекулярною масою 300 ÷ 600 одержують при слідуючих мольних співвідношеннях: ДФП+ЕХГ+луг= 1:2:2.

Для того, щоб одержати епоксидні смоли з різною М необхідно міняти співвідношення ЕХГ, і використовувати його в якості надлишку.

Для одержання смоли ЕД-22 (епоксидна смола на основі діанових сполук, 22-членоепоксидних груп), ДФП+ЕХГ=1:8÷1:10.

Найбільш поширена смола ЕД-16. в цьому випадку ДФП+ЕХГ=1:2,3.

Технологічний процес одержання епоксидних смол включає слідуючі стадії і одержується по наступній схемі:

1. приготування розчину ДФП і ЕХГ;

2. поліконденсація;

3. виділення смоли;

4. нейтралізація;

5. сушка.

Рис. 24. Схема одержання епоксидної смоли: 1, 2 – апарати; 3 - реактор горизонтального типу; 4, 7 - відстійник; 5, 9- циклонний апарат; 6, 8 – фільтр; 10 холодильник; 11 – збірник.

Вміст епоксидних груп в композиціях та їх відповідна молекулярна маса

Марка смоли	Вміст епоксидних груп, %	Молекулярна маса
ЕД-22	22,1 - 23,5	360 - 390
ЕД-20	19 - 22	390 - 430
ЕД-16	16 - 18	480 - 540
ЕД-14	14 - 16	540 - 620
ЕД-10	10 - 12	660 - 860
ЕД-8	8 - 10	860 - 1080

ДФП розчиняється в апараті 1 в водному розчині лугу (NaOH). В апараті 2 одержують розчин епіхлоргідрину в бутиловому спирті. Після фільтрування розчини подаються в багатосекційний реактор горизонтального типу 3, який оснащений роторною мішалкою і сорочкою для обігріву і охолодження. В процесі конденсації реакційна суміш переміщається по реактору, а потім поступає в безперервно діючій відстійник 4, де проходить розділення на воду і органічні частини. Органічна частина, що має лужне середовище, на виході з відстійника нейтралізується двоокисом вуглецю і направляється в циклонний апарат 5. пари конденсуються, а суміш очищається в фільтрі 6, а потім подається на відстійник 7, де проходить відділення від випадкових солей NaCl, Na₂CO₃. Фільтрується на фільтрі 8 і потупає на циклонний апарат 9, де проходить відгонка бутилового спирту. Його пари охолоджуються в холодильнику 10, а конденсат з холодильника 10 направляється на очистку. Епоксидна смола збирається в збірнику 11. Із нього епоксидна смола зливається в бідони або бочки. Переважно бочки і бідони виготовляються з алюмінію. Молекулярна маса епоксидної смоли залежить від вмісту водного розчину лугу, швидкості загрузки полінокситів. Якщо бистро вливати епіхлоргідрин ЕХтв розчин ДФП, то М досягається 600 – 700, а якщо повільно вливати ЕХГ в розчин ДФП, то М повільно підвищується. Щоб одержати чистий продукт епоксидної смоли, його відмивають гарячою водою при t= 90C, причому число промивок досягає 8 – 10. Середні значення М епоксидних смол можуть бути одержані оплавленням НМ смоли з ДФП при t= 150C на протязі 3 – 4 год. Епоксидні смоли з М= 600 – 1500 відносяться до смол з середньою М. високомолекулярні епоксидні смоли з М= 1500 – 3000 можуть бути одержані при оплавленні НМС з ДФП при t= 200C на протязі 1,5 – 2 год.