Благодаря своим уникальным свойствам эпоксидные смолы нашли широкое применение в промышленности. Наиболее характерными областями применения является их использование:
1) в качестве клеев для изготовления деталей ячеистой структуры в самолетостроении, в производстве малярных кистей и для отделочных покрытий по бетону;
2) для склеивания отдельных деталей и в качестве замазок при ремонте пластмассовых н металлических лодок, автомобилей и т. д.;
3) в качестве литьевых составов для изготовления малых серий отливок н экспериментальных отливок, штампов, шаблонов и инструментов;
4) в качестве набивочных и уплотнительных масс в строительстве зданий и шоссейных дорог, а также в тех случаях, когда требуется высокая химостойкость;
5) в качестве заливочных и герметизирующих составов, а также пропиточных смол и лаков в электротехнической и электронной промышленности;
6) в качестве слоистых пластиков, применяемых для изготовления корпусов самолетов и летательных аппаратов, для намотанных изделий и для зажимных приспособлений.
Покрытия, наносимые из растворов, используются в качестве защитных и отделочных: для отделки судов и кирпичной кладки, покрытий по стали, покрытий цистерн, самолетов, грунтовых покрытий в инструментальной и автомобильной промышленности, футеровки консервной тары и барабанов, отделки мебели и в качестве покрытий разборных трубчатых конструкций. Они применяются также в качестве красок для бетонных полов и для отделки гимнастических залов, лаков для полов и т. д.
Эпоксидные смолы находят применение также в качестве декоративных покрытий, в производстве печатных красок, для изготовления водоотталкивающих составов в текстильной промышленности, в зубопротезной и протезной промышленности, в хирургии, в нефтеперерабатывающей промышленности и для изготовления пенопластов.
Эпоксидные смолы используются в качестве добавок в производстве ряда других пластмасс, например виниловых и акриловых, натуральных и синтетических каучуков.
2.1 Эпоксидные компаунды
В зависимости от назначения эпоксидные компаунды можно разделить на три основные группы:
1) пропиточные;
2) заливочные (формовочные);
3) клеи.
Технические требования, предъявляемые к компаундам, обусловлены назначением последних. Пропиточные компаунды должны обладать следующими свойствами: малой начальной вязкостью, высокой пропитывающей способностью, малым водопоглащением, хорошей цементирующей способностью, хорошей нагревостойкостью и удовлетворительными электрическими свойствами в условиях повышенной влажности и температуры.
Заливочные компаунды должны обладать соответствующей вязкостью, обеспечивающей хорошее заполнение необходимых объемов; механической прочностью в полимеризованном состоянии, отвечающей возможным статическим и динамическим нагрузкам в условиях эксплуатации; малой водопоглащаемостью и влагопроницаемостью; высокой электрической прочностью; стабильностью электрических характеристик в рабочих условиях; нагревостойкость. и термостойкостью при циклическом изменении температур.
Требования к клеям ограничиваются высокой адгезией к тем или иным материалам, стойкостью клеевого шва в эксплуатационных условиях и скоростью отверждения.
Указанными техническими требованиями обусловлена и рецептура компаунда. Для быстрого отверждения при комнатной температуре можно применить гексаметилендиамин, полиэтиленполиамины и др. Для клеевого шва, работающего при повышенной температуре, можно применить малеиновый ангидрид, фталевый ангидрид, дициандиамид и другие отвердители, требующие нагрева для полимеризации.
2.1.1 Эпоксидные формовочные и заливочные коммпаунды
Эпоксидные формовочные компаунды существуют в основном двух типов: собственно формовочные компаунды и вязко-текучие (компаунды для капсулирования и герметизации).
Собственно формовочные компаунды аналогичны другим термореактивным компаундам, таким как фенольные и диаллилфталатные. Эти эпоксидные компаунды применяются для изготовления объемных изделий, например футляров, в жилищном строительстве и т. д.
Вязко-текучие компаунды применяются главным образом для герметизации электронных и электротехнических деталей и узлов и поэтому должны сравниваться с эпоксидными заливочными смолами.
Эпоксидные формовочные компаунды обладают рядом преимуществ перед обычными термореактивными формовочными компаундами, среди них:
1. стабильность размеров отвержденного продукта;
2. хорошая совместимость с наполнителем;
3. хорошие электрические и механические свойства, которые для правильно подобранной композиции сохраняются до 150 оС;
4. высокая химостойкость;
5. хорошая текучесть, что требует меньшие давления при литье. Меньшие давления позволяют применять менее дорогие формы с тонкими стенками.
6. отверждение проходит без выделения летучих и с малой усадкой.
Однако у эпоксидных компаундов есть и недостатки:
1. Эпоксидные формовочные компаунды дороже, чем обычные термореактивные компаунды.
2. Очень хорошая адгезия эпоксидных компаундов вносит некоторые трудности при выемке изделий из формы.
3. Эти материалы при температурах, при которых производится формовка, мягки и выталкивающая шпилька может проткнуть отливку.
4. Для предотвращения появления излишнего грата вследствие текучести компаундов форма должна быть герметичной.
5. Так как текучесть компаундов весьма сильно зависит от температуры, то требуется строгий контроль температуры.
2.1.2 Эпоксидные смолы для инструмента и приспособлений
Использование эпоксидных композиций для инструментов дает ряд преимуществ:
1) быстроту и простоту производства:
2) стабильность размеров;
3) отличные прочностные характеристики, особенно у армированных композиций;
4) небольшую массу;
5) низкую усадку при отверждении, что дает точную воспроизводимость размеров
2.1.2.1 Формы из эпоксидных смол для заливочных и формовочных компаундов
Эпоксидные инструменты с успехом применяются при изготовлении форм для литья пластмасс под вакуумом. Требования к композиции в этом случае более жесткие, чем при производстве моделей. Довольно плохая теплопроводность эпоксидов уменьшает теплоотвод и тем самым повышает качество отлитых изделий.
С другой стороны из-за плохой теплопроводности продолжительность литья увеличивается. Повысить теплопроводность можно введением в композицию металлических волокон что позволяет повысить рабочую температуру, но лучше использовать залитые в композицию медные трубки. по которым прокачивается хладагент. Эпоксидные смолы могут применяться для изготовления форм для эпоксидных и других термореактивных заливочных компаундов. Это контейнеры, в которые наливается жидкая смола и в них отверждается. Затем контейнеры или снимаются, или остаются. Из эпоксидов изготавливались формы и для полиэтилена, но вследствие их малой теплопроводности была получена низкая скорость процесса.