2.2.1 Химические пенопласты
Эпоксидная смола может быть превращена в пену во время процесса отверждения, если в ней присутствует некоторый элемент, выделяющий газ или пар при температуре, предшествующей гелеобразованию.
Отверждающий агент может сам реагировать таким образом, что будет выделять газ. Примерами такого типа отвердителей являются амины боранов, такие как демителборан, пиридин борана, метиловый эфир борана, акнднитовая кислота и замещенный фосфатоборогидрид. Могут быть добавлены компаунды, которые, реагируя с отвердителямн, выделяют газ, например, N,N'-динитросо-N,N'-диметил терефталатамид будет реагировать с отвердителем — жирным полиамидом с выделением азота в течение отверждения, и перекись водорода будет образовывать пены преимущественно с отвердителями-аминами.
Газы, имеющие высокую температуру кипения (например, фреон), могут быть добавлены в композицию под повышенным давлением и впоследствии высвобождены. Низкокипящие жидкости могут быть дополнены испарением при нагревании. Наполнители могут применяться те, которые содержат достаточно влаги и воздушных включений, вместе с возможно реакционноспособными частями, в таком случае может быть получена пена.
Физические свойства эпоксидных химических пенопластов могут изменяться в зависимости от отвердителя, особенно для улучшения нагревостойкости или ударной вязкости. Кроме того, свойства вспениваемого продукта сильно зависят от плотности самой пены.
Прочность при сжатии для твердых пенопластов при комнатной температуре изменяется от 4,2 кгс/см2 три плотности 0,08 г/см3 примерно до 77 кгс/см2 при плотности 0,33 г/см3. Зависимость в этом диапазоне очень близка к линейной. Для твердых пенопластов с плотностью 0,08 г/см2 модуль упругости составляет 175 кгс/см2, в то время как для пенопластов с плотностью 0,12 г/см2 он составляет 190 кгс/см2. Прочность при растяжении для твердых (пенопластов составляет 3,5 кгс/см2 при плотности в 0,08 г/см3 и около 35 кгс/см2 при плотности в 0,3 г/см2. Нагревостойкость эпоксидных пенопластов в большой степени зависит и от выбранного отвердителя, и от плотности пенопласта.
Блоки эпоксидных пенопластов могут быть сжаты при повышенной температуре и затем охлаждены под давлением. Они сохранят эту сжатую форму, пока не будут нагреты вторично. Таким образом, они могут работать в сжатом виде и затем расшириться под действием нагревания.
Электрические свойства пенопласта, подобно физическим свойствам, зависят от плотности. При малой плотности ε имеет очень низкие значения, так как объем главным образом занят воздухом с ε=1. С повышением плотности пенопласта ε увеличивается, так как увеличивается количество эпоксидной смолы в единице объема.
Теплоизоляционные свойства эпоксидных пенопластов очень высокие и приближаются к свойствам воздуха для пенопластов с низкой плотностью и к свойствам эпоксидной смолы для пенопластов с высокой плотностью,
Низкая первоначальная теплопроводность зависит от размеров ячеек и плотности. Когда требуется обеспечить рассеяние тепла, то иногда целесообразно вводить металлические включения, чтобы создать пути потоку тепла. Химостойкость падает прямолинейно по сравнению с невспененной композицией.
2.2.2 Синтактические пенопласты
Второй способ производства эпоксидных пенопластов состоит в использовании микроскопических полых сфер, получаемых из органических или неорганических материалов Органические полые сферы обычно изготавливают из фенольных, мочевнно-формальдегидных или полиэфирных смол. Эти смолы наполнены инертным газом, таким как азот (в случае фенольных сфер), а также фреон или пентан (в случае полиэфирных сфер). Неорганические материалы обычно основываются на основе силиката алюминия или стекла. Применение органических сфер (или микрошариков) ограничено рабочей температурой, т. е. нагревостойкостью органических смол, используемых в их производстве. Использование неорганических же не ограничено, по крайней мере в тех пределах, где используются эпокснды. Неорганические материалы создают более жесткие системы с лучшими прочностными характеристиками, в то время как органические материалы дают меньшую плотность. Технологические характеристики органических и неорганических материалов схожи, и поэтому будет удобно обсуждать их вместе. Для полиэфирных микрошарнков, однако, требуется отдельная обработка, так как эти материалы в отличие от остальных могут расширяться далее в течение реакции отверждения.
Когда микрошарики входят как наполнители, объем этих шариков будет определять плотность отвержденного продукта.
При малых общих объемах шариков композиции могут получиться настолько жидкие, что могут течь, хотя для этих объемов снижение плотности не страшно.
Для создания пенопластов прямо на месте используют загрузку микрошариков в большом количестве. Загрузочные объемы таких пенопластов довольно велики и они обычно уплотняются на месте под значительным давлением. Сначала добавляется отвердитель, смесь перемешивается и потом добавляются фенольные шарики. Результирующий продукт — густая замазка. Вообще говоря, большие загрузочные объемы могут быть получены смешиванием шариков с размельченными частицами смолы. Дегазация системы пустотелых шариков, когда это требуется, довольно сложная вещь. Был предложен метод, заключающийся в вибрации смеси в тонкой пленке и пропускании потока горячего воздуха вдоль поверхности, чтобы разрушить пузырьки.
Так же как с химическими пенопластами, могут применяться металлические наполнители, смолистые модификаторы.
2.3 Покрытия эпоксидными порошками
Технология применения эпоксидных порошков может быть различной: распыление, разбрызгивание, в виде хлопьев, в псевдожидком слое, в камере в виде тумана.
При производстве имеют большое значение следующие факторы: температура предварительного нагрева, положение сопла, давление воздуха через сопло и скорость подачи.
Наиболее широко применяют покрытия в псевдожидком слое.
При покрытии в движущемся слое порошкообразная смесь суспендируется в газовой среде и затем наносится на изделие, нагретое выше температуры плавления смеси. Порошкообразная смола плавится на поверхности изделия, затем изделие перемещается.
При использовании термопластичных смол изделие охлаждается до комнатной температуры, при использовании термореактивных смол требуется последующее отверждение.
Покрытия в псевдожидком слое обладают рядом преимуществ перед обычными покрытиями окунанием и распылением:
1. Порошок не содержит растворителя, такие покрытия обладают лучшими свойствами, чем покрытия, содержащие растворитель.
2. Композиции для покрытий в псевдожидком слое могут составляться так, что можно получить высокие электроизоляционные свойства даже при высоких температурах
3. Покрытия обладают высокой влагостойкостью и химостойкостью.
4. Эпоксидные покрытия экономичны с точки зрения материала, так как не требуется растворителей и отходы минимальны.
5. Эпоксидное покрытие в псевдожидком слое дает хорошие результаты на изделиях сложной формы и хорошо покрывает даже ребра и острия.
6. Стоимость покрытия в псевдожидком слое составляет от 0,5 до 2/3 стоимости покрытия распылением. Особенно существен выигрыш, когда одним слоем покрытая в псевдожидком слое можно заменить несколько слоев покрытия распылением.
Наряду с преимуществами покрытие в псевдожидком слое обладает некоторыми недостатками:
1. Эпоксидные порошки для покрытий в псевдожидком слое довольно дороги. Частички порошка имеют крайне малые размеры, что затрудняет их применение. Кроме того, большая площадь поверхности затрудняет предохранение от влаги.
2. Пленки малой толщины (тоньше 0,2 мм) трудно получить. Правда, используя электростатическое осаждение, можно получать покрытия еще тоньше.
3. Разнообразие композиций ограничено требованиями применения эпоксидных смол, порошки из которых не слипаются.
4. При нанесении покрытий большой толщины трудно получить достаточные эластичность и ударную вязкость, так кА эти две характеристики зависят от толщины покрытия.
5. Технология нанесения покрытия в псевдожидком слое экономична для изделий небольших размеров, для больших изделий более пригодна технология нанесения покрытий распылением.
6. Для получения хорошего покрытия требуется тщательный контроль технологических параметров, а количество этих параметров значительно.
Нанесение покрытия в псевдожидком слое применяется для получения изоляционных слоев на выводах двигателей и для получения защитных (антикоррозионных) покрытий на небольших изделиях.
3. Технология герметизации эпоксидными компаундами
Насосы погружные «Малыш» предназначены для забора воды из колодцев и скважин с условным проходом более 100 мм.
o Номинальное напряжение: 220 В, 50 Гц.
o Номинальная сила тока: 3,7 А.
o Объемная подача воды с глубины 40 м: 432 л/ч.
o Габаритные размеры: 99×260 мм. Масса: 3,5 кг.
Для предохранения от попадания воды необходимо герметизация электрической схемы. Для этого в полость насоса вводится эпоксидный компаунд.
3.1 Характеристика сырья
1. Эпоксидная смола – ЭД-20 (ГОСТ 10587-84)
Эпоксидная смола ЭД-20 представляет собой жидкий реакционноспособный олигомерный продукт на основе диглицидилового эфира дифенилолпропана.
Неотвержденная диановая эпоксидная смола ЭД-20 может быть переведена в неплавкое и нерастворимое состояние действием отверждающих агентов (отведителей) различного типа - алифатических и ароматических ди- и полиаминов, низкомолекулярных полиамидов, ди- и поликарбоновых кислот и их ангидридов, фенолформальдегидных смол и др. соединений. В зависимости от применяемого отвердителя свойства отвержденной эпоксидной смолы ЭД-20 могут изменяться в самых широких пределах. ЭД-20 используется в промышленности в чистом виде, или в качестве компонентов композиционных материалов - заливочных и пропиточных компаундов, клеев, герметиков, связующих для армированных пластиков, защитных покрытий.