CC BY
413
ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЕ ЭПОКСИДНО-ДИАНОВОЙ
СМОЛЫ МАРКИ «ЭД-20»
Е.И. Симоник, студент Муромский институт ВлГУ (Россия, г. Муром)
DOI: 10.24411/2500-1000-2019-10982
Аннотация. В данной статье рассматриваются следующие задачи: выявить основные применения эпоксидно-диановой смолы марки ЭД-20, а также описать технологический процесс получения жидкой ЭС периодическим методом, который состоит из следующих этапов: загрузка и конденсация сырья, ЭС промывка и отгонка воды, фильтрация и сушка. Представлены основные технические характеристики, стандарты физико-механических свойств эпоксидно-диановой смолы, физические и химические свойства не отверженных эпоксидно-диановых смол, схема производства жидких эпоксидных смол. Выявлены основные преимущества смолы «ЭД-20».
Ключевые слова: эпоксидно-диановая смола, смола марки «ЭД-20», эпоксидные смолы, эпихлоргидрин (ЭХГ), дифенилолпропан, гидроксид натрия, толуол.
Эпоксидные смолы - это универсальный, самоклеящийся материал, используемый для изготовления компаундов, композитов, а также для заливки различных поверхностей и нанесения клея, герметика.
Эпоксидно-диановая смола «ЭД-20» -прозрачная, вязкая жидкость желтого, коричневого цвета, без механических примесей. Она является плавкой реакционноспо-собным продуктом на основе дифенилол-пропана и эпихлоргидрина. Средняя массовая доля эпоксидных групп в смоле составляет 20%.
«ЭД-20» можно комбинировать с различными типами отвердителями, в некоторых случаях может возникнуть необходимость в добавлении пластификаторов (чтобы снизить жесткость готового продукта). Отверждение может быть холодным и горячим (при комнатной или повышенной температуре), для этого процесса не требуется прессовое и термическое оборудование.
Применение
Благодаря своим уникальным свойствам эпоксидные смолы нашли широкое применение в промышленности. Наиболее характерными областями применения являются их использование:
1) по качеству клеев для изготовления деталей авиационных конструкций, при
изготовлении малярных кистей и отделочных покрытий для бетона;
2) для приклеивания отдельных элементов и в качестве уплотнения при ремонте пластиковых и металлических лодок, автомобилей и т.д .;
3) как производство комплектующих для производства малых серий отливок, экспериментальных отливок, штампов, шаблонов и инструментов;
4) в качестве набивочных и герметических масс в строительстве и на автомобильных дорогах, а также в случаях, когда требуется высокая химостойкость;
5) в качестве пресс-форм и уплотнений для поездов, а также пропиточных составов для смол и лаков в электротехнической и электронной промышленности;
6) в качестве слоистых пластиков, используемых для строительства самолетов и корпусов самолетов, для намотанных изделий и зажимных приспособлений.
Покрытия, наносимые из растворов, используются в качестве защитных и отделочных работ: для отделки кораблей и кирпичей, покрытий для стали, корпусов резервуаров, самолетов, грунтовых покрытий в инструментальной и автомобильной промышленности, футеровки консервных банок и барабанов, отделки мебели и покрытий в виде трубчатой конструкции. Они также используются в качестве красок
для бетонных полов и для гимнастических залов, прихожих, лаков для пола и т. д.
Эпоксидные смолы также используются в качестве декоративных покрытий при производстве печатных красок, для строительства водоотталкивающих составов в текстильной промышленности, в зубопротезной и протезной промышленности, в хирургии, в нефтехимической промышленности и для производства пенопластов.
Эпоксидные смолы используются в качестве добавок для производства других пластмасс, например, виниловых и акриловых, натуральных и синтетических кау-чуков.
Эпоксидно-диановая смола имеет широкий спектр применения в различных областях народного хозяйства. Используется для ремонта электротехники, компьютеров, электроники, деталей и корпусов яхт, катеров, моторных лодок, для изготовления мебели - столов, стульев.
Материал идеально подходит для строительства, автомобильной, авиационной промышленности, приборостроения. Его использование для покрытия стен,
По физико-механическим свойствам эпоксидно-диановые смолы должны соот-
создания стяжек помогает в самых смелых дизайнерских решениях. «ЭД-20» входит в состав различных лаков - основы, пропитки лака, эмали. На основе «ЭД-20» изготовлен армированный пластик, стеклопластик, стекловолокно.
Смола «ЭД-20» перевозится всеми видами транспорта, на которые в соответствии с правилами распространяются перевозки грузов, действующими на данном виде транспорта.
После согласования с получателем, разрешается транспортировать смолу «ЭД-20» в железнодорожных цистернах с нижним отливом. Смола транспортируется в пакетированной форме, которые упакованы в металлические барабаны и бочки, осуществляется на плоских двухнастиль-ных поддонах и одноразовых поддонах.
Эпоксидно-диановая смола должна храниться в плотно закрытой упаковке в закрытых складских помещениях при температуре не выше 40 °С [1].
Основные технические характеристики должны соответствовать следующим требованиям, представленными в таблице 1.
ветствовать требованиям и правилам, приведенным в таблице 2.
Наименование показателя Высший сорт ОКП 22 2511 0201 Первый сорт ОКП 22 2511 0202
Цвет по железокобальтовой шкале, не более 3 8
Массовая доля эпоксидных групп, % 20,0-22,5 20,0-22,5
Массовая доля иона хлора, %, не более 0,001 0,005
Массовая доля омыляемого хлора, %, не более 0,3 0,8
Массовая доля гидроксильных групп, %, не более 1,7 -
Массовая доля летучих веществ, %, не более 0,2 0,8
Динамическая вязкость, Па*с, при: (250,1) С 13-20 12-25
Время желатинизации, ч, не менее 8,0 4,0
Таблица 1. Основные технические характеристики
Массовая доля, % Динамическая вязкость при 25°С, Пас Время жела-тини-зации, ч Цвет, по Fe - Со шкале
эпоксидных групп, в пределах иона хлора не более не более омыляемого хлора не более гидроксильных групп не более летучих веществ
Высший сорт 20,0 - 22,5 0,001 0,3 1,7 0,2 13 - 20 8,0 3
Первый сорт 20,0 - 22,5 0,005 0,8 - 0,8 12 - 25 4,0 8
Таблица 2. Стандарты физико-механических свойств эпоксидно-диановой смолы
Физико-химические свойства не отверждённых эпоксидно-диановых смол приведены в таблице 3.
Таблица 3. Физические и химические свойства не отверждённых эпоксидно-диановых смол.
Наименование показателя Высший сорт ОКП 22 2511 0201 Первый сорт ОКП 22 2511 0202
Молекулярный вес 390-430 390-430
Плотность, кг/м3, в случае: 25 °С 1166
Температура вспышки в открытом тигле, °С более 270
Эпоксидный эквивалент 216-195
Условная вязкость смолы и отвердителем по шариковому вискозиметру при 100 °С, не более 10
Фракционный состав, %: 75-84
Список сырья: эпихлоргидрин (ЭХГ), дифенилолпропан, гидроксид натрия, толуол.
Эпихлоргидрин (ЭХГ) бесцветная жидкость, нерастворимая в воде, не растворимая во многих органических растворителях (ароматических и хлорированных углеводородах, кетонах, композитных эфи-рах, спиртах.)
Дифенилолпропан представляет собой кристаллическое вещество белого цвета. Его эмпирическая формула С15Н1602 (молекулярный вес: 228,29).
Толуол - бесцветная жидкость с характерным запахом, относится к аренам. Толуол был впервые получен П. Пеллетье в 1835 году перегонкой из сосновой смолы.
Гидроксид натрия (едкий натр) №ОН -представляет собой бесцветные кристаллы.
Технический продукт представляет собой белую твердую непрозрачную массу с радиальным изгибом.
Растворимости в воде следующие (в процентах при определенной температуре): 29,6 (0 ° С), 52,2 (20 ° С), 59,2 (50 ° С), 75,8 (80 ° С), 83 9 (192 ° С). Криогидратная точка - 28°С (19% ШОН).
Температура кипения растворов с различными концентрациями следующая (°С): 107, 7 (20% раствор), 128, 0 (40%), 144, 0 (50%).
Технологический процесс производства жидких ЭС периодическим методом состоит из следующих этапов: загрузка и конденсация сырья, ЭС промывка и отгонка воды, фильтрация и сушка.
Рисунок. Схема производства жидких эпоксидных смол.
1 — реактор; 2,6 — холодильники; 3 — приемник; 4 — фильтры;5 — аппарат для отгонки толуола; 7 — сборник.
В реактор из нержавеющей стали (1), снабженного якорным мостовым типом (0,5 об / мин), рубашкой для нагрева и охлаждения и холодильником, возьмите ЭХГ, затем ДФП и перемешайте до получения гомогенной суспензии.
После этого порциями заливают в реактор 50% -ный раствор щелочи и постепенно повышают температуру до 60-65 °С, затем до 70-75 ° С. В течение 4-5 ч процесс варки ЭС заканчивается и в вакууме при 50 ° С Отбрасывают непрореагирующий ЭХГ, пар которых охлаждается в холодильнике (2), а конденсат накапливается в ресивере (3).
Смолу при 60-70°С промывают от полученного хлорида натрия и побочных продуктов реакции из смеси толуола и воды, взятых в массовом соотношении 40: 60. После того, как смесь была смешана, образовались три слоя; дно - водно-солевой - сливается в систему очистки сточных вод; средний - водно-толуольная эмульсия, содержащая часть ЭС и продукты побочных реакций, - подается в обсыпанную колонну (не показана) для выделения смолы свежим толуолом и водой, подаваемой в колонну. Цикл (заполнение предварительно смешанной смеси, смешивание, поддержка и разделение) следует повторить 2-3 раза.
Раствор ЭС в толуоле передавливают через рукавные фильтры (4) и переводят в устройство (5) для полного расщепления толуола (сушки смолы). Пары толуола конденсируются в холодильнике (6), конденсат собирается в сборнике (7). До конца этой операции температура в устройстве (5) должна составлять 120-125°С при контроле давления 0,02 МПа. Готовую ЭС
вают в емкости (герметично запечатанные алюминиевые или стальные оцинкованные бочки или барабаны емкостью 50-220 л) [2].
Заключение
Выявлены основные преимущества смолы «ЭД-20»:
- высокая плотность, беспористость готового продукта;
- отличная твердость, устойчивость к механическим повреждениям, агрессивной среде, воздействию влаги;
- высокая термостойкость;
- диэлектрические и противокоррозионные возможности;
- хорошая адгезия с пластиком, металлом, стеклом, керамикой, деревом, кевларом, углеволокном и многими другими материалами;
- простота работы;
- небольшая усадка, низкий удельный вес.
Высококачественная эпоксидная смола является очень важным строительным материалом и часто используется в производственных линиях. Именно поэтому имеет смысл получить сертификат для активного продвижения продукции на рынке. Сертификат является обязательным, для этого необходимо предоставить пакет документов и продукцию для лабораторных испытаний. После тщательного лабораторного контроля и оценки качества продукции выдается сертификат и разрешение на реализацию данного продукта [3].
Сертификат на смолу - сертификат качества, выданный в России по ГОСТ 10587-84, ГОСТ 18329-73 и ГОСТ 1852293.
фильтруют через латунные сетки и разли-
Библиографический список
1. Гост 10587-84 Смолы эпоксидно-диановые неотвержденные. Технические условия.
2. Воробьев А. Эпоксидные смолы // Компоненты и технологии - 2003 - №8.
3. Ли Х., Невилл К. Справочное руководство по эпоксидным смолам. Пер. с англ. / Под ред. Н.В. Александрова - М.: Энергия, 1973. - 416 с.
TECHNOLOGY OF OBTAINING AND APPLICATION OF EPOXY-DIANO RESIN OF
BRAND «ED-20»
E.I. Simonik, student
Murom institute of Vladimir state university (Russia, Murom)
Abstract. This article discusses the following tasks: to identify the main applications of epoxy-Diane resin brand ED-20, as well as to describe the process of obtaining a liquid ES periodic method, which consists of the following stages: loading and condensation of raw materials, ES washing and distillation of water, filtration and drying. The main technical characteristics, standards of physical and mechanical properties of epoxy-Diane resin, physical and chemical properties of non-rejected epoxy-Diane resins, scheme of production of liquid epoxy resins are presented. The main advantages of "ED-20"resin are revealed.
Keywords: epoxy-Diane resin, ed-20 resin, epoxy resins, epichlorohydrin (ECG), diphenylolpropane, sodium hydroxide, toluene.
