Поліефірні смоли – що це? Застосування, особливості технології виробництва. Епоксидні матеріали мають необмежені можливості для використання

Сучасна хімічна промисловістьвипускає безліч видів смол, що використовуються у різних галузях та у виробництві композитних матеріалів. Серед цього різноманіття найактивніше застосовуються епоксидні та поліефірні термореактивні смоли.

Вони, на відміну від термопластичних, не повертаються у вихідний (рідкий) стан під впливом тепла після затвердіння. Обидві смоли мають рідку сиропоподібну консистенцію, але кожна має низку специфічних властивостей.

Синтетична олігомерна сполука, яка не застосовується в чистому вигляді, а тільки з полімерним компонентом (), у поєднанні з яким смола виявляє свої унікальні якості. Співвідношення епоксидної смоли із затверджувачем має широкі межі.

Завдяки цьому кінцеві композиції відрізняються різноманітністю і застосовуються для різних цілей. Це і жорсткі, і тверді, що нагадують за своєю консистенцією гуму, і стали міцнішими матеріали. Реакція полімеризації є незворотною. Застигла смола не розплавляється і розчиняється.

Галузь застосування

Епоксидні матеріали мають необмежені можливості використання. Традиційно вони застосовуються як:

• просочувального засобу для скловолокон, склотканини, склеювання різних поверхонь;
• гідроізолюючого покриття стін та підлоги, включаючи басейни та підвальні приміщення;
• хімічно стійких покриттів для внутрішнього та зовнішнього оздоблення будівель;
• підвищують міцність та водостійкість засобів для дерев'яних, бетонних та інших матеріалів;
• сировини для відливання форм, що піддаються різанню та шліфуванню, у виробництві склопластикових виробів електронної промисловості, будівництві, домашньому господарстві, дизайнерські роботи.

Переваги та недоліки епоксидки

Полімерні двокомпонентні склади, в які входять затверджувач та епоксидна смола, мають безліч незаперечних переваг, серед яких:

• висока міцність сполук, що утворюються;
• мінімальний ступінь усадки;
• низька сприйнятливість до вологи;
• покращені фізико-механічні параметри;
• температура полімеризації в діапазоні від -10 до +200 градусів за Цельсієм.

Необмежену кількість варіацій створюваних компаундів і безліч позитивних характеристик не зробило епоксидні смоли більш затребуваними, ніж поліефірні. Це зумовлено таким недоліком цього полімеру, як ціна. Особливо це характерно для промислових масштабів, коли кількість використовуваної для просочення смоли велика.

Навіщо потрібні епоксидні смоли?

Як конструкційний матеріал цей двокомпонентний компаунд використовується досить рідко, але є ситуації, в яких він зарекомендував себе з найкращої сторони. Кращого клеючого складу, ніж епоксидна смола на сьогоднішній день знайти практично неможливо.

Вона служить чудовим захисним покриттям і рекомендована для використання при склеюванні. різних матеріалів. Це різноманітні породи дерев, такі метали, як сталь та алюміній, будь-які непористі поверхні. За допомогою неї можна покращити експлуатаційні якості тканинних матеріалів, але не у випадках роботи з більшими обсягами. Останнє зумовлене високими витратами.

Епоксидний клей

Спеціальний епоксидний склад з високою адгезією міцності до багатьох матеріалів, випускається як жорстким, так і еластичним.

Якщо клей передбачається використовувати виключно для побутових потреб, достатньо придбати склад, який не вимагає дотримання будь-яких суворих пропорцій. Продаються такі «комплекти» у формі смоли та затверджувача холодного типу. Найчастіше вони вже йдуть у необхідному співвідношенні, яке може змінюватись від 100:40 і до 100:60.

Використання цього виду клею не обмежується виключно побутовими потребами. Склад активно застосовують у самих різних сферахдіяльності, включаючи навіть авіабудування. Пропорції та типи затверджувачів різні. Все залежить від того, для яких цілей використовують клей.

Приготування епоксидних смол та клею

Змішування смоли та затверджувача при створенні клеючого розчину в невеликих кількостях не вимагає дотримання особливих умов. Допустимі як передозування, так і недолік полімеризуючого агента. Рекомендована (стандартна) пропорція становить 1:10. Якщо смолу готують у великих кількостях, наприклад, для заливання у форму з метою виготовлення склопластикових виробів, то і до вибору, і до роботи з компонентами потрібно підходити відповідально та обережно.

Купуючи смолу та затверджувач, необхідно уточнювати їх призначення. Смолу, якщо потрібно приготувати кілька кілограм складу, попередньо нагрівають. Тільки після цього додають компоненти, що полімеризують, і пластифікатори. Присутність шкідливих парів вимагає використання засобів індивідуального захисту. Недотримання правил безпеки загрожує опіками та розвитком захворювань дихальних шляхів.

Час використання епоксидних смол

Цей параметр найбільш важливий під час роботи зі складами, оскільки проміжок, протягом якого вони зберігають в'язкий чи рідкий стан і придатні для переробки має обмеження. « Робочий часскладу залежить від декількох факторів, які обов'язково повинні враховуватися в процесі приготування компаунду.

Затвердіння одних складів настає за температури -10, інших - вище +100 градусів. Працювати зі складом, як правило, можна від півгодини до години. Якщо він затвердіє, то стане непридатним для застосування. Тому, готуючи склади, потрібно чітко контролювати як кількість затверджувача, і температуру смоли.

Являє собою продукт нафтохімічної промисловості, Основним компонентом якого є поліефір. Для полімеризації (затвердіння) до нього додаються такі компоненти, як розчинники, ініціатори, інгібітори, прискорювачі. Склад поліефірних смол може змінюватися виробником залежно від конкретної сфери призначення.

Поверхні в затверділому вигляді покривають спеціальною речовиною (гелькоутом), яка підвищує міцність та стійкість покриття до ультрафіолету, вологи та води. Фізико-механічні якості поліефірних смол значно нижчі від епоксидних, але, завдяки дешевизні, вони є найбільш затребуваними.

Сфера використання

Поліефірна смола активно використовується в таких галузях як машинобудування, хімічна індустрія, будівництво. Особливу міцність смолі надає її поєднання зі скломатеріалами у будівельній сфері.

Комбінування цих двох матеріалів дозволяє використовувати цей вид смоли у виробництві склопластику, з якого виготовляють високоміцні та стійкі до механічних впливів навіси, дахи, стінові перегородки, душові кабінки та іншу аналогічну продукцію. Цей вид смол є одним із компонентів у процесі виробництва штучного каменю, значно знижуючи собівартість готових виробів.

Покриття для поліефірної смоли

Готові вироби з поліефірної смоли, враховуючи їх не найвищі фізико-механічні показники, потребують захисту гелькоутом. Тип цієї спеціальної речовини залежить від сфери застосування кінцевого продукту.

Вироби, які не піддаються впливу активного хімічного середовища або води і застосовуються всередині приміщень, покривають ортофталевими гелькоутами, а в умовах підвищеної вологості або складного клімату, наприклад, у суднобудуванні, басейнах, ваннах - ізофтелево-неопентиловими та ізофталевими. Існують гелькоути спеціального призначення, які можуть бути вогнетривкими або мати підвищену стійкість до хімічних сполук.

Переваги поліефірки

Поліефірні смоли, на відміну від епоксидних, є більш затребуваним конструкційним матеріалом, і в затвердженому стані мають наступні переваги:

• твердістю;
• стійкістю до хімічного середовища;
• діелектричними властивостями;
• міцністю до зносу;
• відсутністю шкідливих виділень під час експлуатації.

У поєднанні зі склотканинами мають схожі, а часом і перевищують конструкційну сталь параметри. Дешева і проста технологія виробництва, властива для цих смол, обумовлена ​​тим, що вони твердіють при кімнатній температурі, але дають невелике усадку.

Це унеможливлює використання громіздких установок для теплової обробки. Враховуючи це і той факт, що поліефірні смоли вдвічі дешевші за епоксидні, собівартість кінцевого продукту низька. Все це робить використання смол на основі поліефіру вигідним і для виробника, і для покупця.

Недоліки

До мінусів поліефірних смол відноситься використання в процесі виробництва такого вогненебезпечного та токсичного розчинника, як стирол. Багато виробників відмовилися від його використання, тому, купуючи смолу, потрібно звертати увагу на склад.

Ще одним недоліком складу є горючість смоли. У немодифікованому вигляді вона горить як тверді породи дерев. Щоб вирішити цю проблему, виробники вводять до складу порошкові наповнювачі з фтором та хлором або проводять хімічну модифікацію.

Нюанси вибору

Поліефірні смоли поставляються в «запущеній» реакції полімеризації, тобто через визначений часпереходять у твердий стан. І якщо придбати стару смолу, то вона не матиме заявлених властивостей і характеристик. Багато виробників дають свою продукцію гарантію свіжості.

Термін придатності поліефірних смол складає близько шести місяців. Якщо дотримуватись правил зберігання, наприклад, тримати склад у холодильнику, при цьому не заморожуючи, використовувати смолу можна протягом року. Не можна допускати потрапляння прямих сонячних променів, а також температури довкіллявище за +20 градусів.

Епоксидні та поліефірні смоли

Працювати з поліефірними смолами значно легше, ніж з епоксидними, та вартість їх нижча. Однак, вибираючи матеріал для надійного склеювання поверхонь або виливки декоративних виробів, рекомендується віддавати перевагу епоксидним складам.

Зовнішній вигляд
Вихідні поліефірні смоли являють собою в'язкі медоподібні рідини від світло-жовтого до темно-коричневого кольору. При введенні не великої кількостіотверджувачів поліефірні смоли спочатку густіють поступово перетворюючись на студнеобразное стан, після чого стають гумоподібними і нарешті твердими, нарозчинними і неплавкими. Цей процес, званий затвердінням, відбувається за нормальної температури протягом кількох годин. У твердому стані поліефірні смоли являють собою міцні жорсткі матеріали, що легко забарвлюються в будь-які кольори, і найчастіше використовуються в поєднанні зі склотканинами (такі матеріали називаються - поліефірні склопластики) як конструкційні матеріали для виробництва найрізноманітніших виробів.

Головні переваги
Затверділі поліефірні смоли являють собою чудові конструкційні матеріали, що мають високу міцність, твердість, зносостійкість, відмінні діелектричні властивості, високу хімічну стійкість, екологічну безпеку в процесі експлуатації. Деякі механічні властивості поліефірних смол, що застосовуються у поєднанні зі склотканинами, наближаються до властивостей конструкційних сталей або навіть перевищують їх.
Технологія виготовлення виробів з поліефірних смол проста, безпечна і дешева, тому що поліефірні смоли затверджуються при кімнатній температурі без застосування тиску, без виділення летких та інших побічних продуктів з невеликою усадкою. Тому для виготовлення виробів не потрібні ні складне громіздке дороге обладнання, ні теплова енергіящо дозволяє швидко освоїти як малотоннажне, так і великотоннажне виробництво виробів.
До перерахованих вище переваг поліефірних смол необхідно додати їх низьку вартість, яка в два рази нижче вартості епоксидних смол.
Слід зазначити, що в даний час виробництво ненасичених поліефірних смол як у нашій країні, так і за кордоном продовжує збільшуватись і ця тенденція збережеться у майбутньому.

Недоліки
Звичайно, у поліефірних смол є і свої недоліки. Так, часто використовуваний як розчинник стирол токсичний і вогнебезпечний. В даний час розроблені марки, що не містять стиролу.
Іншим недоліком є ​​горючість. Немодифіковані ненасичені поліефірні смоли горять подібно до твердих пород дерева. Ця проблема вирішується шляхом введення до їх складу порошкових наповнювачів (трихокису сурми, хлор- і фосфоровмісних низькомолекулярних органічних сполукта ін.) або хімічним модифікуванням шляхом введення хлорендикової, тетрахлорфталевої кислот, а також мономерів: хлорстиролу, вінілхлоацетату та інших сполук, що містять хлор.

склад
За складом ненасичені поліефірні смоли є багатокомпонентною сумішшю хімічних речовин різної природи, що виконують певні функції. Основні компоненти з яких складаються поліефірні смоли та виконувані ними функції описані в таблиці:

Поліефір, що є основним компонентом, є продуктом реакції поліконденсації багатоатомних спиртів з багатоосновними кислотами або ангідридами, що містять ефірні групи в основний ланцюга-СО-С. Як багатоатомні спирти найчастіше використовують етиленгліколь, діетиленгліколь, пропіленгліколь, гліцерин і дипропіленгліколь. В якості кислот та ангідридів використовуються фумарова кислота, адипінова кислота, малеїновий ангідрид та фталевий ангідрид. У стані готовності до переробки поліефір має невисоку молекулярну масу (порядку 2000), а в процесі формування виробів після введення ініціаторів затвердіння перетворюється на полімер з високою молекулярною масою та тривимірною сітчастою структурою, що зумовлює високу міцність та хімічну стійкість матеріалу.
Другий необхідний компонент це мономер – розчинник. Причому розчинник грає подвійну роль. З одного боку він знижує в'язкість смоли рівня, який буде необхідний переробки, т.к. сам поліефір надто густий. З іншого боку мономер - розчинник бере активну участь у кополімеризації з поліефіром, забезпечуючи прийнятну швидкість полімеризації і високу глибину затвердіння матеріалу (самі по собі поліефіри затверджуються дуже повільно). Найчастіше для цієї мети використовується стирол, який добре розчинний, дуже ефективний і дешевий, проте має недолік – токсичність та горючість.
Компонентом, необхідним для переведення поліефірних смол з рідкого стану в твердий, є ініціатор затвердіння - перекис або гідроперекис. При взаємодії з іншим необхідним компонентом - прискорювачем ініціатор розпадається на вільні радикали, які збуджують ланцюговий процес полімеризації, перетворюючи молекули поліефіру на вільні радикали. Ланцюгова реакція протікає з великою швидкістю та з виділенням великої кількості тепла. Ініціатор вводиться до складу смоли безпосередньо перед формуванням. Після запровадження ініціатора заповнення форми має бути здійснено за 12-24 години, т.к. після цього часу смола перетвориться на студнеобразное стан.
Четвертим компонентом ненасичених поліефірних смол є прискорювач (каталізатор) затвердіння, який як було сказано вище, потрібен для реакції з ініціатором, в результаті якої утворюються вільні радикали, що ініціюють процес полімеризації. Прискорювач може вводитись до складу поліефірів як на стадії виготовлення, так і безпосередньо при переробці перед введенням ініціатора. Найбільш ефективними прискорювачами для затвердіння поліефірів при кімнатній температурі є солі кобальту, зокрема нафтенат та октоат кобальту, що випускаються під торговими маркамиПК та ОК відповідно.
Полімеризацію поліефірних смол треба не лише активувати та прискорювати, а іноді й уповільнювати. Справа в тому, що поліефірні смоли без ініціаторів і прискорювачів самі можуть утворювати вільні радикали і передчасно полімеризуватися в процесі зберігання. Для запобігання передчасній полімеризації потрібний інгібітор (сповільнювач) затвердіння. Механізм його дії полягає у взаємодії з вільними радикалами, що періодично виникають, з утворенням малоактивних радикалів або сполук нерадикальної природи. Як інгібітори застосовують фенол, трикрезол, хінони і деякі органічні кислоти. Інгібітори вводяться до складу поліефірів у дуже невеликій кількості (порядку 0,02-0,05%) на стадії виготовлення.
Компоненти, описані вище, є основними з яких складаються поліефірні смоли як сполучні. Однак на практиці при формуванні виробів поліефіри вводиться велика кількістьдобавок, що несуть найрізноманітніші функції та модифікують властивості вихідних смол. До таких компонентів відносяться порошкові наповнювачі, що вводяться з метою здешевлення, зниження усадки, підвищення вогнестійкості; армуючі наповнювачі (склотканини), що застосовуються з метою підвищення механічних властивостей, барвники, пластифікатори, стабілізатори та інші.

Деякі властивості покриттів на оновленні поліефірних смол звичайного типу, а також покриттів на основі нітроцелюлозного та сечовино-формальдегідного лаків наведені у табл. 122 Г З цих даних цілком очевидно випливає, що поліровані покриття з поліефірних смол мають ряд переваг у порівнянні з іншими матеріалами.

Вони характеризуються високим блиском, прозорістю, відмінним зовнішнім виглядом, стійкістю до дії води, розчинників та багатьох інших хімічних реагентів. Крім того, поліефірні покриття стійки до дії полум'я сигарет, що тліють, і характеризуються відмінною морозостійкістю і підвищеною абразивною стійкістю.

Для отримання високоякісного покриття з поліефірних лаків достатньо нанесення одного шару, у той час як нітроцелюлозні та багато інших лаків доводиться наносити у два або три прийоми. Плівки з поліефірних смол стійкі до ударних навантажень.

До недоліків покриттів із поліефірних лаків слід віднести труднощі видалення покриття у разі, якщо необхідно нанести нове. Крім того, хоча поліефірні покриття стійкі до дряпання, подряпини на них помітніші, ніж на нітроцелюлозних плівках.

Властивості покриттів різних типів

Як уже зазначалося, іноді при виробництві меблів не прагнуть досягти високого блиску, характерного для поліефірних покриттів.

Переробка поліефірних лаків утруднена внаслідок необхідності застосування двокомпонентних систем, а також через інгібування процесу затвердіння киснем повітря. Останній недолік нині подолано завдяки розробці спеціальних прийомів.

Відомо, що поверхневий шар покриття, отриманого в присутності повітря з поліефірної смоли звичайного типу, залишається нетвердим протягом тривалого часу. Якщо ж отверждение плівки проводять не так на повітрі, а, наприклад, в атмосфері азоту, інгібування процесу киснем повітря немає і покриття отверждается повністю.

При отриманні шаруватих пластиків або виливків інгібування киснем не відіграє суттєвої ролі, оскільки поверхня контактує з повітрям відносно невелика в порівнянні з обсягом виробу. Зазвичай при цьому затвердіння супроводжується значним виділенням тепла, що сприяє утворенню додаткової кількості вільних радикалів.

Висихання поліефірних смол у плівках (коли відношення поверхні до об'єму дуже велике) протікає практично без підвищення температури в масі, так що теплота реакції в цьому випадку швидко розсіюється і утворення вільних радикалів внаслідок розігріву не відбувається.

Вільні радикали, що утворюються в результаті розпаду перекисів або гідроперекисів, ініціюють реакцію кополімеризації фумаратів або малеїнатів з мономером, наприклад, стиролом. Вільні радикали реагують зі стиролом і фумаратними (або малеїнатними) групами поліефіру, причому утворюються вільні радикали за такими схемами:

У присутності кисню радикали, що виникають при розпаді перекисів, взаємодіють переважно.

Ця реакція протікає надзвичайно швидко. Таким чином, у поверхневому шарі розчинів ненасичених поліефірів у стиролі концентрація активних вільних радикалів у присутності повітря знижується з великою швидкістю, що сильно уповільнює ініціювання кополімеризації.

Було показано, що при полімеризації стиролу при 50°С реакційна здатність вільних радикалів, що утворилися з перекисів, у реакціях з киснем у 1-20 мільйонів разів більша, ніж у реакціях зі стиролом.

Ймовірно, найбільш важливим кроком у розвитку виробництва поліефірних лаків було винахід способів усунення інгібуючої дії кисню на затвердіння шляхом хімічної модифікації поліефірів. В даний час відомі наступні методи отримання поліефірних лаків, висихання яких не піддається інгібуючої дії кисню:.

а) модифікація кислотних реагентів, що використовуються при синтезі поліефірів;

б) модифікація спиртових реагентів;

в) модифікація зшивають агентів (мономерів);

г) введення полімерів, здатних взаємодіяти з поліефірними смолами;

д) застосування висихаючих масел;

е) застосування поліефірів з високою температурою розм'якшення;

ж) введення в смоли восків або інших спливних добавок;

з) захист поверхні покриття поліефірними плівками;

і) гаряче сушіння.

Модифікація кислотних реагентів

Нещодавно організовано промислове виробництвополіефірних лаків на основі тетрагідрофталевого ангідриду ''. Ці лаки утворюють нелипкі плівки, що добре висихають на повітрі і мають твердість, жорсткість і прекрасний блиск. У табл. 123 наведено типові рецептури та властивості поліефірів, синтезованих з використанням тетрагідрофталевого ангідриду.

ТАБЛИЦЯ 123.

Рецептури поліефірів, модифікованих тетрагідрофта Лівим ангідридом, та властивості смол на їх основі

Властивості смол

З поліефірних смол такого типу, рецептуру яких вводили гліцерин, трис-(2-карбоксиэтил)-ізоці-анурат або деяку кількість яблучної кислоти, отримували плівки. У табл. 124 показано вплив перерахованих реагентів (модифікаторів) на твердість плівок, виготовлених при 25° С і 50% відносної вологості в присутності 1,5% (за вагою) 60%-ного розчину перекису метилетилкетону і 0,021% кобальту, введеного в кобальту.

ТАБЛИЦЯ 124.

Твердість за Свардом - Рокером плівок на основі тетрагідрофталатів, синтезованих з різними добавками

З даних табл. 124 слід, що твердість покриттів на основі поліефірів, що містять ланки трис-(2-карбоксиэтил)-ізоціанурату, вище, ніж у разі застосування смол двох інших типів.

Очевидно, всі ці модифікатори збільшують активність поліефіру в реакціях утворення тривимірної сітки. У літературі є відомості про те, що застосування гліцерину при синтезі тетрагідрофталатів є досить перспективним.

Покриття сталі, отримані з трьох названих смол, дуже еластичні; при використанні поліефірів, модифікованих гліцерином і трис-(2-карб-оксиэтил)-ізоціануратом, гнучкість покриттів алюмінію недостатня, в той час як покриття зі смоли третьої рецептури відрізняються хорошою еластичність. Плівки з неї також перевершують інші за стійкістю до удару.

Було встановлено, що зміна співвідношення поліефіру та стиролу або кількості та складу ініціатора та прискорювача не істотно впливає на властивості покриттів.

Навпаки, значні відмінності у властивостях покриттів спостерігаються під час заміни в рецептурі поліефіру.

діетиленгліколю 1,2-пропіленгліколем або дипропілен-гліколем (див. табл. 123) . Великий вплив має також зміна співвідношення фумарової та тетрагідро-фталевої кислот. Так, стійкість плівок до подряпин зростає зі збільшенням даного співвідношення і зменшується при введенні пропілен-і дипропіленгліколю до складу вихідного поліефіру.

Оскільки реакційна здатність тетрагідрофта-лівого ангідриду в реакціях з гліколем вище, ніж у фталевого ангідриду, процес поліконденсації можна проводити при знижених температурах. Плівки з поліефірів, модифікованих тетрагідрофталевим ангідридом, відрізняються більшою твердістю та блиском, ніж плівки на основі фталатів.

Як уже згадувалося, у патентній літературі наводяться дані про модифікацію властивостей тетрагідрофта-латів шляхом введення в рецептуру поліефіру гліцерину, яблучної кислоти або трис-(2-карбоксиетил)-ізоціану-рату (табл. 125).

ТАБЛИЦЯ 125.

Рецептури тетрагідрофталатів з добавками модифікаторів та властивості смол на їх основі

У всіх трьох рецептурах, наведених у. таблиці, молярне співвідношення тетрагідрофталевого ангідриду та фумарової кислоти становило 1:1. Кислотні модифікатори вводили в кількості, що відповідає 0,5 г-екв карбоксильних груп, а загальне співвідношення карбоксильних та гідроксильних груп дорівнювало 1: 1,05. З синтезованих поліефірів готували 50% розчини в стиролі і отримували плівки в присутності 1,5% розчину (60%-ного) перекису метилетилкетону і 0,021% кобальту, що вводиться у вигляді -нафтенату кобальту.

Усі ці плівки витримали випробування на стійкість до дряпання протягом 30 діб. У всіх випадках стійкість плівок до дряпання з часом зростала. Позитивний вплив мала також термообробка при 50° С; при цьому досягалася висока стійкість покриттів.

Мал. 42. Вплив співвідношення кислотних реагентів у рецептурі поліефіру на стійкість до дряпання плівок із стверджених смол. Цифри на кривих – вміст стиролу у вихідних розчинах.

Було виявлено, що стійкість покриттів до подряпин підвищується зі збільшенням щільності зшивки смол (рис. 42). Як видно з малюнка, в досліджених межах затверділі продукти на основі концентрованих стирольних розчинів мають кращу стійкість.

Липкість покриттів з поліефірів високого ступеня ненасиченості (з великим вмістом фумарової кислоти) зникає швидше, ніж при застосуванні продуктів малого ступеня ненасиченості, хоча для поліефірів, модифікованих тетрагідрофталевим ангідридом, у всіх випадках на повітрі характерне утворення нелипких плівок.

Необхідно відзначити, що такі покриття не завжди мають задовільну твердість та стійкість до дряпання (табл. 126). Так, плівки, отримані з використанням поліефірів діетиленгліколю, відрізняються кращою твердістю та стійкістю до дряпання, ніж покриття на основі поліефірів 1,2-пропіленгліколю. Заміна діетиленгліколю 1,3-бутилен-, 1,4-бутилен- та нео-пентилгліколем, 2-метил-2-етил-1,3-пентандіолом або гідрованим бісфенолом А призводить до усунення поверхневої липкості, але погіршує стійкість плівок до дряпання.

ТАБЛИЦЯ 126.

Поверхневі властивості покриттів із поліефірних смол, модифікованих тетрагідрофталевим ангідридом.

Як зазначалося, стійкість до дряпання плівок, отриманих з розчинів тетрагидрофталатов, зростає згодом і стає постійної лише через 12-16 діб після їх нанесення. Максимальні показники твердості за Свард-Рокер зазвичай досягаються через тиждень після нанесення плівки.

Покриття на основі тетрагідрофталатів перевершують за стійкістю до дряпання та ударних навантажень покриття, виготовлені із застосуванням поліефірних смол промислового типу, що не містять воскоподібних добавок. Однак вони поступаються їм твердістю.

Модифікація спиртових реагентів

На ранніх стадіях дослідження для отримання так званих «неінгібованих» лаків було запропоновано використовувати діоли спеціального типу, наприклад, ендо-метиленциклогексил-біс-метандиол (продукт реакції Дільса-Альдера) або 4,4- (діоксидіциклогексил)-алка-ни. Ці сполуки застосовували для часткової чи повної заміни гліколей звичайного типу. Так як покриття на основі таких поліефірів виявилися недостатньо твердими і стійкими до дряпання і дії розчину.

вони не знайшли промислового застосування. Значно пізніше у ФРН та США одночасно було встановлено, що введення в поліефіри залишків p-ненасичених простих ефірів призводить до помітного зниження інгібуючої дії кисню повітря на процес затвердіння поліефірних смол.

Наслідком цього відкриття було використання для цієї мети ряду р, у-алкенілових простих ефірів одно-або багатоатомних спиртів. Було знайдено, що при частковій заміні (в рецептурі поліефіру) звичайних гліколів а-аліловим ефіром гліцерину утворюються продукти, на основі яких можна отримувати тверді та стійкі до дряпання покриття.

Наявність алільної групи у складі поліефіру саме собою не запобігає інгібуючої дії атмосферного кисню на процес затвердіння. Для надання поліефірам неінгібуемості необхідно, щоб алілова група була пов'язана з кисневим атомом, що утворює простий ефірний зв'язок.

Аналогічний ефект мають залишки простих ефірів бензилового спирту. Така аналогія зрозуміла, якщо розглянути структуру цих сполук:.

Незабаром було виявлено, що затвердіння поліефірів, синтезованих з поліалкіленгліколів, також не пригнічується киснем повітря. Покриття, отримані на основі поліефірів такого типу (як ненасичений реагент використовували фумарову кислоту), відрізнялися міцністю, еластичністю і стійкістю до дряпання.

Таким чином, наявність простої ефірної групи в молекулах поліефірів обумовлює отримання «неінгібованих» лаків. У 1962 р. було опубліковано повідомлення про поліефіри, синтезовані з використанням діалілового ефіру триметилолпропану. Поліефір отримували конденсацією 214 вагу. ч. діалілового ефіру триметилолпропану з 74 вагу. ч. фталевого ангідриду до досягнення кислотного числа 24. В'язкий при кімнатній температурі продукт розчиняли в ксилолі, після чого додавали розчин 0,03% кобальтового сикативу. Потім випробовували здатність розчину до висихання, використовуючи прилад Ст Drying Recorder (товщина шару лаку - 0,038 мм). Результати випробувань наведено у табл. 127.

ТАБЛИЦЯ 127

Плівки, отримані описаним вище способом, відрізняються гарною стійкістю до дії тепла та ультрафіолетового опромінення, стійкістю до дії парафінової олії та хорошими електроізоляційними властивостями. За відсутності кобальтового сикативу такі плівки не висихають протягом тривалого часу.

Нещодавно отриманий патент на спосіб отримання поліефірів, що висихають на повітрі, на основі аліфатичних спиртів, що містять у ланцюгу 2-7 простих ефірних груп. Як такі спиртові реагенти використовують триетилен-, тетраетилен- пентаетилен-, гексаетилен- і пентабутиленгліколь. Описано також застосування продуктів приєднання окисів етилену або пропілену до згаданих вище гліколи (молярне співвідношення окис: гліколь становить від 2: 1 до 5:1).

змішують 100 вагу. ч. отриманого розчину з 4 вагу. ч. 50%-ної пасти перекису циклогексанону та 4 вага. ч. 10%-ного розчину кобальту нафтенату і відливають плівку. Затвердіння плівки починається через 8 хв та супроводжується сильним екзотермічним ефектом.

Тонкі покриття повністю отверждаются за 6 год. їх можна з успіхом полірувати через 8 годин після нанесення лаку. Плівки, що утворилися, еластичні і стійкі до дряпання. Якщо такий лак нанести на дерево і отримане покриття скинути кулю з висоти 1,5 м, на поверхні з'являється вм'ятина, проте тріщин не утворюється.

Вище згадувалося застосування алілових ефірів.

Введення залишків простих ефірів аллілового спирту в бічне коло спиртових реагентів здійснюють за методом Вільямсона. Найбільш доступні сполуки цієї групи – неповні алілові ефіри багатоатомних спиртів. Одною з найважливіших характеристикполіефірів, отриманих з використанням даних ефірів, є вміст бічних алільних груп. Дженкінс, Мотт і Вікер висловили «функціональність» таких поліефірів як середня кількість алільних груп, що припадає на одну молекулу.

Взаємозв'язок «алільної функціональності» та молекулярної ваги поліефірів на основі малеїнового ангідриду, пропіленгліколю та моноалілового ефіру гліцерину показано нижче:

Для отримання лаків, що висихають на. повітрі, необхідно вводити до складу поліефіру певну кількість залишків аллілових ефірів, що визначається експериментальним шляхом. Наявність цих залишків у бічній ланцюгу поліефіру призводить до того, що в процесі поліконденсації може відбутися гелеутворення, перш ніж буде досягнута оптимальна молекулярна вага продукту. Взаємозв'язок між вмістом алільних груп та молекулярною вагою, при якому відбувається гелеутворення, показано в табл. 128 на прикладі поліефіру, синтезованого з пропіленгліколю, моноалілового ефіру гліцерину та еквімолекулярної кількості малеїнового та фталевого ангідридів.

ТАБЛИЦЯ 128

Гранично досяжна молекулярна вага не може. бути підвищений за рахунок зменшення вмісту малеїнового ангідриду в рецептурі поліефіру.

Властивості плівок зі смол, що містять стирол, покращуються при збільшенні вмісту залишків простих аллілових ефірів у вихідному поліефірі. Так, при заміні 80 мол. % пропіленгліколю моноаліловим ефіром гліцериду отримують поліефіри, які утворюють міцні, жорсткі плівки, стійкі до розчинників та дряпання нігтем. Якщо ж у рецептурі поліефіру лише 30% пропіленгліколю замінюють аліловим ефіром гліцерину, поверхня покриття легко дряпається наждачним папером.

Встановлено, що для отримання покриттів з хорошим блиском після полірування необхідно використовувати поліефіри, що містять близько 0,15 моль аллілового ефіру 100 г поліефіру; для досягнення високої стійкості покриттів до дряпання застосовують поліефіри, що містять щонайменше 0,33 моль того самого компонента.

Аналогічно при використанні діалілового ефіру гліцерину в якості агента, що викликає обрив поліконденсаційного ланцюга, плівки, що добре поліруються, утворюються при введенні до складу поліефіру 0,3 моль даної сполуки (на 100 г поліефіру).

Покриття, стійкі до дряпання, виготовляють на основі поліефірів, що містять 1,45 г залишків діалілового ефіру.

Однією з основних перешкод на шляху застосування р, у-ненасичених простих ефірів є відносна складність синтезу поліефірів на їх основі. Це пов'язано насамперед про те, що ненасичені ланки основний і бічних ланцюгів мають тенденцію до кополімеризації. Крім того, у процесі поліконденсації а, p-ненасичених кислот з р, у-ненасиченими діодами, проста ефірна група може легко руйнуватися під дією сильних кислот. Щоб запобігти цій небажаній побічній реакції, необхідно застосовувати спеціальні запобіжні заходи.

Нещодавно в патентній літературі наводилися дані про комбіноване застосування поліефіру звичайного типу та поліефіру на основі ненасиченої кислоти, насиченого діолу та ненасиченого діолу, що містить залишки р, у-ненасичених простих ефірів:

Прикладом таких р у-ненасичених ефіроспиртів є моно-ш діалілові ефіри триметилолетану, бутантріолу, гексантріолу і пентаеритриту. Згадується також про використання дикарбонових кислот, що містять алільні групи, наприклад а-алілоксиян-тарної та а, р-діалілоксиянтарної- Поліефіри двох типів, кожен з яких містить ненасичені групи лише одного роду, мало схильні до гомополімеризації, змішують при кімнатній температурі і отримують таким способом смолу, затвердіння якої не пригнічує кисень повітря.

Однією з найважливіших характеристик мономерів-розчинників, які у складі лакофарбових композицій, є пружність їх парів. З цього погляду застосування стиролу небажано, оскільки відчутна кількість стиролу випаровується з тонких.

плівок, особливо за тривалого часу сушіння. Для виготовлення поліефірних лаків доцільно використовувати малолеткі мономери, здатні до активної кополімеризації з малеїнатами та фумаратами у присутності кисню повітря. Велике значення має також здатність мономерів поєднуватися з поліефірами з утворенням низьков'язких розчинів.

Прості поліалілові ефіри відповідають цим вимогам: вони добре поєднуються з поліефірами, утворюючи низьков'язкі композиції, які у ствердженому стані не мають поверхневої липкості. Такі мономери легко вступають у кополімеризацію з поліефірами і не утворюють у цих умовах гомополімерів. Нижче наведено дані про температури, що розвиваються в масі поліефірних смол у продесі їх затвердіння:

З'єднання з аллилоксигруппами легко сополімеризуються з фумаратами. Так, р-алілоксиацетат утворює кополімери з діетилфумаратом при різних співвідношеннях реагентів.

Цікаво відзначити, що зі стиролом р-аллілохсі-етилацетат не співполімеризується, а при введенні цього ефіру в стиролсодержащие поліефірні смоли він, ймовірно, вступає в реакцію лише з фумаратними групами поліефіру.

Прості поліалілові ефіри можуть бути одержані з похідних меламіну або шляхом етерифікації простих алілових ефірів гліцерину фталевим ангідридом. Хоча такі мономери добре кополімеризуються з фумаратами, у багатьох випадках їх застосування ускладнене тим, що вони утворюють з поліефір високов'язкі суміші.

Зі збільшенням вмісту аллнльних груп покращується здатність смол до утворення нелипких покриттів. Властивості плівок, отриманих при затвердінні.

композицій, що складалися з трьох частин поліефіру та двох частин поліалілових мономерів різних типів, показані в табл. 129.

ТАБЛИЦЯ 129.

Дженкінс, Мотт та Вікер досліджували вплив кількості тетраалілового ефіру біс-гліцеринадипінату на властивості поліефірних покриттів (табл. 130).

Автори показали, що композиція повинна містити щонайменше 40% мономеру для того, щоб отримати тверді покриття, стійкі до дряпання. Ця кількість відповідає 0,35 г-екв алільних груп на 100 г розчину і близька до оптимального вмісту бічних алільних груп ланцюга поліефіру (див. попередній розділ).

Велике практичне значеннямає обставина, що будь-якому ненасиченому поліефіру можна надати «неінгібуемість» шляхом додавання відповідного мономеру.

Справді, значно простіше вводити смолу. мономери - прості ефіри аллілового спирту, ніж модифікувати ланцюги поліефіру. Є відомості про зменшення інгібуючої дії кисню повітря при додаванні до поліефірних смол ароматичних мономерів, що містять принаймні два ізо-пропенільні радикали, наприклад діізопропенілбензолу. Однак такі з'єднання власними силами недостатньо ефективні для того, щоб забезпечити висихання лаку на повітрі з утворенням високоякісного покриття. Слід також відзначити, що при використанні смол, що містять смол може порушуватися співвідношення поліефіру і стиролу, зокрема, внаслідок випаровування стиролу, чому глибина затвердіння смоли знижується. У зв'язку з цим необхідно враховувати втрати за рахунок випаровування, проникнення в підкладку або розпилення та вводити до складу лаку надлишок стиролу (5-10%). Крім того, застосовуючи стирол як мономер-розчинник, слід використовувати поліефіри підвищеної молекулярної ваги.

Органічні добавки

Було встановлено, що для усунення липкості поверхневої поліефірних покриттів можна використовувати парафін. Він розчинний у вихідній смолі, але в процесі затвердіння практично повністю виділяється з неї, утворюючи на поверхні покриття захисну плівку, що запобігає інгібуючої дії кисню повітря. Цей спосіб отримання. нелипких покриттів успішно застосовується у виробництві поліефірних смол та лаків. Відомі й інші «випливають» добавки, наприклад стеарати, які, проте, не застосовуються настільки широко, як парафін.

Зазвичай воскоподібні добавки вводяться у кількості від 0,01 до 0,1 ваг.%. Після висихання покриття (через 3-5 год після його нанесення) парафінова плівка видаляється шліфуванням абразивними матеріалами. При подальшому поліруванні шліфованого покриття утворюється дзеркальна поверхня. Шліфування є досить* складним процесом, оскільки воскоподібні добавки засмічують шліфувальну шкірку.

Необхідність додаткових операцій - шліфування та полірування - служить серйозною перешкодою, що утруднює застосування поліефірних лаків. Однак отримувати без додаткової обробки блискучі покриття із смол, що містять воскоподібні добавки, досі не вдається. Слід зазначити, що спливаючі добавки зменшують до мінімуму втрати стиролу від випаровування.

Одним з недоліків поліефірних лаків такого типу є погіршення адгезії плівок на їх основі до підкладки внаслідок міграції воску або парафіну.

Поверхневий шар покриттів каламутніє в процесі випливання парафіну; після шліфування та полірування цей процес може продовжуватися, особливо під дією тепла або ультрафіолетового опромінення.

Зменшення адгезії можна уникнути, наносячи спочатку лак, який не містить воскоподібних добавок, а через деякий час - розчин парафіну. В цьому випадку парафін знаходиться лише на поверхні покриття.

Введення невеликих кількостей ацетобутирату целюлози надає лакам здатності утворювати нелипкі плівки при висиханні на повітрі і має низку додаткових переваг:.

а) запобігає стіканню з вертикальних поверхонь;

б) прискорює гелеутворення;

в) запобігає утворенню раковин і нерівностей;

г) підвищує поверхневу твердість;

д) підвищує теплостійкість покриття.

Для приготування неінгібованих лаків до поліефіру при 150° додають низькомолекулярний ацетобутират целюлози і після повного його розчинення додають мономер-розчинник. Якщо спочатку розчиняють поліефір в мономері, ацетобутират вводять в розчин приблизно при 95° С; при цьому можливі втрати мономеру (1-2%) внаслідок випаровування. Ацетобутират целюлози не тільки покращує якість лаків та покриттів, але і є загусником та регулятором в'язкості лаків. Для ефективного запобігання інгібуючої дії кисню іноді поверх свіжо-нанесеного незаполімеризованого шару поліефірної смоли наносять шар лаку на основі бутирату та сечови-но-формальдегідної смоли. Отримуючи таке поверхневе покриття безпосередньо після нанесення поліефірної смоли, вдається уникнути неповного затвердіння поверхневого шару смоли.

Спосіб, що дозволяє уникнути гелеутворення, полягає у взаємодії поліефіру з кінцевими карбоксильними групами з частково епоксидованої смолою алкіду на основі кислот висихаючих масел. Ці сполуки реагують за відносно низьких температур, що запобігає перебігу реакції Дільса - Альдера.

Поліефіри, здатні до висихання повітря, отримують також при взаємодії дигліцериду, поліефіру з кінцевими гідроксильними групами і диизоцианата.

Однак такі продукти не набули широкого застосування, що можна пояснити серйозними труднощами, що виникають при їх виробництві. Для надання поліефірам здатності до висихання на повітрі необхідно вводити до їх складу значну кількість сполук на основі кислот олій, що висихають. Крім того, деякі з цих продуктів погано сополімеризуються зі стиролом або малеїнатними ланками і викликають зміну кольору плівки при її старінні.

Інший спосіб, що дозволяє отримувати нелипкі покриття, полягає у застосуванні поліефірів, які навіть у неотвержденном стані настільки жорсткі, що плівки на їх основі можуть піддаватися поліруванню без засмічення полірувального матеріалу.

Зазвичай твердість поліефірів та температура їхнього розм'якшення взаємопов'язані. Для отримання нелипких покриттів придатні поліефіри з температурою розм'якшення вище 90 ° С. У гл. 6 показано, що температура розм'якшення може бути підвищена декількома способами. Наприклад, при використанні циклічних діолів, таких як циклогександиол, вдається отримати поліефіри з підвищеною твердістю та температурою розм'якшення. Аналогічний вплив ці властивості надає використання полярних груп у ланцюг поліефіру.

Таким чином, застосовуючи відповідні компоненти або вводячи специфічні групи поліефіри, можна істотно підвищити їх температуру розм'якшення.

Пропіленгліколь ф-j-гідрований бісфенол А * . . . .

про-Фталева ф-малеїнова

Подібний вплив на властивості поліефірів надає введення амідних груп шляхом часткової заміни використовуваних при синтезі гліколів етаноламіном або етилендіаміном.

Такий ефект спостерігали, наприклад, у разі заміни.амінами більшої або меншої частини пропіленгліколю при синтезі поліпропіленглікольмалеїнатізофта-лату (молярне співвідношення кислотних реагентів дорівнює 1: 1).

Порівнюючи вплив еквімолекулярних кількостей моноетаноламіну і етилендіаміну на температуру розм'якшення поліефірів, можна зробити висновок про більшу ефективність етилендіаміну (табл. 132).

Зазвичай отримання ненасичених поліефірів з високою температурою розм'якшення не становить особливих труднощів, проте лаки на їх основі мають низку істотних недоліків. Так, затверділі покриття, хоч і відрізняються твердістю, крихкі та чутливі до дії розчинників. При змінному охолодженні та нагріванні плівки мають тенденцію до розтріскування. Ці недоліки пов'язані, головним чином, із втратами.

Більше сучасні методизапобігання інгібуючої дії кисню повітря, які були описані в попередніх параграфах, дозволяють отримати покриття високої якості без суттєвого подорожчання матеріалів.

Захист поверхні за допомогою полімерних плівок.

Цей метод полягає у захисті поверхні лакофарбового покриття целофанової або теріленової плівкою та запобігання, таким чином, інгібуючої дії кисню на затвердіння поліефірних смол. Крім того, у разі застосування плівок не спостерігається помітних втрат стиролу внаслідок випаровування. Такий спосіб захисту поверхні використовують також при виготовленні деяких видів шаруватих пластиків і затвердіння зовнішнього шару склопластиків. Для отримання інших видів покриттів цей метод не становить практичного інтересу.

"Гаряче" затвердіння.

Тверді поліефірні покриття одержують, отверждая смоли при температурах близько 100° З або вище. При цьому немає необхідності використовувати специфічні добавки або поліефіри спеціальних типів. У процесі затвердіння при високих температурах можливі значні втрати стиролу, що негативно позначається на поверхні покриття. У зв'язку з цим доцільно використовувати смоли, що містять мономери, що висококиплять.

Повідомлялося, деякі поліефірні лаки гарячої сушіння утворюють покриття, порівняні за твердістю з покриттями на основі меламінно-алкідних смол. Такі лаки отверждают, використовуючи інфрачервоне обігрів, при 100° протягом 5 хв. При цьому утворюються блискучі покриття, що не потребують спеціального полірування.

СОПОЛІМЕРИЗАЦІЯ ДВОКОМПОНЕНТНИХ СИСТЕМ.

У цьому розділі розглядаються закономірності кополімеризацій, що протікає за участю вільних радикалів. Вільні радикали можуть генеруватися різними шляхами, включаючи термічний або фотохімічний розпад таких сполук, як органічні.

Як показали випробування кополімерів зі стиролом змішаних ненасичених поліефірів низькомолекулярних гліколів (етиленгліколю, Ді- та триетиленгліколю) і поліетиленгліколю молекулярної ваги 17Й0, межа міцності при розтягуванні зменшується при підвищенні вмісту поліетиленгліколю у складі поліеф. У той же час еластичність кополімерів різко підвищується і, досягнувши максимуму, починає зменшуватися в результаті збільшення міжмолекулярної взаємодії поліефірних ланок. При використанні поліетиленгліколю молекулярної ваги 600 залежність величини відносного подовження полімеру від складу вихідного поліефіру має монотонний характер [Л-Н. Сєдов, П. 3. Лі, Н. Ф. Пугачевська, Пласт, маси, № 11, 11 (Шбб); Доповідь на 2-й Міжнародній конференції зі склопластиків та заливальних смол, Берлін, 1967]. - Прим. ред.

Відмінності яких розглядатимемо у цій статті, відносяться до класу термореактивних. Це означає, що після процесу застигання їх вже не можна повернути у рідкий стан. Обидва склади мають різні характеристики, що визначає сферу їх застосування. Для розуміння призначення цих матеріалів корисно ознайомитися з оглядом поліефірних та епоксидних смол.

Епоксидна смола

Епоксидка відноситься до матеріалів синтетичного походження. У чистому вигляді вона непридатна для застосування, оскільки самостійно перейти у твердий стан не здатна. Для застигання в епоксидну смолу додають у потрібній пропорції спеціальний затверджувач.

Для правильного використанняпотрібно знати плюси та мінуси епоксидної смоли. Смола даного типу цінується за свої характеристики міцності. Вона стійка до таких агресивних хімічних сполук, як кислоти та луги. До переваг епоксидки відносяться: помірна усадка, висока стійкість до зносу, а також відмінна міцність. Процес застигання відбувається за широкого діапазону температур, але рекомендованим у побуті є проміжок від +18 до +25 градусів. Гарячий метод застигання використовується під час виробництва виробів підвищеної міцності, здатних витримувати екстремальні навантаження.

Такий тип смол застосовується як у промисловості, так і в домашніх умовах. Сфера їхнього використання стає дедалі ширшою завдяки створенню нових складів з оптимізованими властивостями. Завдяки змішуванню різних типів епоксидних смол та затверджувачів можна отримувати кінцевий продукт із абсолютно несхожими характеристиками.

Застосування епоксидної смоли

Смола епоксидного типу насамперед застосовується як матеріал для склеювання поверхонь: дерев'яних, шкіряних, металевих та інших непористих. Такий склад затребуваний в електроніці, машинобудуванні та авіації. Склопластик, що активно застосовується в будівництві, також виготовляють з епоксидки. Смолу використовують для гідроізоляції підлоги та стін, у тому числі і зовнішніх. Готові вироби із склопластику після шліфування та додаткової обробки популярні у прикрасі інтер'єрів приміщень.

Затверджувач для епоксидної смоли

Епоксидний матеріал складається із двох складових, після змішування яких починається процес полімеризації. Компонент, що викликає затвердіння епоксидної смоли, називається затверджувачем. Залежно від застосування різних смол та затверджувачів можна отримувати зовсім несхожі епоксидні суміші.

Пропорція затверджувача у складі може бути різною та залежить головним чином від марки смоли. Реакція полімеризації епоксидної смоли необоротна, тобто розплавити вже застиглий матеріал можливості немає.

Помилково вважати, що за завищенні кількості затверджувача застигання пройде швидше. Діючий спосіб прискорення процесу - Збільшення температури суміші. Підвищення робочої температурина 10 градусів дозволяє прискорити процес у 3 рази. Для цього в продажу є спеціальні компоненти. Також існують епоксидні суміші, що твердіють при знижених температурах.

Неправильний вибір кількості затверджувача згубно позначається на якості готового виробу. Насамперед зменшується його міцність та стійкість до хімічних речовин. При малій кількості затверджувача консистенція деталі стає липкою, при надлишку полімер виділяється на поверхні матеріалу. Найбільш частими пропорціями смола/затверджувача є 1/2 або 1/1. Перед змішуванням рекомендується ознайомитися з інструкцією щодо правильного співвідношення компонентів.

Поліефірна смола

Така смола утворюється під час переробки спиртів спеціального призначення. Основою матеріалу є поліефір. Для прискорення процесу затвердіння використовуються спеціалізовані розчинники та інгібітори. Залежно від сфери застосування матеріалу, він може мати різну структуру та властивості. Виріб, що вийшов, потребує додаткової обробки, спрямованої на підвищення захисту від води та ультрафіолетового випромінювання. Додаткове покриття також посилює характеристики міцності виробу. Поліефірна смола, на відміну епоксидної, характеризується невисокими механічними якостями. Але при цьому поліефірку відрізняє низька ціназавдяки якій матеріал є більш популярним.

Такі смоли активно застосовуються при будівництві будівель, в автомобілебудуванні, кораблебудуванні та процесі виробництва ємностей для хімічних складів. Поліефірні компоненти при змішуванні зі склом утворюють високоміцні сполуки. Завдяки цьому матеріал, що вийшов, використовують у виготовленні навісів, дахів для будівель і освітлювальних приладів.

Поліефірна смола також входить до складу штучного каменю. Виготовлений із застосуванням даного компонента пластик використовується у виробництві підвіконь, душових кабін, перегородок та декоративних елементів. Поліефірні смоли, на відміну від епоксидних, легко піддаються фарбуванню.

Основні плюси смоли поліефірного вигляду

Поліефірна смола, на відміну від епоксидної, має більшу практичність. Після змішування зі склом склад набуває характеристик міцності, що перевищують властивості сталі. Для затвердіння поліефірки не потрібно спеціальних умовта температур. Роботи з нею вважаються менш трудомісткими, а сам матеріал коштує дешевше.

В чому різниця?

Запитуючи: "Що краще, поліефірка або епоксидка?", потрібно розуміти, навіщо і де смола необхідна. Обидва матеріали мають свої плюси та мінуси, і остаточний вибір залежить від умов використання, а також типу поверхні, на яку наноситься смола.

Епоксидка має більшу вартість, але при цьому відрізняється більшою міцністю. Маючи відмінні клейові властивості, міцно з'єднує різні за структурою поверхні. Епоксидна смола відрізняється від поліефірного продукту незначною усадкою, кращими механічними характеристиками, а також стійкістю до зношування.

При цьому, на відміну від поліефірки, епоксидці потрібно більше часу для затвердіння, що уповільнює процес виготовлення деталей цього матеріалу. Роботі з такою смолою супроводжують підвищені заходи безпеки: при роботі з рідким матеріалом потрібна наявність рукавичок, для обробки твердого виробу потрібний респіратор. Небезпека становить не так сама смола, скільки компоненти, що використовуються для надання їй твердого стану. При затвердінні в умовах високої температуриє шанс втратити в'язкість матеріалу, що створює додаткові труднощі у роботі.

Яка смола краща, епоксидна чи поліефірна? Відгуки говорять про те, що в більшості випадків першу використовують у вигляді клею, тому що його властивості набагато вищі, ніж у матеріалу на основі поліефіру. В інших ситуаціях більш раціональним є використання смоли поліефірного виду, яка, по-перше, дозволить заощадити, а по-друге, спростить роботу.

Переваги використання поліефірки

Поліефірка не виділяє токсичних елементів, зручна у застосуванні, і спеціальні знання для роботи з нею не потрібні. Склад застосовують для покриття різних поверхонь з подальшою обробкою засобом, що підвищує міцність. За клейовими властивостями поліефірка значно поступається епоксидці, і використовувати її для склеювання поверхонь нераціонально. Як матеріал для декоративних виробів не підходить, тому що має низькі механічні показники. При змішуванні складу із поліефірки застосовується невелика кількість каталізатора. Твердить матеріал швидко, протягом 2-3 годин.

Готова деталь має еластичність і стійкість до вигину. Мінусом виробу із поліефірної смоли є горючість. Забороняється наносити поліефірну смолу на виріб з епоксидки. Для ремонту продукту з епоксидного матеріалу краще його використовувати.

Як правильно підготувати поверхню

Смолу слід наносити лише на попередньо підготовлену поверхню. Насамперед за допомогою розчинника проводиться знежирення. Після усунення забруднень та слідів жиру виконується процес шліфування. З поверхні матеріалу за допомогою наждакового паперу або спеціального інструменту знімається верхній шар. Потім проводиться процес усунення пилу. Після цього можна починати нанесення робочого компонента.

Техніка безпеки

Для того щоб не завдати шкоди здоров'ю при роботі зі смолами та затверджувачами, необхідно по максимуму вжити всіх запобіжних заходів. Недотримання простих правилможе призвести до пошкоджень шкіри, опіків або порушень роботи легень під час роботи з епоксидними або поліефірними смолами. Особливості техніки безпеки під час роботи з хімічними речовинами:

• Забороняється використання ємностей, призначених для приготування їжі.
• Усі маніпуляції необхідно здійснювати у спеціальному одязі та рукавичках. Перед виконанням робіт на руки слід нанести захисний крем. Шліфування готових виробів проводять у респіраторі та спеціальних окулярах.
• У разі потрапляння смоли на шкіру її необхідно негайно вимити з використанням мила або очистити спиртом.

Маніпуляції з епоксидними компонентами слід проводити у добре вентильованому приміщенні.

Широке застосування поліефірних смол у різних сферах промисловості, у тому числі й будівництва, призводить до виникнення питання про те, як працювати з даним матеріалом. Існує певна технологія роботи з поліефірною смолою. Про особливості поліефірних смол та про техніку роботи з ними розглянемо далі.

Поліефірна смола – застосування матеріалу

Існує безліч галузей в яких використовується смола на основі поліефіру. Пропонуємо ознайомитися з найпопулярнішими з них:

1. Будівельна галузь.

Даний матеріал використовується в процесі виготовлення склопластику, який має додаткове армування зі склотканини. Цей пластик має високі механічні характеристики, легка вага, прозора текстура, приваблива зовнішній вигляд. Пластикові деталі використовують при виготовленні різноманітних освітлювальних приладів, покрівель, навісних конструкцій. Крім того, із пластику на основі поліефіру виготовляють навіть підвіконня, карнизи, монолітні санвузли, душові кабіни. Крім того, даний матеріал легко забарвлюється і набуває потрібного кольору та відтінку.

2. Кораблебудівна галузь.

У цій галузі промисловості використовується найбільше поліефірної смоли. Більшість деталей, корпусів, ілюмінаторів з'єднуються між собою за допомогою поліефірних смол. Цей матеріал відрізняється високою вологостійкістю. Тому матеріали, оброблені поліефірною смолою, мають високі характеристики стійкості перед гниттям і вологою.

3. Виготовлення автомобілів – машинобудування.

Епоксидна поліефірна смола є складовою кузовів, різного роду

елементів, що є частиною автомобілів. Крім того, з поліефірних смол виготовляють різного роду шпаклювальні та ґрунтувальні суміші.

4. Галузь хімічної промисловості.

Оскільки поліефірна смола відрізняється високою стійкістю перед агресивними складами, вона широко поширена у хімічній промисловій галузі. Поліефір є у складі труб, якими перекачується нафту.

Крім того, використання поліефірних смол пов'язане з електротехнічною промисловістю, машинобудуванням, деревообробною промисловістю, спортивними товарами, мистецтвом.

Поліефірна смола - характеристика матеріалу

Поліефірною смолою називають матеріал, який виготовляється при змішуванні та переробці спиртів багатоатомного призначення. Дані смоли широко застосовуються у різноманітних галузях. Через унікальність свого складу поліефірні смоли широко поширені в суднобудуванні. Їх використання дозволяє отримати легке, але водночас вологостійке покриття.

Крім того, серед переваг поліефірної смоли зазначимо:

• мінімальну теплову провідність;
• максимальну вологостійкість;
• тривалість експлуатації;
• стійкість перед перепадами температури;
• стійкість перед механічними впливами;
• протидія хімічним речовинам;
• високі показники надійності;
• універсальність та широку сферу застосування.

Застосування олій рослинного походження в процесі виготовлення поліефірної смоли дозволяє виготовити матеріал з такими ж властивостями, як неорганічні смоли. При цьому, у деяких випадках, показники довговічності та надійності збільшуються.

Для того, щоб виготовити двокомпонентну смолу поліефірну або твердий спінений поліуретан використовується речовина у вигляді поліолу. Поліефірні смоли - виробництво екологічно чистих речовин, що відрізняється такими перевагами:

• зниження обсягу переробки нафти, що позитивно позначається на негативному впливі на навколишнє середовище;
• матеріал виходить повністю безпечним та нешкідливим як для людини, так і для всієї планети;
• таким чином, вдається значно заощадити грошові кошти, так як натуральні матеріали є дешевшими.

Поліефірна смола прозора: технологія використання

Для того, щоб робота зі смолами на основі поліефіру була безпечною, слід ознайомитись та виконати певні правила. Склопластик - дуже поширений і потрібний у будівництві предмет, для виготовлення якого достатньо навчитися працювати з поліефірною смолою.

Для затвердіння поліефірних смол необхідний каталізатор, за допомогою якого внутрішня частина смоли наповнюється теплом. Ще один варіант полімеризації, одержання смолою теплової енергії від зовнішнього джерела. Цей спосібвідрізняється дорожнечею виконання.

Найчастіше, після покупки смоли, до неї йде інструкція, в якій зазначено кількість полімеризатора, який здатний зробити виріб із смоли твердим. Крім того, кількість даної речовини також визначає температура повітря, на момент додавання його до смоли.

Врахуйте, що роботу слід виконувати поступово, оскільки смола дуже швидко твердне. Починати роботу слід з півлітра матеріалу. Робота зі смолами – досить небезпечний процес, для виконання якого буде потрібна наявність спеціальної маски та захисних окулярів. Оскільки каталізатор негативно впливає зір.

Додавання каталізатора до розчину смоли здійснюється поступово, причому склади вимагають ретельного перемішування. Однак, перемішувати інгредієнти не слід надто швидко, щоб у них не потрапило надто багато повітря. Для отримання однорідної сполуки слід перемішувати каталізатор та смолу близько трьох хвилин.

Врахуйте, що до моменту затвердіння смоли пройде певний час, якщо після п'яти хвилин ви не побачили результату, не потрібно, додавати каталізатор.

Наявність каталізатора в смолі призведе до зміни її кольору з блакитного відтінку на рожевий. При цьому перед затвердінням слід нанести смолу на виріб, на якому планується її використання.

Нагрівання або підвищення температури смоли є свідченням того, що смола починає полімеризуватися. Для уповільнення затвердіння смоли, ємність, в якій вона знаходиться, поміщається в резервуар з охолодженою рідиною, наприклад, водою або безпосередньо в холодильну камеру, в якій відсутні продукти.

Коли смола стає схожою на желе, закінчується термін її використання. Час, з моменту з'єднання смоли з каталізатором до цього періоду, є життєдіяльністю смоли. Середній час використання смоли після розведення становить від 20 до 60 хвилин, за умови, що смола має гарна якістьі вона правильно зберігалася після виготовлення.

Якщо желатинізація смоли вже почалася, а смола ще використовувалася, то смола однозначно викидається. Однак, не потрібно викидати смолу в місці, схильному до займання, оскільки енергія, що виділяється в процесі з'єднання смоли з каталізатором, здатна призвести до займання.

При викиданні робочої смоли слід рівномірно і тонким шаромрозрівняти її на поверхні. При цьому роботи проводяться на місці, де відсутні горючі матеріали. Весь період полімеризації смоли регулюється зміною її кольору. Зверніть увагу, що занадто швидке затвердіння смоли призводить до збільшення її усадки після застигання. Пам'ятайте, що каталізатор вводиться в кожну порцію поліефірних смол. Оптимальна температура для роботи з матеріалом становить щонайменше 16 градусів, а максимум 40 градусів тепла. При цьому ідеальним діапазоном є 25-30 градусів. При цьому присутність прямого сонячного випромінювання або дощу небажана.

Після нанесення смоли та поділу її на поверхні більше її переміщати не слід. Усі подальші роботи проводяться після повного затвердіння смоли. Середній час очікування становить від однієї до трьох годин. За наявності поблизу ділянок зі смолою вологості період очікування дещо збільшується.

Однак, повна полімеризація смоли здійснюється через кілька днів з моменту її нанесення. При цьому, якщо виготовляється склопластик, то перші дні він відрізняється певною пластичністю, легко згинається. Тому, якщо планується виготовлення виробів із поліефірних смол, роботу слід проводити протягом кількох днів з моменту нанесення смоли. Поліефірна смола набирає міцність протягом кількох тижнів з моменту її нанесення. Тому, починати експлуатацію предметів, виготовлених із неї, слід лише після закінчення цього часу.

Особливості ненасичених поліефірних смол

Використання ненасичених поліефірних смол відрізняється високою популярністю. Це перш за все тим, що дані полімери здатні тверднути навіть при кімнатній температурі. При цьому виділення продуктів побічної дії відсутнє. Таким чином, процес виготовлення армованого пластику та інших подібних предметів значно спрощується.

Використання цих смол особливо актуально у разі виготовлення литої ізоляції, електро- та радіоприладів, склопластикових покриттів тощо. Крім того, ненасичені поліефіри використовуються для виготовлення корпусних частин човнів та суден в автомобільній промисловості. Для зниження трудових витрат у процесі переробки поліефірних смол рекомендує звертати увагу на якість смоли при її купівлі. У такому разі, якість виробів із поліефірних смол, перебуватиме на належному рівні.

Виготовлення штучного каменю поліефірних смол

Сфера використання поліефірних смол передбачає виготовлення їх штучного каменю. При цьому смоля є сполучною ланкою для наповнювача. Для того, щоб досягти певного ефекту до смоли, часто додається крихта, барвник або наповнювачі. Для виготовлення ливарних виробів, таких як стільниці зі штучного каменю, у певну форму спочатку укладається наповнювач великого розміру. Для того, щоб заповнити порожнечі, укладають наповнювач меншого обсягу. При цьому можливе поєднання між собою гумових, металевих, полімерних, гранітних, вапнякових матеріалів. Крім полімерних смол, сполучною речовиною виступають речовини у вигляді цементу, гіпсу, рідкого скла.

Для того щоб самостійно виготовити матеріал штучного походження у вигляді мармуру, достатньо використовувати поліефірну смолу, крихту з штучного мармуру. Крім того, знадобиться наявність спеціальних барвників і наповнювачів, які допоможуть зімітувати мармур.

Усі складові речовини перемішуються між собою та заливаються у форму. Найчастіше форма виконується зі скла та має форму прямокутника. Для затвердіння цієї композиції використовується сушильна шафа, в якій є гаряче повітря.

Після повного затвердіння композиції проводиться її шліфування, доти поки не оголиться крихта зі штучного мармуру. Однак, ці способи виготовлення штучного каменю відрізняються певними недоліками. Серед них насамперед низька міцність отриманих виробів, невисокий термін експлуатації, невисока міцність.

Якщо деяким чином змінити технологію виготовлення каменю, вдається підвищити його характеристики міцності. Для виготовлення штучного каменю використовується оснастка, виготовлена ​​з поліефіру, епоксиду та інших речовин. На її поверхню наноситься сполучна світлопрозора речовина, шаром до двох міліметрів. Ця речовина захистить поверхню каменю від руйнування під впливом сонця, перепадів температури або вологи. Після того, як світлопрозорий шар набуде консистенції гелю, він покривається наповнювачем, в основі якого лежить гранітна і мармурова крихта. Для її виготовлення використовують матеріали як органічного, і неорганічного походження. Існує кілька варіантів наолнювачів-одно-або різнофракційні.

Після того, як композитний матеріал повністю затвердіє, він покривається певним кольором, залежно від кольору наповнювача та крихти. Використання підкладки, в основі якої лежить поліефірна смола, скломат відрізняється такими перевагами:

• забезпеченням міцності виробу;
• визначенням глибини кольору;
• зменшенням композитів у складі;
• світлопроникністю.

Розрахунок класу небезпеки поліефірної смоли здійснюється у співвідношенні з її складом та залежить від її якості.