ГЛАВА 1. ОПИСАНИЕ И ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОДУКТА ИМТГФА представляет собой легкокристаллизующуюся (ниже 20°С) жидкость, хорошо растворимую в бензине, толуоле, ацетоне, эфире, при поглощении воды переходящую в соответствующую кислоту. Применяется в качестве жидкого отвердителя эпоксидных смол и составов на их основе (горячего отверждения) для изготовления пропиточных, заливочных и герметизирующих компаундов. Таблица 1.1 ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ИМТГФА Наименование показателей | Норма | Высший сорт | Марка 1 | Марка 2 | 1.Внешний вид | Прозрачная жидкость без механических включений от светло-желтого до светло-коричневого цвета, переходящая в пастообразное состояние | 2. Массовая доля основного вещества, %, в пределах | 98,0-100,0 | 98,5-100,0 | 3. Вязкость по вискозиметру ВЗ-246 при 20 оС., с., не более | 30 | 30 | 4. Продолжительность желатинизации, ч | в пределах 2,0-8,5 | не менее 9,0 | 5. Массовая доля кислоты (в составе основного вещества), %, не более | 1,5 | 1 | Источник: по данным открытых источников информации Примечание: - при хранении ИМТГФА ниже 20°С допускается его кристаллизация. В этом случае ИМТГФА необходимо прогреть при температуре 50-60°С до исчезновения кристаллов. Безопасность по ПДК: относится к веществам высокоопасным (II класс опасности). Гарантийный срок хранения: 6 месяцев со дня изготовления. Упаковка: стальные фляги, барабаны, бочки с несъемным днищем объемом 200 л., ж/д и автоцистерны. Транспортирование: автомобильным и ж/д транспортом. Данный отвердитель рекомендован для отверждения эпоксидно-диановых смол марок ЭД-20 и ЭД-22 1.1 Характеристики эпоксидно-диановых смол 1.1.1. Технические характеристики отечественных марок эпоксидных смол В России выпускаются различные марки эпоксидных смол. Наиболее распространенными и востребованными являются эпоксидно-диановые смолы, в первую очередь ЭД-20. Эпоксидная смола данной марки занимает лидирующее место по объемам производства и потребления. Также в значительном количестве выпускаются смолы марок ЭД-16 и Э-40. Ниже приведены характеристики основных марок эпоксидных смол, выпускаемых в России. А также блок – схема области применения эпоксидно-диановых смол. Блок-схема № 1 – Области применения эпоксидно-диановых смол Марки эпоксидных смол 1. ЭД-8 Смола эпоксидно-диановая неотвержденная (ОКП 22 2511, ГОСТ 10587-84). Представляет собой растворимый и плавкий реакционно-способный олигомерный продукт на основе эпихлоргидрина и дифенилолпропана. Используют в электротехнической, радиоэлектронной промышленности, авиа-, судо- и машиностроении, в строительстве в качестве компонента заливочных и пропиточных компаундов, клеев, герметиков, связующих для армированных пластиков. Таблица 1.2 Технические характеристики смолы ЭД-8 | Высший сорт | Первый сорт | Внешний вид | Твердая, прозрачная | Твердая, прозрачная | Цвет по железо-кобальтовой шкале, не более | 2 | 6 | Массовая доля эпоксидных групп, % | 8.5 - 10 | 8 - 10 | Массовая доля иона хлора, %, не более | 0.001 | 0.003 | Массовая доля омыляемого хлора, %, не более | 0.2 | 0.3 | Массовая доля гидроксильных групп, %, не более | - | - | Массовая доля летучих веществ, %, не более | 0.2 | 0.3 | Температура размягчения по методу «кольцо и шар», °C, не выше | 65 | 65 | Время желатизации, часов, не менее | 3 | 2 | Источник: по данным открытых источников информации 2. ЭД-16 Смола эпоксидно-диановая неотвержденная (ОКП 22 2511, ГОСТ 10587-84). Представляет собой растворимый и плавкий реакционно-способный олигомерный продукт на основе эпихлоргидрина и дифенилолпропана. Используют в электротехнической, радиоэлектронной промышленности, авиа-, судо- и машиностроении, в строительстве в качестве компонента заливочных и пропиточных компаундов, клеев, герметиков, связующих для армированных пластиков. Таблица 1.3 Технические характеристики смолы ЭД-16 | Высший сорт | Первый сорт | Внешний вид | Высоковязкая, прозрачная | Высоковязкая, прозрачная | Цвет по железо-кобальтовой шкале, не более | 3 | 8 | Массовая доля эпоксидных групп, % | 16 - 18 | 16 - 18 | Массовая доля иона хлора, %, не более | 0.002 | 0.004 | Массовая доля омыляемого хлора, %, не более | 0.3 | 0.5 | Массовая доля гидроксильных групп, %, не более | 2.5 | - | Массовая доля летучих веществ, %, не более | 0.2 | 0.4 | Динамическая вязкость, Па*сек, при (25±0.1)°C при (50±0.1)°C | - 5 - 18 | - 5 - 20 | Температура размягчения по методу «кольцо и шар», °C, не выше | - | - | Время желатизации, час., не менее | 4 | 3 | Источник: по данным открытых источников информации 3. ЭД-20 Смола эпоксидно-диановая неотвержденная (ОКП 22 2511, ГОСТ 10587-84). Представляет собой растворимый и плавкий реакционно-способный олигомерный продукт на основе эпихлоргидрина и дифенилолпропана. Используют в электротехнической, радиоэлектронной промышленности, авиа-, судо- и машиностроении, в строительстве в качестве компонента заливочных и пропиточных компаундов, клеев, герметиков, связующих для армированных пластиков. Таблица 1.4 Технические характеристики смолы ЭД-20 | Высший сорт | Первый сорт | Внешний вид | Вязкая, прозрачная | Вязкая, прозрачная | Цвет по железо-кобальтовой шкале, не более | 3 | 8 | Массовая доля эпоксидных групп, % | 20 - 22.5 | 20.2 - 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*сек, при (25±0.1)°C при (50±0.1)°C | 13 - 20 - | 12 - 25 - | Время желатизации, час., не менее | 8 | 4 | Источник: по данным открытых источников информации 4. ЭД-22 Смола эпоксидно-диановая неотвержденная (ОКП 22 2511, ГОСТ 10587-84). Представляет собой растворимый и плавкий реакционно-способный олигомерный продукт на основе эпихлоргидрина и дифенилолпропана. Используют в электротехнической, радиоэлектронной промышленности, авиа-, судо- и машиностроении, в строительстве в качестве компонента заливочных и пропиточных компаундов, клеев, герметиков, связующих для армированных пластиков. Таблица 1.5 Технические характеристики смолы ЭД-22 | Высший сорт | Первый сорт | Внешний вид | Низковязкая, прозрачная | Низковязкая, прозрачная | Цвет по железо-кобальтовой шкале, не более | 3 | 5 | Массовая доля эпоксидных групп, % | 22.1 - 23.6 | 22.1 - 23.6 | Массовая доля иона хлора, %, не более | 0.001 | 0.003 | Массовая доля омыляемого хлора, %, не более | 0.2 | 0.5 | Массовая доля гидроксильных групп, %, не более | 1.0 | - | Массовая доля летучих веществ, %, не более | 0.1 | 0.4 | Динамическая вязкость, Па*сек, при (25±0.1)°C при (50±0.1)°C | 8 - 12 - | 7 - 12 - | Температура размягчения по методу «кольцо и шар», °C, не выше | - | - | Время желатизации, час., не менее | 18 | 9 | Источник: по данным открытых источников информации 5. Э-40 Смола эпоксидная неотвержденная. (ОКП 22 2512, ТУ 2225-154-05011907-97). Представляет собой растворимый и плавкий полимерный продукт конденсации эпихлоргидрина с дифенилолпропаном в щелочной среде. Используют для изготовления эмалей, лаков, шпатлевок, а также в качестве полуфабриката для производства других эпоксидных смол, заливочных масс и клеев. Таблица 1.6 Технические характеристики смолы Э-40 | Высший сорт | Первый сорт | Внешний вид | Вязкая, прозрачная жидкость | Вязкая, прозрачная жидкость | Цвет по ИМШ, мг J2/100 см3, не более | 3 | 5 | Чистота раствора смолы, % светопропускания | 73 | 73 | Массовая доля нелетучих веществ, %, не менее | 94 | 94 | Условная вязкость раствора смолы по вискозиметру типа ВЗ-246 (ВЗ-4) с диаметром сопла 4 мм при температуре (20.0±0.5)°C с раствор 2:1 в толуоле | 25 - 40 | 25 - 40 | Массовая доля эпоксидных групп, % | 13 - 15 | 13 - 15 | Массовая доля хлор-иона, %, не более | 0.0035 | 0.0035 | Массовая доля омыляемого хлора, %, не более | 0.30 | 0.35 | Источник: по данным открытых источников информации 6. ДЭГ-1 и ТЭГ-1 Смолы эпоксидные алифатические (ОКП 22 2529, ТУ 2225-027-00203306-97). Представляет собой продукт конденсации многоатомных спиртов с эпихлоргидрином с последующим дегидрохлорированием едким натром. ДЭГ-1 - продукт конденсации диэтиленгликоля с эпихлоргидрином. ТЭГ-1 - продукт конденсации триэтиленгликоля с эпихлоргидрином. Смолы растворимы в воде, спиртах, ацетоне. Применяют в качестве активных разбавителей и пластификаторов заливочных, пропиточных, клеевых и герметизирующих составов на основе эпоксидно-диановых смол, эпоксидных связующих для стеклопластиков, клеев, компаундов в электротехнической промышленности, авиа- и судостроении и т.д., а также для отделки тканей (придание эффектов несминаемости и безусадочности). Таблица 1.7 Технические характеристики смол ДЭГ-1 и ТЭГ-1 | ДЭГ-1 | ТЭГ-1 | Внешний вид | Низковязкая жидкость от светло-желтого до коричневого цвета | Массовая доля эпоксидных групп, % | 26 | 22 | Массовая доля иона хлора, %, не более | 0.04 | 0.05 | Массовая доля омыляемого хлора, %, не более | 1.4 | 1.5 | Массовая доля гидроксильных групп, %, не более | - | - | Массовая доля летучих веществ, %, не более | 1.5 | 1.5 | Динамическая вязкость, при (25±0.1)°C, Па*сек, не более | 0.07 | 0.09 | Растворимость в воде | - | полная | Источник: по данным открытых источников информации 7. КДА-7 Смола эпоксидная модифицированная (ОКП 22 2539, ТУ 2225-032-02003306-97). Представляет собой эпоксидно-диановую смолу марки ЭД-20, модифицированную алифатической смолой марки ДЭГ-1. Применяют в качестве заливочных, пропиточных, клеевых и герметизирующих составов в электро- и радиотехнике, приборостроении, авиационной промышленности. Вследствие небольшой вязкости смол упрощается технология изготовления из них различных изоляционных деталей сложной конфигурации. Свойства эпоксидных смол могут быть изменены при введении различных наполнителей, что приводит к уменьшению усадки при отверждении, повышению твердости, снижению температурного коэффициента линейного расширения и повышению теплостойкости. Таблица 1.8 Технические характеристики смолы КДА-7 Внешний вид | Вязкая, прозрачная смола от светло-желтого до светло-коричневого цвета | Массовая доля эпоксидных групп, %, не менее | 21.5 | Массовая доля иона хлора, %, не более | 0.008 | Массовая доля омыляемого хлора, %, не более | 0.6 | Массовая доля летучих веществ, %, не более | 1.5 | Динамическая вязкость, Па*сек, при (25±0.2)°C, не более | 4.5 | Время желатизации при(20±2)°C, мин., не менее | 70 | Пористость отвержденного продукта | отсутствие | Источник: по данным открытых источников информации 1.1.2. Технические характеристики некоторых марок импортных эпоксидных смол 1. D.E.R. 331 (изготовитель “Dow Chemical Company”) Таблица 1.9 Технические характеристики смолы D.E.R. 664 (изготовитель “ BLUE CUBE”) Свойство | Значение | Вес в эквивалентах эпокси-группы (г/экв.) | 860-930 | Процент эпоксида (%) | 4,6-5,0 | Содержание эпокси-групп (ммоль/кг) | 1075-1160 | Вязкость раствора при 25 °C (сСт) | 520-750(2) | Вязкость расплава при 150°C (сСт) | 4500-9500 | Вязкость расплава при 150 °C (мПа•с) | 5500-10200 | Температура размягчения (°C) | 104-110 | Цвет (платино-кобальтовая шкала) | 90 макс | Срок хранения (месяцы) | 24 | Источник: по данным открытых источников информации 2. EPOXY RESIN KUKDO KD-214C (изготовитель – компания “Kukdo Chemical” (Южная Корея) Таблица 1.10 Технические характеристики смолы EPOXY RESIN KUKDO KD-214C (изготовитель “ KUKDO CHEMICAL”) Свойство | Значение | Вес в эквивалентах эпокси-группы (г/экв.) | 875-975 | Вязкость расплава, cps | 2000-4000 при 175°С | Точка размягчения (метод кольца и шара) | 95-105 | Цвет (G) | 0,5 | Источник: по данным открытых источников информации 3. NPES-901 (изготовитель NAN YA PLASTICS CORPORATION) Таблица 1.11 Технические характеристики NPES-901 (изготовитель NAN YA PLASTICS CORPORATION) Свойство | Значение | Физическое состояние | твёрдое | Вес эпоксидного эквивалента, г/экв | 450–500 | Цветность (по Гарднеру), не более | 1 | Температура вспышки °С, не менее | 200 | Плотность, г/см³ (25°С) | 1,18 | Вязкость раствора (25°С) | D–F | Температура размягчения, °С | 64–74 | Источник: по данным открытых источников информации 1.2 Описание и характеристики отвердителей эпоксидных смол Основные группы широко используемых отвердителей ЭС представляют собой алифатические ди- и полиамины, производные алифатических ди- и полиаминов, меркаптаны и полисульфиды, ароматические ди- и полиамины, феноло-формальдегидные смолы, ангидриды ди- и поликарбоновых кислот, дициандиамид и другие латентные отвердители. Среди олигоаминоамидов и имидазолидиновых продуктов, получаемых конденсацией карбоновых кислот с полиаминами, наибольшее распространение получили продукты на основе димеризованных кислот растительных масел и этиленовых аминов ДЭТА, ТЭТА, ТЭПА, а также их низковязкие аналоги на основе монокарбоновых кислот. Цианэтилированные и акрилированные ДЭТА и ТЭТА производились в СССР в больших количествах под марками УП-0633М, УП-0633 и ДТБ-2 соответственно. Отвердитель марки УП-0633М удобен для отверждения различных наполненных рецептур, так как обладает хорошей разбавляющей способностью и умеренной активностью, а традиционный ДТБ-2 широко применяется и в настоящее время в лакокрасочных составах. На данный момент в России нет производства триэтилентетрамина.. Марки отвердителей ДТБ-2, XТ-489, АФ-2, XТ-488/4, Полиэтиленполиамины ( ПЭПА ), ХТ-187Б, ХТ-170, XТ-450/1, 2, 3, Л-18, Л-19, Л-20, Отвердители №2, 3, 4, 5, ПО-200, ХТ-414, ПО-300, Триэтаноламинтитанат (ТЭАТ-1), Циклоалифатические аминные отвердители ХТА-801, RFD-270, УП-605/3, ХТ-444, ХТ-419 сейчас производятся ЗАО «Химэкс Лимитед». Доступны и их импортные аналоги. Также широко распространенным является отвердитель ПЭПА. Технические ПЭПА представляют собой смесь линейных, разветвленных этиленовых и пиперазинсодержащих этиленовых полиаминов со средним молекулярным весом ~220-250 и очень широкой полидисперсностью. В их состав входят продукты от диэтилентриамина (ДЭТА) и N-ß-аминоэтилпиперазина до соединений с 6-7 атомами азота в цепи, что приводит к непостоянству свойств ПЭПА, как отвердителя. Несмотря на большое количество недостатков ПЭПА, сохранял свое значение долгое время и сейчас применяется весьма широко, прежде всего из-за дешевизны и доступности. Перечисленные выше продукты являются наиболее распространенными и типичными. Также выпускаются и другие марки отвердителей, в том числе аминные горячего отверждения и др. Ниже приведены характеристики основных отвердителей и пластификаторов. Дибутилфталат (ДБФ) Ди-н-бутиловый эфир ортофталевой кислоты (ГОСТ 8728-88 с изм. 1). Дибутилфталат предназначен для пластификации эпоксидных смол, поливинилхлоридных смол, в производстве ПВХ-пластикатов, пленочных и листовых материалов, искусственных кож, резинотехнических изделий и для других целей. Таблица 1.12 Технические характеристики пластификатора дибутилфталата Наименование показателя | Требования ГОСТ 8728-88 с изм. 1 | Внешний вид | Прозрачная жидкость без механических примесей | Цветность по платинокобальтовой шкале, ед. Хазена, не более | 50 | Плотность при 20°C, г/см3 | 1.045 – 1.049 | Кислотное число, мгКОН/г, не более | 0.07 | Число омыления, мгКОН/г | 399 – 407 | Температура вспышки, °C, не ниже | 168 | Массовая доля летучих веществ, %, не более | 0.3 | Растворимость в воде при 30°C, % | 0.001 | Источник: по данным открытых источников информации Полиэтиленполиамин (ПЭПА) Полиэтиленполиамин (ТУ 2413-357-00203447-99) применяется в качестве отвердителя эпоксидных смол, в производстве ионообменных смол, присадок, а также в других целях. Таблица 1.13 Технические характеристики полиэтиленполиамина (отвердитель) Наименование показателя | Норма | 1. Внешний вид | Жидкость от светло-желтого до темно-бурого цвета без механических включений. Допускается зеленоватая окраска продукта. | 2. Массовая доля общего азота, %, не менее | 30 | 3. Наличие хлор-иона | отсутствует | 4. Массовая доля минеральных примесей, %, не более | 0.2 | 5. Массовая доля фракции, отгоняемой при остаточном давлении 1.3 кПа (10 мм рт.ст.) в температурных пределах - до 75°C, %, не более - от 75°C до 200°C, %, не менее Массовая доля кубового остатка, кипящего выше 200°C, %, в пределах | 1 23 65 - 75 | 6. Массовая доля третичных аминогрупп, %, в пределах | 5 - 9 | 7. Массовая доля воды, %, не более | 2 | 8. Массовая доля азота, титруемого кислотой, %, в пределах | 19.5 - 22.0 | 9. Отверждающая способность, часов, не более | 1.5 | Источник: по данным открытых источников информации Триэтилентетрамин (ТЭТА) Триэтилентетрамин применяется в качестве отвердителей эпоксидных смол. В России не производится. Таблица 1.14 Технические характеристики триэтилентетрамина Наименование показателя | Единица | Норма | 1. Внешний вид | - | Прозрачный, без взвесей | 2. Цвет | ALHA | 80 максимум | 3. Вода | Вес % | 0.50 максимум | 4. Газохроматографический анализ. Фракция ТЭТА | Площадь % | 96.0 минимум | 5. Плотность при 20 °C | кг/м3 | 0,978 – 0,983 | 6. Дистилляция при 760 мм.рт.ст., 5 мл | °C | мин. 260 | 7. Температура полной перегонки | °C | макс. 290 | Источник: по данным открытых источников информации АФ-2 Используется для холодного отверждения эпоксидных композиций, а также в составе клеев, шпатлевок, заливочных компаундов для склеивания и заливки малогабаритных изделий, ремонта машин, механизмов, гидротехнических бетонных сооружений, свай, средств водного транспорта при низких температурах, в условиях повышенной влажности и под водой. Таблица 1.15 Отвердитель АФ-2 используют в качестве отвердителя эпоксидных смол. № п/п | Наименования показателя | Требования ТУ 2494-511-00203521-94 | 1 | Внешний вид и цвет | Вязкая жидкость от желтого до темно-коричневого цвета | 2 | Динамическая вязкость при температуре 50,0±0,1ºСмПа, не более | 1500 | 3 | Время желатизации, мин, в пределах | 20-40 | 4 | Массовая доля общего азота, %, в пределах | 12-16 | Источник: по данным открытых источников информации Также ещё существует целая серия различных отвердителей для эпоксидно-диановых смол: некоторые из них представлены ниже: - Отвердитель для эпоксидных смол марки УП-0633М
Продукты конденсации нитрила акриловой кислоты с: марка А - диэтилентриамином; марка Б - триэтилентетрамином. Обладает сравнительно невысокой летучестью, сильной разбавляющей способностью и умеренной активностью. Используются для отверждения эпоксидных смол при температуре окружающей среды, а также в качестве модифицирующей добавки при отверждении эпоксидных смол аминами.ТУ 2494-552-00203521-99 - Отвердители марок Л-18, Л-19, Л-20, ПО-200, ПО-300
Продукты взаимодействия полимеризованных жирных кислот растительных масел с полиэтиленполиаминами. По сравнению с полиаминами обладают рядом преимуществ: меньшей летучестью и раздражающей способностью, не требуют высокой точности соблюдения соотношения «эпоксидная смола: отвердитель», хорошо совмещаются с большинством алкидных, фенольных, полиэфирных смол, ограниченно совместимы с восками и пластификаторами. Используются в качестве пластифицирующих отвердителей эпоксидных смол при изготовлении заливочных компаундов, клеев, связующих для стеклопластиков и ЛКМ. ТУ 2494-609-11131395-2005 - Отвердитель для эпоксидных смол марки ДТБ-2
Аддукт бутилметакрилата с диэтилентриамином. Обладает сравнительно невысокой летучестью, сильной разбавляющей способностью и умеренной активностью. Используется для получения низковязких эпоксидных композиций для покрытий и пропитки, а также в качестве регулятора вязкости и жизнеспособности эпоксидных материалов. Отвердители №№ 2, 3, 4, 5 Растворы полиамидных смол различной концентрации в различных растворителях. Используются в качестве отвердителей коррозионно- и химически стойких эпоксидных ЛКМ.ТУ 6-10-1279-77 - Отвердители для эпоксидных смол марок УП-0638/1, УП-0638/2
Эвтектические смеси ароматических аминов. Предназначены для отверждения эпоксидных смол при повышенных температурах (60 – 120 оС) и получения на их основе компаундов, связующих для стеклопластиков, лаков, клеев и пленок. - Отвердители для эпоксидных смол марок УП-583Д, УП-583Т
Продукты конденсации формальдегида и фенола с диэтилентриамином и триэтилентетрамином соответственно. Предназначены для холодного отверждения эпоксидных смол при температуре окружающей среды и при пониженных температурах в условиях повышенной влажности или под водой, а также для получения компаундов и клеев холодного отверждения и других материалов конструкционного и электроизоляционного назначения с повышенными прочностными показателями, применяемых в различных отраслях машиностроительного комплекса. - Отвердители марок Uni-Rez (аналоги Версамидов)
Полиамидные смолы различной вязкости. Предназначены для отверждения лакокрасочных материалов, поверхностных и укладочных покрытий, а также клеевых композиций на основе эпоксидных смол. Используется как бесцветный отвердитель эпоксидных смол с высокой разбавляющей способностью для придания отвержденным покрытиям хорошей свето- и влагостойкости, малотоксичен, бесцветен, придает покрытиям гибкость. - МФДА (1,3-фенилендиамин технический, метафенилендиамин)
Используется для «горячего» отверждения эпоксидных смол при создании химически- и термостойких покрытий емкостей и пр., а также при производстве органических красителей синтетических волокон, ионообменных смол и для синтеза гербицидов. Используется в качестве отвердителя эпоксидных смол, а также при производстве меламина, закрепителей красок, пластмасс, лаков и для получения фармацевтических препаратов. Не вызывает коррозии металлов, малотокисчен, латентный отвердитель с длительным сроком хранения, придает покрытиям высокую прочность и адгезионную способность. 1.3 Краткое описания рынка эпоксидных смол. Таблица 1.16 Контактные данные производителей эпоксидных смол в России Наименование | Регион | Телефон | Источник: по данным опроса производителей Таблица 1.17 Марки производимых эпоксидных смол в России по предприятиям Источник: по данным опроса производителей
|