Способы совмещения эпоксидного олигомера с хлорсульфированным полиэтиленом

В тоже время, следует отметить, что несмотря на явное отличие в свойствах исследуемых покрытий ни в одном случае не произошло нарушение сплошности покрытия, что было подтверждено оценкой их пористости [3].

Таким образом, в работе показано, что качественный процесс подготовки поверхности металла обеспечивает длительный срок службы покрытия в жидких агрессивных средах.

Список литературы

1. Левитина, И.В. Современные технологии подготовки поверхности перед окраской/ И.В. Левитина, И.В. Мефодин //Промышленная окраска, №2, 2007, с. 30-32

2. Парсаданов, В.Г. Влияние состояния поверхности металлов на качество подготовки поверхности и свойства лакокрасочных покрытий /В.Г. Парсаданов, Е.Ф. Акимова, Л.А. Козлова //Промышленная окраска, №6, 2005, с.40-43

3. Яковлев, А.Д. Химия и технология лакокрасочных покрытий /А.Д. Яковлев Л: Химия 1989.-384с.

4. Карякина, М.И. «Лабораторный практикум по техническому анализу и контролю производств лакокрасочных материалов и покрытий» //М.И. Карякина М.: Химия, 1989

УДК 678

Н.К. Калинина, Н.В. Костромина, В.С. Осипчик

Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия

СПОСОБЫ СОВМЕЩЕНИЯ ЭПОКСИДНОГО ОЛИГОМЕРА С ХЛОРСУЛЬФИРОВАННЫМ ПОЛИЭТИЛЕНОМ.

Chlorosulfonated polyethylene due to own properties is the good base to prepare the corrosion-protective covers. With the aim to create such materials the possibility of modify it by epoxy resins and atactic polypropylene were investigated in this work.

Хлорсульфированный полиэтилен, благодаря своим свойствам, является хорошей основой для приготовления коррозионно-стойких покрытий. С целью создания подобных материалов в данной работе исследована возможность модификации хлорсульфированного полиэтилена эпоксидной смолой ЭД-20 и окисленным атактическим полипропиленом.

Хлорсульфированный полиэтилен (ХСПЭ) находит все большее распространение в качестве защитного материала. Покрытия на его основе отличает ряд ценных свойств: атмосферостойкость, в том числе к УФ-излучению, озону; стойкость к минеральным кислотам, основаниям и растворам солей; низкая газопроницаемость; сохранение эластичности при отрицательных температурах; стойкость к действию микроорганизмов, плесени. К сожалению, эти покрытия имеют невысокую адгезию к металлическим подложкам, что является существенным недостатком, и ограничивает их использование [1].

Одним из путей решения данной проблемы является модификация ХСПЭ; в частности, введение эпоксидного олигомера в такие системы позволяет повысить прочностные и адгезионные свойства [2].

Хлорсульфированный полиэтилен приобретает свои ценные свойства с образованием в нем пространственно-сшитой структуры. В качестве сшивающих агентов холодного отверждения для ХСПЭ применяют различные аминосодержащие соединения. Эпоксидные олигомеры могут отверждаться теми же аминными соединениями, что и ХСПЭ, образуя при этом сшитую структуру.

При приготовлении композиций в работе использовали 20% раствор ХСПЭ в толуоле. Для повышения сроков службы, прочностных и адгезионных свойств материалов вводили эпоксидную смолу ЭД-20 и новый полимерный продукт - окисленный атактический полипропилен трех марок: слабоокисленный, среднеокисленный и высокоокис-ленный, которые обладают уникальным строением и комплексом эксплуатационных свойств, появляющихся в результате термоокислительной деструкции. В качестве сшивающего агента для композиций использовали отвердитель ЭТАЛ-45 на основе смеси алифатических и ароматических аминов.

В работе исследовали влияние химической модификации ХСПЭ на свойства материалов на его основе реологическим методом по скорости нарастания вязкости, по изменению деформационно-прочностных и адгезионных свойств. Было оценено влияние агрессивных сред на полученные материалы, критерием оценки служило изменение массы образцов и прочностных параметров системы.

Для модификации ХСПЭ окисленный атактический полипропилен - новый материал. Сырьем для его получения является атактический полипропилен - побочный продукт производства завода ООО “Томскнефтехим”[3]. Атактический полипропилен подвергался окислению барботированием кислорода воздуха в расплав полимера при 180, 210 и 250°С в течение 2, 4 и 6 часов. По результатам спектрального анализа сделано предположение, что полимер имеет следующее строение [4]:

СН3 СН3 СН3

I I I

(Н3С)2НС-[СН2 -СН]п-[СН-СН]к-[СН=С]т-[С-СН]1-С2Н5

I I II

СН3 ОН о

Окисленный атактический полипропилен добавляли в раствор в количестве до 20 массовых частей на 100 массовых частей ХСПЭ и перемешивали в течение 30 минут до полного его растворения.

Табл. 1. Влияние низкоокисленного АПП на деформационно-прочностные и адгезтонные свойства композиций на основе ХСПЭ

Кол-во введ. ОАПП, м.ч. на 100 м.ч. ХСПЭ Разрывная прочн., МПа Относит. удлинение, % Адгезионная прочн., кгс/смл2

0 4 900 26

5 5,4 1300 24

10 5,8 1400 24

20 5,8 1400 24

Табл. 2. Характеристики систем на основе ХСПЭ

Система Время жиз-несп., мин. 3 с ан ю ^ соОО Разр. прочн. после возд. кисл., МПа - лд <Ц 1 £ Адгезия к мет. под-ложке,МПа ,.лг 8 под т ^

ХСПЭ 50 4,2 2,9 900 2,3 3,2

ХСПЭ+Этал-45 45 6,5 5,5 800 4,3 1,8

ХСПЭ+Этал-45+ЭД-20 40 8,3 7,8 650 5,3 1

Оценивали влияние различных марок ОАПП на деформационно-прочностные и адгезионные свойства композиций. Оказалось, что в данном случае имеет значение как

количество вводимого модификатора, так и его марка. Проведенные исследования показали, что введение низкоокисленного АПП позволяет значительно повысить прочностные свойства, но практически не влияет на адгезионные (табл. 1). Использование в качестве модификаторов других марок ОАПП не приводит к улучшению свойств композиций. Несмотря на то, что введение ОАПП не привело к значительному улучшению свойств, дальнейшие исследования показали, что данный модификатор целесообразно использовать при создании эпокси-хлорсульфированных композиций. Как уже было сказано, введение эпоксидного олигомера в системы на основе ХСПЭ позволяет повысить прочностные и адгезионные свойства, снизить водопоглощение (см. табл.2). В композицию вводили эпоксидную смолу ЭД-20 в количестве до 20 массовых частей на 100 массовых частей ХСПЭ. Однако наряду с улучшением эксплуатационных характеристик материала наблюдалось резкое снижение времени жизнеспособности системы. При попытках введения большего количества эпоксидного олигомера с системах происходило расслоение на две фазы.

Время отверждения, мин.

Рис. 1. График зависимости условной вязкости систем на основе ХСПЭ от времени отверждения: 1 - ХСПЭ + 50% ЭД-20 + 10% окисленный АПП+отв.,

2 - ХСПЭ + отв., 3 - ХСПЭ + 50% ЭД-20 + отв.

Для модификации данных систем использовали низкоокисленный АПП, который на основании вышеприведенных исследований вводили в количестве 10 м.ч. на 100 м.ч. ХСПЭ. На рис.1 представлено изменение условной вязкости эпоксихлорсульфиро-ванных систем в процессе отверждения. Исходя из приведенных данных, можно сделать вывод, что введение в композицию низкоокисленного АПП позволяет значительно повысить жизнеспособность систем и уменьшить скорость их отверждения.

Таким образом, введение низкоокисленного атактического полипропилена позволяет получать устойчивые эпокси-хлорсульфированные материалы с любым соотношением ХСПЭ-эпоксидный олигомер. Это в свою очередь позволяет регулировать в широких пределах свойства материалов, не ухудшая в то же время реологические свойства систем (начальную вязкость, время жизнеспособности).

Список литературы

1. Донцов, А.А. Хлорированные полимеры/ А.А Донцов, Г.Я.Лозовик, С.П.Новицкая.-М.: Химия, 1979. -232 с.

2. Иванова, Е.Н. / Е.Н. Иванова, Е.Д. Лебедева, В.С. Осипчик // Пластические массы. №6. 2005. -С.21-23.

3. Нехорошев,В.П./ В.П. Нехорошев // Пластические массы. №5. 1995.- С. 42-46.

4. Нехорошев, В.П. / В.П.Нехорошев, Ю.П. Туров, А.В. Нехорошева, В.Д. Огородников, К.Н. Гаевой // Журнал прикладной химии. 2006. Т. 79. Вып. 3. С. 493-496.