Механические и защитные свойства эпоксидных покрытий, отвержденных аддуктом гексаетилендиамина и фенолформальдегидного олигомера

В. Е. Катнов, С. Н. Степин, В. В. Михеев МЕХАНИЧЕСКИЕ И ЗАЩИТНЫЕ СВОЙСТВА ЭПОКСИДНЫХ ПОКРЫТИЙ, ОТВЕРЖДЕННЫХ аддуктом гексаетилендиамина и фенолформальдегидного олигомера

Ключевые слова: покрытия эпоксидные, отверждение, аддукт, фенолформальдегидный

олигомер, гексаметилендиамин, свойства.

Исследованы свойства эпоксидных покрытий, отвержденных аддуктом гексаметилендиамина с фенолформальдегидным олигомером. Показана возможность регулирования свойств эпоксидных покрытий путем изменения содержания отвердителя. Найден интервал оптимальных соотношений.

Keywords: еpoxy curing, adducts, phenolformaldehyde oligomer, hexamethylenediamine, properties.

Investigated the properties of epoxy coatings, hexamethylenediamine adduct cured with a phenol formaldehyde oligomer . The possibility of controlling the properties of epoxy coatings by changing the contents of the hardener. Found the optimal interval relations.

Одним из путей направленного изменения свойств эпоксидных покрытий (ЭП) является использование специальных отвердителей. В последнее время для отверждения ЭП все чаще применяют олигомеры, содержащие функциональные группы, химически активные по отношению к оксирановому кольцу. В таких случаях отвердитель следует рассматривать как компонент пленкообразующей системы, и это должно учитываться при определении его оптимального содержания в композиции.

В данной работе исследовано влияние содержания аддукта гексаметилендиамина с фенолформальдегидным олигомером (АГФ) на механические и барьерные свойства покрытий на основе эпоксидного олигомера Э-40.

Эпоксидный олигомер и АГФ растворяли в смеси равных количеств орто - ксилола и этилцеллозольва, полученные 60 % -ные растворы смешивали в расчетном соотношении и наносили на соответствующие субстраты с помощью спирального ракеля ERICHSEN Spiral Film Applicator 358. Для получения образцов, подлежащих оценке барьерных, противокоррозионных свойств и эластичности в качестве субстрата использовали холоднокатаную сталь 08 кп. Полученные покрытия сушили в естественных условиях 7 суток. Толщина покрытий и свободных пленок составляла 40±5 мкм.

Для определения твердости и эластичности покрытий использовали соответственно маятниковый твердомер по Персозу и пресс Эриксена. Барьерные свойства сформированных покрытий оценивали посредством мониторинга электрической емкости системы окрашенный металл-электролит (3 %-ный водный раствор хлорида натрия) с помощью измерителя иммитанса Е7-21 при частоте переменного тока 1 кГц; о

коррозионной активности окрашенной стали судили посредством контроля ее электрохимического потенциала, для измерения которого использовали потенциометр рН-150М.

На рис. 1 приведены результаты исследования прочности и эластичности эпоксидных пленок и покрытий с различным содержанием олигомерного отвердителя. Анализ приведенных на рисунке зависимостей показывает, что увеличение содержания АГФ в составе покрытий в интервале 30^60% ведет к увеличению показателя относительной твердости без потери эластичности.

Рис. 1 - Зависимость эластичности (L) и твердости (Н) эпоксидного покрытия от количества содержания АГФ в покрытии

Данные, представленные на рис.2 (кривая 1) свидетельствуют о том, что минимальная емкость системы окрашенная сталь-электролит, отвечающая максимальным барьерным характеристикам лакокрасочной пленки, достигается при 50 %-ном содержании олигомерного отвердителя. С результатами емкостных измерений коррелируют данные по-тенциометрии (рис.2, кривая 2). Наблюдаемое облагораживание электрохимического потенциала свидетельствует о повышении способности покрытия подавлять коррозию стали, причем максимальное значение Е также соответствует массовому соотношению Э-40:АГФ, равному 1:1.

Рис. 2 - Зависимость электрической емкости системы окрашенная сталь-электролит (С) и электрохимического потенциал окрашенной стали (Е) от содержания АГФ в покрытии

Таким образом, результаты проведенного исследования позволяют сделать заключение о том, что оптимальное сочетание механических и защитных свойств покрытий на основе эпоксидного олигомера Э-40, отверждаемого аддуктом гексаметилендиамина и фено-лоформальдегидного олигомера отвечает содержанию отвердителя в покрытии в интервале 50-60 %.

© В. Е. Катнов - асп. каф. химической технологии лаков, красок и лакокрасочных покрытий КГТУ; С. Н. Степин - д-р хим. наук, проф., зав. каф. химической технологии лаков, красок и лакокрасочных покрытий КГТУ, stepin@kstu.ru; В. В. Михеев - д-р хим. наук, проф. той же кафедры.