Karboksilo paruošimas milteliniam epoksidiniam dažymui

Karboksilo baigtų poli(butadieno-ko-akrilonitrilo)-epoksidinės dervos prepolimerų, skirtų lydymo būdu surištos epoksidinės dervos, paruošimas ir apibūdinimas Miltelinis dažymas

1 Įvadas

Lydymosi epoksidinė derva (FBE) milteliniai dažai kuriuos pirmą kartą sukūrė 3M Co., yra plačiai naudojami, kai ilgalaikė apsauga nuo korozijos yra labai svarbi, pavyzdžiui, naftos, metalo, dujų ir vandens vamzdynų pramonėje. Tačiau FBE miltelinių dangų eksploatacinių savybių reikalavimai yra sudėtingi dėl didelio skersinio susiejimo tankio. Sukietėjusioms dangoms būdingas trapumas yra viena iš pagrindinių kliūčių, trukdančių plačiau naudoti epoksidines medžiagas pramonėje. Todėl gali būti įmanoma pagerinti FBE dangų eksploatacines savybes padidinus dangos kietumą. Epoksidinėms sistemoms grūdinti buvo naudojama daug grūdinimo metodų, dažnai naudojant kompozicines programas, įskaitant gumą, elastomerą, termoplastinis, kopolimerai, nanodalelėmis modifikuoti epoksidiniai junginiai ir minėtų medžiagų deriniai.
Nors buvo atlikta daug epoksidinių sistemų modifikacijų grūdinimo tyrimų, dauguma
tyrimai buvo susiję su cheminiu epoksidinės dervos modifikavimu reaktyvia skysta guma, ypač su karboksilo baigimu butadieno-koakrilonitrilu (CTBN). McGarry ir kt. naudojo 3000 molekulinės masės CTBN ir įvairias DGEBA epoksidas, sukietintas piperidinu. Kinlochas ir kt. atskleidė dinaminę DGEBA/CTBN/piperidino sistemos priklausomybę, apskaičiuodami atsparumą smūgiams, esant skirtingiems smūgio greičiams, ir gaudami beveik du kartus padidėjusį atsparumą. CTBN gali būti įtrauktas į epoksidines sistemas, tokias kaip bisfenolio-A (DGEBA) epoksidinių dervų diglicidilo eteris. Kai tokios epoksidinės dervos kietinamos kartu su skysta guma, domenų kietumas gali būti pagerintas absorbuojant smūgio energiją. Gerai žinoma, kad sukietintos dervos apima dvifazes sistemas[26], kuriose skysta guma yra dispersinė epoksidinės dervos matricoje, kurios struktūra yra sferinė arba ištisinė.
Iki šiol epoksidinių dervų grūdinimas daugiausia buvo skirtas skystoms epoksidinėms dervoms, o mažai tyrimų buvo skirta kietųjų epoksidinių dervų grūdinimui. Šiame darbe mes paruošėme CTBN-EP prepolimerus nenaudodami jokių organinių tirpiklių. Tada buvo pagaminti FBE miltelinių dangų kompozitai, užpildyti CTBN-EP prepolimerais. Remiantis mechaninėmis savybėmis ir morfologine analize, buvo bandoma išanalizuoti fazių atskirtoje matricoje vyraujančius grūdinimo mechanizmus. Mūsų žiniomis, CTBN-EP sistemos struktūros savybių analizė yra naujas darbas. Taigi ši nauja grūdinimo technologija gali išplėsti FBE miltelinių dangų taikymo sritis pramonėje.

2 Eksperimentinis

2.1 medžiagos

Naudota epoksidinė derva buvo kietas bisfenolio A diglicidilo eteris (DGEBA) (DOW, DER663), kurio epoksido ekvivalento masė yra 750–900. Skystas poli(butadieno-koakrilonitrilas) (CTBN) (Eme) su karboksilo pabaigarald, Hypro 1 300 × 1323) su 26% akrilnitrilo kiekiu. Šioje sistemoje kaip katalizatorius buvo naudojamas trifenilfosfinas. Kietiklis (HTP-305) buvo fenolis. Fenolinė epoksidinė derva (GT7255) buvo nupirkta iš HUNTSMAN Co., Pigment (L6900), kurią tiekė BASF Co., degazavimo agentas ir išlyginamoji medžiaga buvo nupirkta iš Aisitelun.

2.2 CTBNEP prepolimerų sintezė ir apibūdinimas

Stechiometriniai epoksidinių dervų, CTBN ir katalizatoriaus kiekiai buvo supilti į kolbą, kuri kaitinama ir maišoma mechaniškai maišant 150 ℃ temperatūroje 3.0 val. Reakcija buvo sustabdyta, kai rūgšties reikšmė sumažėjo iki 0. Prepolimerai buvo pažymėti kaip C0, C5, C10, C15 ir C20 (apatinis indeksas yra CTBN turinys). Galima reakcija parodyta 1 pav.
Struktūroms apibūdinti buvo naudojama FTIR spektroskopija. FTIR spektrai buvo užfiksuoti FTLA2000-104 spektrofotometru bangų ilgių diapazone 4 500–500 cm−1 (ABB Bomem of Canada). CTBN-EP prepolimerų molekulinės masės ir molekulinės masės pasiskirstymas buvo nustatyti GPC. Tetrahidrofuranas (THF) buvo naudojamas kaip eliuentas 1.0 ml/min srauto greičiu. Kolonėlės sistema buvo kalibruota naudojant monodispersinį standartinį polistireną.

2.3 Kietėjimo plėvelių paruošimas ir apibūdinimas

Buvo paruoštos penkios kietėjimo plėvelės, turinčios 0–20 masės % CTBN. Apskaičiuoti DGEBA (kaip 1 lentelėje pateikta formulė) ir HTP-305 kiekiai buvo maišomi 120 ℃ temperatūroje 10 minučių, kad gautųsi vienalytis mišinys. Mišinys supilamas į iš anksto pašildytą geležies formą, 180 min vytintą karšto oro orkaitėje 10 ℃ temperatūroje, o po to 30 min. 200 ℃ temperatūroje.

Tempimo bandymai buvo atlikti su KD111-5 mašina (KaiQiang Co., Ltd., Kinija) 1 mm/min skersiniu greičiu. Vertės buvo paimtos iš trijų mėginių vidurkio pagal GB/2568-81. Buvo įvertintas pailgėjimas bandinio lūžio taške. Bandinio atsparumas smūgiams buvo nustatytas MZ-2056 mašina, naudojant stačiakampius 40 mm × 10 mm × 2 mm bandinius. Bandymai buvo atlikti kambario temperatūroje, o vertės buvo paimtos iš trijų mėginių vidurkio pagal GB/T2571-1995.

Kietėjančių plėvelių stiklėjimo temperatūros buvo nustatytos naudojant dinaminį mechaninį analizatorių (DMA). Matavimai atlikti kaitinant 2 ℃/min nuo -90 ℃ iki 180 ℃, esant fiksuotam 1 Hz dažniui. Saugojimo modulis, nuostolių modulis ir nuostolių koeficientas buvo gauti naudojant dvigubą konsolės režimą su 30 mm × 10 mm × 2 mm dydžio pavyzdžiu.

Buvo atlikta skenuojanti elektroninė mikroskopija (SEM) (Quanta-2000 modelis SEM, FEI olandų k.) esant 10 kV elektronų įtampai. Mėginiai buvo suskaldyti skystu azotu ir pirmiausia apdoroti toluenu, kad išgautų gumos fazę, prieš džiovindami vakuume. Išsklaidytų dalelių dydis ir pasiskirstymas buvo nustatytas naudojant pusiau automatinį vaizdą.

Paruoštų mėginių masės praradimo procentas ir terminio skilimo charakteristikos buvo įvertintos termogravimetriniu analizatoriumi (TGA), įrašytu prietaise (METTER Toledo, Šveicarija). Platinos mėginio inde buvo paimtas maždaug 5–10 mg mėginio. Kaitinimo greitis kiekviename bandyme buvo palaikomas 10 ℃/min, o temperatūros diapazonas buvo iki 800 ℃.