Применение эпоксидной смолы для защиты металлов от коррозии

Эпоксидные антикоррозионные покрытия основаны на эпоксидной смоле и изготавливаются с использованием пигментов, сиккативов, добавок и т.д. Покрытия на основе эпоксидной смолы обладают превосходными эксплуатационными характеристиками: высокой адгезией, прочностью, химической стойкостью и износостойкостью. Это один из самых первых и наиболее широко используемых типов сверхпрочных антикоррозионных покрытий в области морской защиты. Существует множество типов эпоксидных антикоррозионных покрытий, в том числе:эпоксидная смола на основе бисфенола Аи фенолэпоксидная смола.

Молекулярная структура эпоксидной смолы на основе бисфенола А содержит гидроксильную, эфирную связь и эпоксидную группу и обладает превосходной адгезией к подложке; ее структура бензольного кольца придает смоле высокую механическую прочность и износостойкость; после нанесения покрытия она обладает превосходной кислото- и щелочестойкостью, коррозионной стойкостью и химической стойкостью; она отверждается при комнатной температуре, проста в укладке, имеет низкую усадку после отверждения и не выделяет летучих веществ, что соответствует экологическим стандартам защиты окружающей среды.

Фенольно-эпоксидная смола обладает более высокой коррозионной стойкостью и адгезией, поскольку содержит больше эпоксидных групп; ее степень сшивки при отверждении выше, а ее плотность прочнее, а также она обладает высокой термостойкостью и коррозионной стойкостью фенольной смолы. Однако увеличение количества эпоксидных групп увеличит хрупкость смолы, что повлияет на область ее применения. Использование бисфенола А для замены фенола для синтеза феноло-эпоксидной смолы имеет низкое содержание свободного фенола и узкое молекулярно-массовое распределение. Введение бисфенола А повышает механические свойства смолы и снижает усадку. Увеличение количества эпоксидных групп усиливает ее адгезию и в то же время улучшает ее гибкость, термостабильность, изоляцию, водостойкость и коррозионную стойкость.

Эпоксидные антикоррозионные покрытия также имеют недостатки, такие как низкая ударопрочность и прочность. Поэтому материал необходимо модифицировать.

Чистая эпоксидная смола относительно хрупкая. Обычно в эпоксидную смолу добавляют упрочняющие агенты. Примерно через год использования упрочняющие агенты испаряются, хрупкость покрытия резко возрастает, и при механическом воздействии могут возникнуть такие проблемы, как отслоение. Поэтому в настоящее время для модификации эпоксидной смолы обычно используют термопластичные смолы. Основные механизмы упрочнения включают эффект перекрытия, закрепление трещин, разрыв и растяжение частиц, а также сдвиговую текучесть пустот. Когда композитный материал подвергается внешним воздействиям, наполнитель играет роль в перекрытии, пассивации и предотвращении распространения трещин в матрице. Кроме того, перекрывающее усилие действует как закрепляющий якорь на трещины в точке перекрытия, достигая эффекта упрочнения. Термопластичные смолы, обычно используемые для повышения прочности эпоксидных смол, включают полисульфон, полиуретан, полисилоксан, полиэфирсульфон, полиамид, полиэфирэфиркетон и т. д. Эти термопластичные смолы обычно растворимы в неотвержденных смолах и могут взаимодействовать с матрицей эпоксидной смолы, тем самым обеспечивая прочную связь интерфейса после отверждения эпоксидной смолы, что позволяет повысить вязкость разрушения без потери других механических свойств.

Кроме того, добавление фтора в структуру эпоксидной смолы также является хорошим методом модификации. Фенольная смола синтезируется путем замены бисфенола А на бисфенол АФ, а затем эпоксидируется для получения фторированной эпоксидной смолы. Поскольку основная полимерная цепь содержит дифенолпропановую структуру, она обладает высокой механической прочностью и износостойкостью, усадка при отверждении покрытия ниже, а ударная вязкость значительно выше, чем у обычной фенолэпоксидной смолы; она содержит большое количество эпоксидных групп, что обеспечивает прочную адгезию с подложкой; в частности, введение фтора делает эту фторуглеродную смолу гидрофобной и маслоотталкивающей, а также обладает особенно высокой коррозионной стойкостью, УФ- и химической стойкостью, а покрытие становится гибким и гладким, а также обладает самоочищающимися свойствами. Это покрытие сочетает в себе преимущества покрытий на основе фенольных смол, эпоксидных смол и фторуглеродных смол и обладает выдающимися преимуществами в области защиты от морской коррозии.

В области защиты от морской коррозии эпоксидные смолы также имеют множество различных методов модификации в зависимости от условий окружающей среды, например, без растворителя или на основе слабого растворителя, на водной основе, смешивание с наночастицами, низкая степень обработки поверхности и т. д. Эти методы модификации могут сделать производство эпоксидных покрытий более экологически чистым и энергосберегающим, а также улучшить эксплуатационные характеристики покрытий и сделать их более функциональными.