Отвердители - основания Манниха

EPIKURE 185, 195 и 197

 

Отвердители - основания Манниха

Выпущено: Январь 2005 г.

Свойства и применение

Основания Манниха широко используются в качестве отвердителей для эпоксидных смол EPIKOTE, а также для высокотвердых и не содержащих растворитель систем, которые требуют высокой реактивности и устойчивости к химическому воздействию. Высокая реактивность оснований Манниха используется также для ускорения действия других отвердителей на основе аминов. И, наконец, основания Манниха успешно применяются для замены ароматических аминов, если те не могут более применяться по причинам, связанным с внешними условиями. Основания Манниха образуются при реакции аминов с формальдегидом и (алкил)фенолами, как показано на рис.1.

Рис.1: Образование оснований Манниха

EPI-CURE 185, EPI-CURE 195 и EPI-CURE 197 являются продуктами низкой вязкости, не содержащими фенол и обладающими нижеприведенными спецификациями и типичными свойствами:

Таблица 1: Торговые спецификации оснований Манниха

Свойства	Способы испытаний	Единицы измерения	EPI-CURE 185	EPI-CURE 195	EPI-CURE 197
Содержание основного азота	ASTM D2896	% (m/m)	7.2-8.0	5.4-6.2	9.8-10.6
Вязкость при 25°С	ASTM D445	Pa. s*	0.3-0.7	0.5-0.9	0.15-0.25
Цветность	ASTM D1544	По Гарднеру	3max	4 max	2 max

* 1 Pa. s= 10 Пуаз

Таблица 2: Типичные свойства оснований Манниха

Свойства	Метод испытания	Единица измерения	EPI-CURE 185	EPI-CURE 195	EPI-CURE 197
Внешний вид			Желтая жидкость	Желтая жидкость	Желтая жидкость
Плотность при 25°С	ASTM D792	kg/l	1.09	1.09	1.01
Температура вспышки (PMCC)	ASTM D93	°C	105	122	-
H-эквивалент (к-во, необходимое для реакции с 1 М эпоксида)		g	110	105	75
Рекомендуемая пропорция с EPIKOTE 828		phr**	58-63	55-60	38-42

** количество весовых частей на 100 весовых частей смолы

Отвердители в виде оснований Манниха демонстрируют ряд явных преимуществ, которые делают их очень ценными в различных областях применения, наиболее важные из которых приведены в табл.3.

·  Хорошая обрабатываемость и отверждение при низкой температуре

·  Хорошая влагостойкость

·  Низкая тенденция к помутнению и низкая подверженность влиянию углекислого газа воздуха

·  Низкая вязкость

·  Низкая летучесть

·  Хорошая устойчивость к воздействию горючесмазочных материалов

·  Хорошая химическая устойчивость

·  Хорошая совместимость с рецептурами, содержащими каменноугольную смолу

Во многих случаях рецептуры, содержащие EPI-CURE 185 и EPI-CURE 195, имеют сходные характеристики. Однако для применения в строительстве обычно рекомендуется использовать EPI-CURE 185 из-за его более низкой вязкости. EPI-CURE 197 имеет чуть более низкую вязкость, но, если он используется в чистом виде, отверждение может протекать слишком быстро. В случае сочетания его с другими отвердителями, EPI-CURE 197 может давать сочетание высокой реактивности и относительно низкой вязкости.

Таблица 3: Применение оснований Манниха

	EPI-CURE 185	EPI-CURE 195	EPI-CURE 197
Быстросохнущие покрытия	Х	Х1)
Покрытия, не содержание растворителя			Х
Системы отвердеваемые при низких температурах (вплоть до 0°С) и высокой относительной влажности	Х	Х	Х2)
Подводное отверждение	Х
Самовыравнивающиеся полы	Х	Х
Полы ручного нанесения	Х	Х
Адгезивы	Х	Х	Х
Заливочные растворы	Х	Х
Системы для заливки в трещины	Х
Катализаторы для других отвердителей			Х

1) 2-х компонентный горячий спрей

2) только в тонких слоях

Реактивность и отверждение

В последнее время становятся все более важными быстро отверждаемые системы эпоксидных смол, обеспечивающие быструю последующую эксплуатацию. Отвердители на базе оснований Манниха разработаны специально для обеспечения удовлетворительной скорости отверждения при температурах около 0°С. При повышенных температурах возможно очень быстрое отверждение. Вследствие этого, время жизни систем с отвердителями на базе оснований Манниха относительно коротко. Отвердители на базе оснований Манниха обеспечивают эффективное отверждение в неблагоприятных условиях, таких как высокая влажность в сочетании с низкой температурой или при отверждении под водой.

Высокая реактивность демонстрируется быстрым ростом температуры при постоянном давлении в объеме вещества. Таблица 4 показывает для EPI-CURE 185 и 195 время до достижения температуры 50°С, а также пиковой температуры. Внутри массы вещества большое количество теплоты, выделяющейся при реакции полимеризации, расходуется на разогрев вещества и, следовательно, на ускорение реакции полимеризации. В тонких покрытиях большое количество теплоты, выделяющейся при реакции, рассеивается в окружающую среду, что приводит к увеличению времени завершения реакции. Это хорошо показано на примере времени гелеобразования при 25°С и 10°С. Из данных, приведенных в табл.4, можно сделать вывод, что реактивность EPI-CURE 195 несколько выше, чем EPI-CURE 185, в то время как EPI-CURE 197 действует быстрее.

Таблица 4: Реактивность смеси оснований Манниха с EPIKOTE 828

Свойства	Метод испытаний	Единица измерения	EPI-CURE 185	EPI-CURE 195	EPI-CURE 197
Полуадиабатическая экзотерма (масса 100 г) Время достижения 50°С	DIN 16945	мин	14	13	-
Время достижения пиковой температуры		мин.	20	20	-
Пиковая температура		°С	188	190	-
Время гелеобразования при 23°С (масса 100 г)	BS Part 8 Method 835C	мин	18	17	14
Реактивность тонкой пленки с EPIKOTE 828 (200 m)	Beck-Koller timer*
При 10°С, относительная влажность 65%
Время образования мягкого геля		час	2.9	2.5	2.2
Время образования твердого геля		час	5.0	4.6	3.8
При 23°С, относительная влажность 50%
Время образования мягкого геля		час	1.4	1.4	1.2
Время образования твердого геля		час	2.1	2.0	1.9

*см. бюллетень ЕК 1.5.13

Другой способ демонстрации высокой реактивности - это измерение твердости по ходу реакции полимеризации. Это проделано для EPIKOTE 828/EPI-CURE 185. Система достигает полного отверждения в течение 1-х суток при комнатной температуре. Характерное отверждение имеет место также при более низких температурах, однако в этом случае до достижения полного отверждения требуется несколько более длительное время.

1 день

7 дней

 

Рис.2 Изменение твердости по ходу реакции EPIKOTE 828/EPI-CURE 185

Устойчивость к химическому воздействию и к растворителям

Отвердители на базе оснований Манниха обеспечивают хорошую устойчивость к химическому воздействию, к воздействию растворителей и горючесмазочных материалов. Подробности об устойчивости этих продуктов к различным химическим растворам, полярным и неполярным жидкостям приведены ниже. В то время как ароматические амины обычно более устойчивы к растворам кислот и щелочей, основания Манниха явно превосходят их по устойчивости по отношению к растворителям и горючесмазочным материалам.

Таблица 5:Химическая устойчивость систем

EPIKOTE 828/основания Манниха по сравнению с ароматическими аминами

Химический раствор*	Увеличение веса через 6 месяцев, % (m/m) **
EPI-CURE 185	EPI-CURE 195	ароматические амины
Деминерализованная вода	1.1	1.2	1.1
Раствор формальдегида	1.0	1.0	0.9
Уксусная кислота	4.3	4.2	1.1
Серная кислота	2.1	2.0	1.6
Соляная кислота	1.2	1.0	1.2
Едкий натр	0.6	0.6	0.9
Хлористый натрий	0.8	0.8	1.0

*Концентрации химических растворов:

Раствор формальдегида: 37% (m/m)

Уксусная кислота: 10%(m/m)

Все прочие растворы: 20%(m/m)

**Образцы (отверждение 7 дней при 230С) размером 8х4х0,5 см погружали в испытательную жидкость

Таблица 6: Устойчивость систем EPIKOTE 828/основания Манниха к горюче-смазочным материалам и растворителям по сравнению с ароматическими аминами

Испытательная жидкость	Прирост веса через 6 месяцев, % (m/m)
EPI-CURE 185	EPI-CURE 195	ароматические амины
Ксилол	<0.1	0.1	0.4
Петролейный эфир	<0.1	1.0	13.0
Бензин, не содержащий свинца	<0.1	<0.1	0.2
Авиационное горючее	0.1	0.1	0.4
Дизельное топливо	<<0.1	0.1	0.4
Этанол	7.8	7.5	6.9
Этилацетат	13.7	12.6	23.8
МЕК	6.02)	-3)	-3)
Трихлорэтан	0.1	0.1	0.8

1) Образцы (отверждение 7 дней при 230С) размером 8х4х0.5 см погружали в испытательную жидкость

2)Разрушение через 4 недели

3)Разрушение через короткий промежуток времени

Рецептуры

Таблица 7:

Рецептура самовыравнивающиегося пола серого цвета на основе EPI-CURE 185

Связующий компонент		Весовые части	Поставщик
EPIKOTE 240		238.4	Resolution
EPIKOTE 240	4.88
Kronos 2057	6.91		NL Chemicals Europe
Bayferrox 318	0.41		Bayer A. G.
Пигментная паста	12.20	12.2
Wacker SL	0.81		Wacker Chemie GmbH
Tegoglide B1484	1.62		Tego Chemie
Ксилол	4.87
Пеногаситель	7.3	7.3
Метилизобутилкарбинол		7.3
Кварцевая мука М10 Sibelco		596.1	SCR Sibelco N. V.
Всего по связующему		861.3

Приготовить смесь пеногасителя и пигментной пасты отдельно, используя обычные весы. Приготовить пигментную пасту, добавляя пигмент к смоле, используя при этом смеситель Dispermat с зубчатой головкой при скорости 1500 об/мин. Приготовить связующий компонент, смешивая смолу, пигментную пасту, пеногаситель, растворитель и кварцевую муку. Перед применением добавить отвердитель и тщательно все перемешать.

Отвердитель
EPI-CURE 185	138.7	Resolution
Всего по рецептуре	1000.0

Таблица 8:

Свойства рецептуры пола серого цвета с отвердителем EPI-CURE 185

	Единица измерения	Значение
Соотношение наполнитель/связующее		1.5/1
Полуадиабатическая экзотерма 1)
Время достижения 500С	мин	31
Время достижения пиковой температуры	мин	48
Пиковая температура	0С	94
Испытание в потоке*
через 10 мин	диаметр, (см)	21
через 24 часа	диаметр, (см)	25
Пластичные свойства (ISO 178)
Напряжение на изгиб	MPa	37
Модуль упругости	GPa	3.2

1)См. описание теста в техническом бюллетене EK 5.2

*Результат испытания в потоке в размере 20 см и выше показывает, что на практике композиция будет иметь хорошие самовыравнивающие свойства.

Таблица 9: Праймер красного цвета (Fe-оксидный) на основе EPIKOTE 235 и EPI-CURE 185

Связующий компонент	Весовые части	Объемные части	Поставщик
EPIKOTE 235	473.0	553.9	Resolution
BYK 500	1.8	2.7	BYK-Chemie

Перед добавлением пигмента размешать в смоле пеногаситель.

Bayferrox 130BM	119.5	32.8	Bayer AG
SE Extender	79.7	3.7	Naintsch
Microtalc AT1	39.8	18.9	A/S Norwegian Talc
Syloid 244	10.9	6.5	W. R.Grace&Co

Медленно перемешать пигменты в сухом виде при помощи смесителя Dispermat с зубчатой головкой при скорости 1500 об/мин. Измельчить до требуемой тонкости помола.

Всего по связующему

724.7

653.5

Отвердитель	Весовые части	Объемные части	Поставщик
EPI-CURE 185	275.3	346.5	Resolution
Всего по рецептуре	1000.0	1000.0

Этот праймер пригоден для использования путем горячего напыления двухкомпонентной системы. При применении однокомпонентной системы краска будет иметь очень короткое время жизни.

Таблица 10: Высоконаполненный праймер красного цвета (Fe-оксидный) на основе EPIKOTE 874-X-90 и EPI-CURE 195 (Рецептура ЕК 2.2.4.6)

Связующий компонент	Весовые части	Объемные части	Поставщик
EPIKOTE 874-X-90	253.0	415.7	Resolution
BYK A530	4.9	11.0	BYK-Chemie
Disperbyk 110	5.7	10.0	BYK-Chemie

Перед добавлением пигмента перемешайте порцию смолы с добавками.

Bayferrox 130BM	275.6	99.6	Bayer A. G.
Фосфат цинка ZP-BS-M	58.8	33.2	Waardals
Westmin D30E	124.0	83.0	Mondo Minerals
Каолин China clay ASP100	23.9	16.6	Engelhard
Blanc-fixe N	80.8	33.2	Sachtleben Chemie

Медленно перемешать пигменты в сухом виде при помощи смесителя Dispermat с зубчатой головкой при скорости 1500 об/мин. Измельчить до требуемой тонкости помола.

EPIKOTE 874-X-90	44.7	73.4	Resolution
Метилэтилкетон	14.8	33.4
Methyl PROXITOL	7.4	14.6	Shell Chemicals

Растворять при скорости перемешивания 300 об/мин.

Всего по связующему

893.6

823.7

Связующий компонент	Весовые части	Объемные части	Поставщик
EPI-CURE 195	106.4	176.3	Resolution
Всего по связующему	106.4	176.3
Всего по рецептуре	1000.0	1000.0

Разбавитель для достижения вязкости спрея

	Весовые части	Объемные части
Ксилол	76.2	158.3
Метилэтилкетон	38.1	86.1
Methyl PROXITOL	19.0	37.3

Таблица 11: Свойства высоконаполненного праймера красного цвета (Fe-оксидного) на основе EPIKOTE 874-X-90 и EPI-CURE 195

PVC	30% (v/v)
Весовое соотношение пигмент/связующее	1.50
Содержание твердой фазы после разбавления	83% (m/m)
Рекомендуемая вязкость	0.2-0.3 пуаз
Применение	Стандартный спрей
VOC (ASTM D3960)	<250 г/л

Таблица 12: Белая краска без растворителя низкотемпературного отверждения на основе EPIKOTE 215 и EPI-CURE 195 (рецептура ЕК 2.2.4.10)

Связующий компонент	Весовые части	Объемные части	Поставщик
EPIKOTE 215	308.3	437.4	Resolution
Byk A530	5.1	9.8	BYK-Chemie
Disperbyk 110	5.9	8.9	BYK-Chemie

Перед добавлением пигмента перемешайте порцию смолы с пеногасителем

Kronos 2057	202.2	78.9	Kronos Titan
Westmin 30E	127.9	73.9	Mondo Minerals
Каолин China clay ASP 100	24.6	14.8	Engelhard
Blanc-fix N	83.4	29.6	Sachtleben Chemie

Медленно перемешать пигменты в сухом виде при помощи смесителя Dispermat с зубчатой головкой при скорости 1500 об/мин. Измельчить до требуемой тонкости помола.

EPIKOTE 215	54.4	77.2	Resolution
Растворять при скорости перемешивания 300 об/мин.
Всего по связующему	811.8	730.5
Отвердитель	Весовые части	Объемные части	Поставщик
EPI-CURE 195	188.2	269.5	Resolution
Всего по отвердителю	188.2	269.5
Всего по рецептуре	1000.0	1000.0

Таблица 13: Свойства белой краски без растворителя низкотемпературного отверждения на основе EPIKOTE 215 и EPI-CURE 195

PVC	20% (v/v)
Весовое соотношение пигмент/связующее	0.80
Содержание твердой фазы	99.2% (m/m)

Дополнительная информация:

См. технические бюллетени EPIKOTE EK 2.2 и 2.2.1-2.2.4 относительно подробностей и общих вопросов и применению рецептур эпоксидных красок, отверждаемых при температуре окружающей среды.

Технические бюллетени серии ЕК 5 дают подробную информацию о применении рецептур в строительстве.

Меры предосторожности

См. листы безопасности на упомянутые продукты и следующие технические бюллетени:

EK 1.6.1 Промышленное руководство по работе с рецептурами смол EPIKOTE

EK 1.6.2 Рекомендации по работе со смолами, отвердителями и вспомогательными материалами EPIKOTE

EK 1.6.3 Электростатическая опасность при обращении со смолами и приготовлении растворов смол EPIKOTE

Следует внимательно изучить меры предосторожности, изложенные в этих документах.

Вспомогательная литература

Технические бюллетени:

ЕК 5.1: Применение смол EPIKOTE в строительстве

ЕК 5.2: Напольные покрытия на основе смол EPIKOTE – основные положения.

ЕК 5.2.1: Смолы EPIKOTE – напольные покрытия (и прочие компаунды)- рецептуры

Следует внимательно изучить меры предосторожности, изложенные в этих документах.

EPIKOTE и EPI-CURE являются торговой маркой фирмы Resolution Performance Products.

Информация, содержащаяся в настоящей публикации, соответствует нашему опыту.

Однако любые возможные рекомендации и предложения не будут носить гарантийный характер, если условия их исполнения оказываются вне пределов нашего контроля. Более того, ничто из приведенных сведений не должно быть истолковано в качестве рекомендаций по применению какого-либо продукта, противоречащему патентам, защищающим любые материалы или их использование.