Технология герметизации погружного насоса эпоксидным компаундом

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

Введение

1. Эпоксидные смолы

1.1 Технологический процесс  изготовления эпоксидной смолы

1.2 Отверждение эпоксидных  смол

1.3 Марки эпоксидных смол

2. Области применения

2.1 Эпоксидные компаунды

2.1.1 Эпоксидные формовочные  компаунды

2.1.2 Эпоксидные смолы для  инструмента и приспособлений

2.1.2.1 Формы из эпоксидных  смол для заливочных и формовочных  компаундов

2.1.2.2 Эпоксидные смолы  для матриц

2.1.2.3 Системы из эпоксидных  смол для штампования металла.

2.1.3 Литье, заливка, капсулирование, герметизация.

2.1.4 Стеклопластики на  основе эпоксидных смол

2.1.5 Клеи на основе эпоксидных  смол

2.1.6 Марки эпоксидных композиций

2.2 Пенопласты из эпоксидных  смол

2.1 Химические пенопласты

2.2 Синтактические пенопласты

2.3 Покрытия эпоксидными  порошками

3. Технология герметизации  погружного насоса эпоксидным  компаундом

3.1 Характеристика сырья

3.2 Описание принципа работы  линии

3.3 Выбор оборудования

Заключение

Список использованной литературы

 

 

Введение

Производство эпоксидных смол началось с исследований проводимых в США и Европе накануне второй мировой войны. Первые смолы — продукты реакции эпихлоргидрина с бисфенолом А — были получены в промышленных масштабах в 1947 г. За 10 лет уровень их производства составил свыше 13,6 тыс. т., в последующие шесть лет уровень производств их увеличился в 3 раза. В конце 50-х годов были получены новые эпоксидные смолы, отличные от диглицидилового эфира; в конце 1960 г. промышленностью освоено производство не менее 25 типов смол. На этом этапе термин «эпоксидная смола» становится общим и в настоящее время применяется к большому семейству материалов.

Эпоксидные смолы относятся к классу термореактивных пластиков и сходны с такими материалами как фенолы и полиэфиры. Ряд ценных свойств эпоксидных смол привел к их широкому применению в промышленности. Эпоксидные смолы универсальны вследствие своей незначительной усадки, легкости отверждения, хорошей химостойкости и чрезвычайно высокой прочности клеевого соединения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Эпоксидные смолы

Эпоксидная смола — олигомеры, содержащие эпоксидные группы и способные под действием отвердителей (полиаминов и др.) образовывать сшитые полимеры. Наибольшее практическое и широкое применение для получения эпоксидных смол нашли дифенилолпропан (диан или бнсфенол А) и эпихлоргидрин. Реакция получения эпоксидной смолы протекает по схеме, изображенной на рис. 1.

Рис1

Реакция протекает в щелочной среде в присутствии раствора NаОН. Ниже приводятся примерная рецептура и технология изготовления эпоксидной смолы.

Состав:

Дифенилолпропан — 100 массовых частей (1,0 моль)

Эпихлоргидрин — 93 массовых частей (2,3 моля)

Едкий натр (10-процентнын раствор) — 35 массовых частей (2,0 моля)

Дифенилолпропан представляет собой твердые кристаллы, температура плавления 154-156 °С, содержание свободного фенола не более 0,1%, влаги не более 1%. Эпихлоргидрин — прозрачная бесцветная жидкость, температура кипения 116-118 °С, плотность 1,15-1,16, температура вспышки 40,5 °С, содержание основного вещества 98-99%.

 

1.1 Технологический процесс  изготовления эпоксидной смолы

В реактор из нержавеющей стали с пароводяной рубашкой и мешалкой загружают эпихлоргидрин и нагревают до 40-50 °С. При работающей мешалке постепенно вводят дифенилолпропан. После растворения дифенилол пропана и получения однородного раствора тонкой струей из мерника добавляют раствор едкого натра и при 60-70 °С проводят процесс конденсации, который продолжается 1,5-2ч. Все это время мешалка должна работать. После этого выключают обогрев аппарата, загружают воду, продолжая перемешивание. После прекращения перемешивания образовавшейся смоле дают отстояться. Разделение слоев происходит быстрее при 40-50 °С. Отстоявшийся водный слой (сверху) отделяют, а оставшуюся смолу промывают теплой водой при 40-50 °С. Количество воды определяется по объему (обычно двух-, трехкратное). Промывка (перемешивание, отстаивание с последующим отделением водного слоя) продолжается до полного удаления поваренной соли, образовавшейся при реакции. Промывка контролируется пробой (промывных вод) на присутствие хлора и щелочи.

Сушка смолы производится в том же аппарате. Для этого смолу нагревают до 40-50 °С, подключают холодильник по прямой схеме (с вакуумом) и сушат до прекращения конденсации воды в холодильнике и вспенивания смолы. Сушку смолы производят и без вакуума—при атмосферном давлении и температуре около 120°С. Сушка смолы продолжается до получения прозрачной пробы смолы при 20-25 °С. Готовая смола сливается в алюминиевую тару.

В зависимости от молярного соотношения исходных компонентов конечные продукты могут быть жидкими, вязкими и твердыми.

В связи с тем, что промывку жидкой (низкомолекулярной) смолы производить значительно легче, чем вязкой (высокомолекулярной), сначала получают низкомолекулярные смолы, которые затем сплавляют с необходимым по расчету количеством дифенилол пропана и при этом получают необходимые высокомолекулярные смолы.

Эпоксидные смолы представляют собой жидкие, вязкие или твердые прозрачные термопластичные продукты от светлого до темно- коричневого цвета. Они легко растворяются в ароматических растворителях, сложных эфирах, ацетоне, но не образуют пленок, так как не твердеют в тонком слое (пленка остается термопластичной).

Эпоксидные смолы по своему строению являются простыми полиэфирами, имеющими по концам эпоксигруппы, которые являются весьма реакциононеспособными (рис. 2).

При действии на эпоксидные смолы соединений, содержащих подвижный атом водорода, они способны отверждаться с образованием трехмерных неплавких и нерастворимых продуктов, обладающих высокими физико-техническими свойствами. Таким образом, термореактивными являются не сами эпоксидные смолы, а их смеси с отвердителями и катализаторами.

В качестве отвердителей для эпоксидных смол применяются различные вещества: диамины (гексаметилендиамин, метафенилендиамин, полиэтиленполиамин), карбоновые кислоты или их ангидриды (малеиновый, фталевый).

Эпоксидные смолы в смеси с вышеуказанными отвердителями образуют термореактивные композиции, обладающие ценными свойствами:

• высокой адгезией к поверхности материала, на которой они отвердевают;

• высокими диэлектрическими свойствами;

• высокой механической прочностью;

• хорошей химостойкостью и водостойкостью;

• при отвердевании не выделяют летучих продуктов и отличаются малой усадкой (2-2,5%).

Высокие физико-технические свойства эпоксидных смол, отличающие их от многих остальных смол, определяются строением их молекулы, а главным образом — наличием эпокси группы.

Содержание эпоксигрупп в смоле является одной из важнейших характеристик эпоксидных смол, определяющей количество отвердителя, необходимого для отверждения смолы. Содержание эпоксидных групп в смоле может быть выражено:

1. Количеством эпоксидных групп в массовых процентах. За эпоксидную группу принимают эквивалентную массу группы, равную 43 (рис. 3).

2. Эпоксидным числом, равным  числу грамм-эквивалентов эпоксидных  групп в 100 г смолы.

3. Эпоксидным эквивалентом, равным массе смолы в граммах, содержащей 1 грамм-эквивалент эпоксидных групп.

Метод определения эпоксидных групп основан на взаимодействии эпоксигрупп с соляной кислотой и образованием хлоргидрина по схеме (рис.4)

Кроме содержания эпоксидных групп в готовых смолах определяют:

1) содержание летучих при 110 °С;

2) содержание хлора;

3) температуру размягчения  или каплепадения (для твердых  смол типа ЭД-);

4) вязкость (для жидких  смол типа ЭД-5 и ЭД-6);

5) растворимость в ацетоне.

1.2 Отверждение эпоксидных  смол

Для отверждения эпоксидных смол применяются соединения двух типов:

1) Кислые отвердители, к  которым относятся различные  дикарбоновые кислоты или их  ангидриды (малеиновый ангидрид, фталевый  ангидрид, метилтетрагидрофталевый  ангидрид, эндикангидрид, додеценилянтарный  ангидрид). Для отверждения эпоксидных смол этими отвердителями требуется повышенная температура 100-200°С, поэтому данный вид отвердителей называется отвердителями горячего отверждения.

2) Аминные отвердители, к  которым относятся различные  амины (полиэтиленполиамин, гексаметилендиамин, метафенилендиамин). Отверждение аминами (кроме некоторых, как, например, триэтаноламин, дициандиа-мид) происходит при нормальной температуре или небольшом нагреве (70-80 °С). Поэтому эта группа называется отвердителями холодного отверждения.

Наиболее высокие физико-технические свойства композиции получаются при горячем отверждении. Для изготовления компаундов холодного отверждения

1.3 Марки эпоксидных смол

Эпоксидно-диановые смолы :

ЭД-22 Относительно низковязкая жидкая кристализующаяся при хранении смола универсального назначения.

ЭД-20 Наиболее широко применяемая жидкая смола универсального назначения

ЭД-16 Высоко вязкая смола, применяется в основном в качестве связующего для стеклопластиков.

ЭД-8,ЭД-10 Твердые смолы, применяемые для заливочных композиций в радио- и электротехнической промышленности.

Эпоксидно-диановые смолы для ЛКМ:

Э-40, Э-40р Для изготовления красок,эмалей, лаков, шпаклевок, покрытий стойких к агрессивным факторам окружающей среды и воздействию химических веществ.

Э-41Используется для изготовления эмалей, лаков, шпаклевок, а также заливочных композиций и клеев.

Эпоксидные смолы (импортные):

YD-128 ИМПОРТ Используется  в лакокрасочной, электротехнической  и радиоэлектронной промышленности, авиа-, судо- и машиностроении, а также  в строительстве в качестве компонента заливочных и пропиточных компаундов, клеев, герметиков, связующих для армированных пластиков и др. Обладает высокой прозрачностью, хорошей адгезией к поверхностям различной природы, что позволяет получать высококачественные покрытия с заданными свойствами (с высокой термо- и химической стойкостью) в зависимости от природы выбранного отвердителя, а также - хорошими экологическими показателями.

ST-1000  ИМПОРТ  Используется  для получения композиций, обладающих  высокой устойчивостью к длительному воздействию атмосферных факторов, сохраняя первоначальную окраску, структуру и физические свойства полимерного покрытия.Хорошо совмещается с различными смолами. Отверждается немного медленнее, чем эпоксидно-диановые аналоги.

DER 671 ИМПОРТ Используется в электротехнической и радиоэлектронной промышленности, авиа-, судо- и машиностроении, а также в строительстве в качестве компонента заливочных и пропиточных компаундов, клеев, герметиков, связующих для армированных пластиков.

Эпоксидные модифицированные смолы

КДА-2 Связующие для стеклопластиков, клеев и электроизоляционных заливочных композиций.

К-02Т Для пропитки многослойных намоточных изделий с целью их цементации, повышения влагостойкости

ЭЗ-111 Для герметизации трансформаторов, для пропитки и заливки деталей электротехнических изделий.

УП-563,УП-599.Для изготовления эластичных пропиточно-заливочных компаундов, клеев и связующих для стеклопластиков

К-153 Для заливочных, клеевых, герметизирующих, пропиточных и обволакивающих композиций в различных отраслях промышленности.

К-115 К-176 К-201Для пропитки, заливки, обволакивания и герметизации деталей, а также в качестве клеев, электроизоляционных заливочных композиций, изоляционных и защитных покрытий, связующих для стеклопластиков.

КДА Используется в качестве связующих для стеклопластиков, клеев и электроизоляционных заливочных композиций.

Эпоксидные смолы специального назначения

(Отвержденные композиции  на основе смол специального  назначения обладают уникальными  физико-механическими и технологическими свойствами, позволяющими применять их в экстремальных условиях работы и окружающей среды в различных областях промышленности и техники.)

ЭА Для изготовления низковязких эпоксидных компаундов, используемых в качестве заливочных, пропиточных и клеевых составов, в качестве разбавителя конструкционных связующих.

УП-610 Для изготовления высокопрочных стеклопластиков, заливочных и пропиточных композиций, клеев, специальных композиционных материалов.

УП-643 В составе тепло- и химстойких связующих для стеклопластиков, клеев, компаундов в электротехнической промышленности.

ЭХД (хлорсодержащая смола) В качестве основы заливочных компаундов, герметиков, клеев и связующих для угле- и стеклопластиков, обладающих высокими механическими свойствами,пониженной горючестью, высокой влаго- и теплостойкостью,отличной атмосферостойкостью.

УП-637(смола на основе резорцина) Для изготовления заливочных и пропиточных композиций, клеев, связующих для конструкционных стеклопластиков.

УП-631 В качестве компонента при изготовлении самозатухающих и негорючих компаундов для пропитки, заливки, клеев, покрытий.

Эпоксидно-модифицированные смолы марки ЭПОФОМ

(эпоксидный компаунд  для устройства наливных полов, покрытий, ремонта трубопроводов)

Эпофом-1,2,3 используются в качестве защитных антикоррозионных покрытий металлических и бетонных строительных конструкций и емкостного оборудования от воздействия химически агрессивных сред; для устройства гидроизоляции, монолитных наливных покрытий бетонных полов; для грунтовки, выравнивания и нанесения отделочного слоя на различные поверхности; для склеивания различных материалов и получения инъекционных композиций для восстановления или усиления железобетонных конструкций.