Раздел 2
ХАРАКТЕРИСТИКИ ИЗУЧАЕМЫХ ОБЪЕКТОВ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Основные компоненты защитных кремнийорганических покрытий
Кремнийорганические соединения отличаются от органических тем, что в них углеродные цепи или гетероцепные структуры заменены цепями из чередующихся атомов кислорода и кремния, обрамлённых органическими радикалами. С точки зрения физических свойств они обладают неорганическим характером. Однако наличие органических групп придает им некоторые свойства органических полимеров, дополнительно усиливаемые слабостью межмолекулярного взаимодействия из-за экранирования органическими радикалами силоксанового скелета. Высокая реакционная способность функциональных групп у атома кремния кроме химической фиксации защитных покрытий на поверхности подложки может обеспечить их целенаправленное модифицирование наполнителями, с целью улучшения физико-химических и эксплуатационных свойств.
2.1.1. Основные технологические и эксплуатационные характеристики полиорганосилоксановых лаков, выпускаемых отечественной промышленностью.
Для создания защитных кремнийорганических покрытий необходима информация о технологических характеристиках их компонентов, в частности полиорганосилоксановых связующих. В настоящее время отечественной промышленностью выпускается ряд кремнийорганических соединений, которые могут, после соответствующих исследований, применяться в качестве пленкообразующего защитного композиционного покрытия.
Полиорганосилоксановые лаки различаются по своему составу, структуре и типу органического радикала у атома кремния:
- полиметилсилоксановый лак КО-554 (МРТУ 6-02-553-79) представляет собой прозрачную светло-желтую жидкость, допускается небольшая опалесценция. Элементарный состав (в % по массе): С - 17,30; Н - 4,92; Si - 39,58;
- полиметилфенилсилоксановый лак КО-08К (ТУ 6-02-598-80) представляет собой однородный прозрачный бесцветный раствор. Элементарный состав (в % по массе): С - 47,67; Н - 5,24; Si - 24,81;
- полиэтилфенилсилоксановый лак ЭФ-3БСУ (ТУ 6-02-662-72) представляет собой светло-коричневую жидкость. Элементарный состав (в % по массе): С - 56,36; Н - 6,60; Si - 13,20;
- полифенилсилоксановый лак КО-85 (ГОСТ 11066-74), визуально - прозрачная жидкость. Элементарный состав (в % по массе): С - 22,40; Н - 16,99; Si - 46,68;
- полиорганоалюмосилоксановый лак КО-810 (МРТУ 6.02-343-65), визуально - бесцветная прозрачная жидкость. Элементарный состав (в % по массе): С - 47,00; Н - 4,70; Si-Al - 52,77;
- полиорганосилозановые продукты МФСН-7 и МФСН-В, представляют собой лаки воздушной сушки. От полиорганосилоксановых лаков отличаются наличием в своей основной цепи звеньев -Si-NH-Si-. Между собой отличаются наличием бора в продукте МФСН-Б. Полиорганосилозаны в основном используются в качестве отвердителей полиорганосилоксановых лаков. Элементарный состав (в % по массе) МФСН-В: С - 47,47; Н - 6,26; Si+В - 57,24;
- полиметилфенилсилоксановый лак КО-923 (ТУ 6-02-948-79) представляет собой однородный прозрачный раствор, допускается легкая опалесценция. Элементарный состав (в % по массе): С - 47,10; Н - 5,50; Si - 26,70;
- полифенилсилоксановый лак КО-835 (МРТУ 6-10-931-70) представляет собой раствор амидоспиролинат, глифталевой и полиорганосилоксановой смол в органических растворителях;
- полиметилфенилсилоксановый лак КО-921 (ГОСТ 16508-70) представляет собой прозрачный раствор полиметилфенилсилоксановой смолы в органических растворителях.
Из вышеперечисленных полиорганосилоксанов, согласно данным Номенклатурного перечня выпускаемой продукции ПО "Кремнийполимер" и практического применения лаков в кремнийорганических составах [136-138], при создании защитных покрытий наиболее целесообразно использовать полиметилфенилсилоксановый лак КО-921. В качестве пленкообразователя, лак обеспечивает лакокрасочным материалам высокие морозо- и теплостойкость, адгезию и атмосферостойкость, стойкость к окислению и радиации; небольшое изменение вязкости в широком диапазоне температур; легко разбавляется органическими растворителями до нужной рабочей вязкости при нанесении. Лак КО-921 твердеет на воздухе при добавлении отвердителя. Для отверждения применяется несколько групп соединений, среди которых наиболее распространены: полиорганосилоксановый продукт МФСН-В (ТУ 6-02-862-74), диэтиламин ДЭА (ТУ 6-09-78-69), диэтиленамин ДЭОА (ТУ 6-02-406-68).
С применением лака КО-921 выпускается ряд кремнийорганических эмалей. В связи с этим в настоящей работе в качестве связующего разрабатываемых составов был выбран кремнийорганический лак КО-921 (ГОСТ 16508-80), представляющий собой прозрачный раствор полиметилфенилсилоксана в толуоле. Лак имеет следующую формулу: ??С6Н5SiO1,5??(СН3)2SiО0,7??n, где соотношение R / Si = 1,5.
Основные технические характеристики лака КО-921:
Массовая доля нелетучих веществ, % 49-51
Условная вязкость при 20?0,5°С, с 17-27
Время высыхания до степени 3, ч, не более
Т (150?2)°С 0,25
Для оценки роли кремнийорганического связующего в обеспечении физико-механических и защитных свойств разрабатываемых покрытий использованы эпоксидная смола, пентафталевый лак.
Эпоксидно-диановая смола марки ЭД-20 (ГОСТ 10587 - 84), представляющая собой растворимые и плавкие реакционноспособные олигомерные продукты на основе эпихлоргидрина и дифинилолпропана. Вязкая прозрачная жидкость. Отвержденное покрытие характеризуется высокими показателями твердости и химической стойкости. Для отверждения необходимо вводить полиэтиленполиамин ПЭПА в количестве 10%, время отверждения составляет 2-3 часа при 60°С.
Основные технические характеристики смолы