Аминная пленка на эпоксидных покрытиях

Появление аминной пленки обусловлено сочетанием трех нежелательных реакций между аминами и влагой / углекислым газом, которые приводят к образованию амингидратов (с водой), карбаматов аммония (с углекислым газом) или карбонатов (с угольной кислотой). Последние вызывают самые большие проблемы, поскольку реакция необратима и приводит к появлению поверхностных дефектов, которые трудно удалить (карбонизация). В эпоксидных покрытиях это обычно происходит на границе раздела поверхность / воздух из-за присутствия аминов в отвердителе.

Поскольку карбонизация — это, по сути, реакция между кислотой и основанием, она кинетически преобладает над реакцией меду амином и эпоксидной смолой, которая для нас предпочтительнее. Это особенно проблематично в условиях низкой температуры и высокой влажности, при которых реакция между амином и эпоксидной смолой замедляется еще больше, и мы получаем высокое содержание угольной кислоты.

Часто предполагается, что способ решения этой проблемы должен состоять в том, чтобы ускорить реакцию между амином и эпоксидной смолой, но использование более щелочных аминов просто усиливает карбонизацию и вызывает еще большее помутнение покрытия из-за кислотно-основного взаимодействия. Стоит отметить, что раньше, когда использование отвердителей на основе ароматических аминов было более распространено, таких проблем с помутнением покрытий не было, поскольку это нещелочные продукты. Конечно, сейчас они считаются токсичными и запрещены к использованию во многих странах.

Таким образом, использование менее щелочных аминов должно повысить устойчивость к помутнению, но это сопряжено с медленным отверждением и длительным временем сушки. Тогда возникает вопрос, как нам получить отвердители с оптимальным сочетанием времени сушки и стойкости к помутнению? Это особенно актуально для систем, не содержащих растворителей, с которыми использование твердых связующих не дает никаких преимуществ для сушки.

На сегодняшний день, используя различные методы составления рецептур, производители разработали отвердители с повышенной стойкостью к помутнению. Например, образование аддуктов амина повышает устойчивость к помутнению, поскольку в процессе аддукции из отвердителя удаляются некоторые функциональные аминогруппы, которые часто отвечают за помутнение покрытия.

При этом также улучшается совместимость аминов со смолой благодаря снижению миграции свободных аминов на поверхность покрытия. Достижения в области разработки отвердителей на сегодняшний день позволяют получить высококачественные отвердители, стойкие к помутнению покрытий, на основе образованных аддуктов одного или нескольких аминов.

Разумеется, производители эпоксидных смол и отвердителей могут разрабатывать и испытывать свои продукты в разных комбинациях, но итоговый состав краски будет разработан производителем покрытий, и используемые наполнители и добавки в нем также будут влиять на устойчивость конечного продукта к карбонизации. Даже с учетом последних достижений в области разработки отвердителей конечный результат все равно будет зависеть от правильного смешивания и применения эпоксидных систем, а также от соблюдения рекомендаций производителя при нанесении покрытий.

Стюарт Дарвен, компания CTP Advanced Materials GmbH, Германия

INSTITUTE OF CORROSION

Corrosion House, 5 St Peters Gardens,

Marefair, Northampton NN1 1SX, United Kingdom