Нужен отвердитель с заданными свойствами

[baik]

Господа, нужна помощь специалистов.
Заранее предупреждаю, что я не химик и прошу прощение за возможные ляпы.

Есть горящая проблема.
Выполняем договор для нефтехимиков, разрабатываем технологию нанесения защитного покрытия на основе эпоксидных смол (ЭД20 + отвердитель ПЭПА).
Все было просто замечательно, пока делалось в небольших объемах. Заказчик и мы уже были уверены в положительном результате.
Но когда приготовили раствор в объеме 15л, то через 30мин начался эзотермический неуправляемый процесс, смесь нагрелась до 100грС и "встала".
Нам для выполнения тех. условий Заказчика нужно не менее 60, а желательно90 мин времени жизнеспособности смеси.
Еще лучше, если будет аналог отвердителя УП605, который запускает процесс полимеризации при повышении температуры.

Буду рад, если у кого-нибудь найдется любое приемлемое для нас решение.
Если будет реальный результат, поговорим о мат. вознаграждении.

[Jeffry]

Попробуйте обратиться сюда: http://www1.muctr.ru/newhtml/p65.htm
Чем-то подобным там занимается одна знакомая студентка.

[baik]

Попробуйте обратиться сюда: http://www1.muctr.ru/newhtml/p65.htm
Чем-то подобным там занимается одна знакомая студентка.

спасибо за подсказку, но не смог пройти по ссылке до нужной информации
Если есть возможность, передайте вашей знакомой, чтоб она отметилась здесь.

[Jeffry]

См. ЛС. Сейчас время отпусков, найти кого-то - проблема.
Один из вариантов замедлить процесс - взять имин вместо амина.

[Smol]

Да это все просто. ПЭПА - очень активный отвердитель (и самое неприятное, что он довольно токсичен и водостойкость отвержденной композиции снижает), надо действительно взять другой отвердитель, менее активный (раз Вы готовы немножко погреть отверждаемую композицию, то их выбор очень широк). Ну, например, возьмите Л-20М (это российское производство), или просто Л-20 (это украинский продукт), или ПО-300 (тоже российский). Это все отвердители холодного отверждения, но такой сильной экзотермы они не дают... Учтите, только, что при холодном отверждении этих отвердителей обычно дают больше, чем ПЭПА (до 25% от веса смолы). И еще другие отвердители в продаже есть, просто, чтобы Вам какой-то из них рекомендовать, надо более точно знать условия работы Ваших покрытий...
А за дополнительными консультациями - милости просим в личку.

[AF]

Тут надо не "химией играть", а технологией - способом нанесения покрытия. У вас же в любом случае будет система с динамически меняющейся вязкостью со всеми вытекающими (игра слов) последствиями.

[Smol]

Да нет, химия здесь тоже очень важна... Это стандартная ошибка тех, кто делает наливные эпоксидные полы - смешать сразу много смолы и отвердителя. К счастью, в "половой композиции" еще достаточно много наполнителя, поэтому там экзотерма не такая свирепая... Здесь надо и готовить смеси понемногу, и отвердитель "помягче" применить (м.б. хотя бы частично им ПЭПу заменить). Еще хорошо, если бы в композиции для покрытия был бы какой-то растворитель (хотя бы ацетон), это существенно замедляет скорость отверждения...

[Master]

разрабатываем технологию нанесения защитного покрытия

если не секрет, для чего покрытие?

[AF]

Smol, не чувствуется, что у них покрытие для ровной горизонтальной поверхности.
Они явно хотят что-то обмазывать, мож быть толпой и с кисточками в руках (шутка).
Для наливных-разливных систем их заказчик купил бы что-то готовое, на 100% работоспособное. Заказчику нужно было нечто специфичное и нашёл он baik с сотоварищи, а полезли они в такой "старый, добрый, домашний" состав на ЭД-20 ...
А вообще как baik написал: " Выполняем договор для нефтехимиков, разрабатываем технологию нанесения..." то, есть нужна именно технология нанесения, а не голимый состав/рецептура.
Лирическое отступленмие "о школьных оценках".
Когда-то досталось мне "в наследство" от прежнего жильца пол-бидона этой смолы и я её использовал для частичной заливки пола в санузле. Что помню из деталей: активный разбавитель (марка ?), немного пластификатора и ПЭПА. Говорят, пол по-прежнему в прекрасном состоянии.

[avor]

Вот я бы начал просто с уменшения дозы ПЭПА. Если бы все характеристики поменялись бы так что не выполняетмся ТЗ, тогда перешел бы к второй части, предлагаемой Smol. Заменил бы часть отвердителя на менее активный(мне почему то хочется что-то вроде ТЭТА, но это вроде вовсе необязательно).

[baik]

разрабатываем технологию нанесения защитного покрытия

если не секрет, для чего покрытие?

Не секрет - покрытие антикорозионное. Толщина 3-5 мм.
Работает в следующих условиях - температура до 80градС, давление 30 атм, стойкость к нефтепродуктам, хорошая адгезия к металлу.

[baik]

Вот я бы начал просто с уменшения дозы ПЭПА. Если бы все характеристики поменялись бы так что не выполняетмся ТЗ, тогда перешел бы к второй части, предлагаемой Smol. Заменил бы часть отвердителя на менее активный(мне почему то хочется что-то вроде ТЭТА, но это вроде вовсе необязательно).

Ну по этому пути мы уже прошли.
Уменьшали долю ПЭПА до уровня, когда параметры не вышли за границу допустимого.
В настоящее время минимально нам необходимо вводить 13гр ПЭПА на 100гр ЭД20.

Про кисточки улыбнуло.
Щас напишу поподробнее, чтоб было понятно о чем речь.

[baik]

Обрисую проблему поконкретнее, раз есть слушатели и предполагаю, среди них найдется гуру, для которого мои проблемы, так, пустячок.

Мы уже достаточно давно занимаемся проблемой защиты трубопроводов с помощью цесментно-песчанных покрытий (ЦПП).
Этой технологии сто лет в обед, она хорошо известна и широко применяется для ремонта трубопроводов ЖКХ.
У нас есть свои оригинальные наработки от подготовки трубы, до нанесения покрытия.

К нам обратились нефтяники с предложением применить нашу технологию для защиты их внутрипромысловых трубопроводов. Правда они ужесточили задачу - подготавливать и покрывать криволинейные трубопроводы с отводами.
Это очень сложная задача, но мы ее решили.
Однако наши смеси для Заказчика не прошли. У него экстремалные режимы работы, а требуется, чтобы покрытие обеспечивало газонепроницаемость до 30 Атм. Наше начинает сифонить при 8-10Атм, поэтому пришлось отказаться.

Начали экспериментировать с магнезиальными составами, которые широко используются для полов.
Покрытие получилось прекрасным и даже по параметру газонепронецаемости прошло, но пара недостатков.
Покрытие не любит воду и малое время отверждения около 40мин. Отказались.

Следующие эксерименты были с составами ПЦР (полимерцементные растворы на основе водных дисперсий эпоксидных олигомеров)производства фирмы Рекон (Казань). Неплохие составы на основе известных ЦПП, в которых основным связующим были эпоксидные смолы. Правда покрытие стекает вниз и шероховатость не устраивает.

Решили сами поэксперементировать с составами.
Получили следующее (только просьба не смеяться)
ЭД20 + ПВА (немного, при этом практически исчезла отекаемость и появилась стабильность формы при оптимальной вязкости) + цемент ( в качестве наполнителя, он нам подошел из-за своей тонкой фракционности) + ПЭПА.
Состав получился просто сказка.
Проходил по всем предъявляемым параметрам.
Все образцы, которые мы покрывали, мы успевали покрыть в течение 10-15 мин после приготовления раствора.
Напоследок мы решили покрыть более длинный трубопровод для отработки технологической схемы и тут нас ожидал СЮРПРАЙЗ.
Мы приготовили 2 ведра (по 15л) покрытия.
Начали закачку в трубу примерно через 30-35 мин после введения отвердителя и тут резко стала подниматься температура. В течении нескольких минут она достигла свыше 100градС и мгновенно застыла в трубе огромной пробкой.
Мы буквально были в ступоре от увиденного.
Хотя надо признать, мы даже раду тому, что произошло это в лаборатории, а не на полигоне заказчика, где мы должны сдавать технологию на его стенде. Поездка планировалась через две недели, но теперь мы уговорили его перенести на месяц.
Теперь у нас есть 1,5 месяца чтобы решить эту проблему.

Формулирую еще раз.
Необходимо подобрать отвердитель при котором время отверждения было бы в пределах 90мин (а лучше, еще больше) и при этом при больших объемах покрытия не запускался бы экзотермический процесс.

[AF]

Мне особенно непонятно вот это:

Начали закачку в трубу примерно через 30-35 мин после введения отвердителя ...

[AF]

...покрытие ..... Толщина 3-5 мм.

Так при такой толщине весь "экзотермизм" в сталь трубы должен уходить, кстати...
Ой, что-то вы не так делаете!

[baik]

Мне особенно непонятно вот это:

Начали закачку в трубу примерно через 30-35 мин после введения отвердителя ...

А что тут непонятного?
Покрытие приготавливается в ведрах.
Сперва смешиваются все составляющие, которые могут находится в таком состоянии неопределенно долго, а потом добавляется отвердитель ПЭПА.
После его введения в покрытие мы начинаем отсчет времени, поскольку запускаются реакции отверждения.
Так вот, после введения ПЭПА раствор перемешивался минут 10, а потом стоял и не использовался еще минут 20.
Затем мы начали его заливать в трубу, через специальную систему. Он был уже теплым, но очень хорошо потек в трубу, а второе ведро мы не успели залить, так и закипело в нем.

[baik]

...покрытие ..... Толщина 3-5 мм.

Так при такой толщине весь "экзотермизм" в сталь трубы должен уходить, кстати...
Ой, что-то вы не так делаете!

Согласен.
Но до того, как мы создадим покрытие толщиной в 5 мм, оно находится в общей пробке, которая перемещается по трубе.
В нашем случае покрытие находилось в ведрах довольно долго.

Согласен, наверно стоит провести такой эксперимент, заполнить максимально быстро покрытие в трубу и посмотреть на реакцию.
В последнее время мы уже ведрами не экспериментируем ,ограничиваемся жестяными банками из-под сгущенки. Вскипает на раз.
Хотя теплоемкость толстостенной трубы значительно выше. Надо проверить эту мысль.

[Smol]

У меня есть два непонятых мной момента в Вашей технологии, просьба уточнить:
1. Это состав для внутреннего покрытия стальных трубопроводов? Если им покрывают стальную трубу (все равно, изнутри или снаружи), причем здесь газопроницаемость? Труба сама по себе газонепроницаема...
Если же речь идет о том, чтобы металл трубы "экранировался" Вашим покрытием от паров агрессивных субстанций (каких?), находящихся в транспортируемой по трубе среде, то это должно называться как-то по-другому, что-то вроде "антикоррозионных свойств покрытия", в число которых входят не только "пористость" самого покрытия, но и химическая инертность компонентов покрытия к металлу, срок его работоспособности в этих условиях...
Это я к чему: известно, что эпоксидка с черным металлом не очень дружат, во влажной среде на их стыке довольно быстро начинается пограничная коррозия (в эпоксидке наличествует довольно много хлора) и привет, в самый неудачный момент при гидравлическом ударе покрытие просто осыпается (или сходит корочкой), оставляя голый металл... (Кстати, для ЭД-20 80 гр.С - многовато... Сколько лет должны служить обработанные Вами трубы?)
Для решения проблемы постепенного отслаивания эпоксидки от металла используют подслой - покрытие, которое предварительно наносится на черный металл (как грунт).
Кроме того, нужно, чтобы покрытие было эластично, а то при температурных перепадах начинаются трещины... Обычно такие вещи делают на основе эпоксидно-каучуковых композиций, причем в качестве наполнителя часто используют пылевидный цинк (это для сильнокоррозионных сред).
2. Вы даете в композицию ПВА в виде водной дисперсии? Как же она у Вас сочетается с гидрофобной ЭД-20? Это все равно, что клеить эпоксидным клеем мокрый бетон, склеиться-то он склеится, но прочность будет так себе...
В принципе, я не отказываю в "праве на жизнь" Вашей композиции. Раз уж времени у Вас так мало, пойдите сейчас самым простым путем: купите ТЭТА (триэтилентетраамин) и Л-20М, и замените ими (смесью или каким-то одним их этих отвердителей, ТЭТА посильнее, он ближе к ПЭПА) ПЭПу в Вашей смеси. Время отверждения гарантированно увеличится...
А по-хорошему Вам надо продолжать работу по подбору рецептуры...

[Smol]

В догонку: в общем, если бы Вы могли дать мне условия работы Вашего покрытия (варианты рабочих сред, максимальные перепады температур, к какому металлу нужна адгезия, можно ли вводить в состав композиции органические растворители типа ацетона), то я что-нибудь бы Вам подобрал из того, что уже реально испытано в этих условиях и обладает достаточной эластичностью (либо из старенького, либо из новенького, на эпоксидной или на фенольно-эпоксидной основе)...

[AF]

Smol, у меня подозрение, что ПВА + цемент им нужны для тиксотропирования композиции... Иначе ж она стечет.
А тонкости "размазывания" этого добра по внутренней пов-сти трубы еще не вырисовались. Может так: Залили в какое-то подходящее место трубы композицию, засунули шар-разделитель с зазором около 10 мм от диаметра трубы, заглушили и погнали сжатым воздухом...