Бетон является очень важным строительным материалом, но у него есть ряд естественных ограничений и недостатков:

• пыльная и (механически) непрочная поверхность
• трещины, вызываемые усадкой при высыхании (из-за испарения влаги)
• слабая устойчивость к механическому и химическому воздействиям при использовании в качестве промышленных полов
• слабая адгезия к основе (подложке) при нанесении тонких слоев (до 40 см)
• потеря механических свойств в результате карбонизации (реакция с углекислотой из окружающей среды)
Все эти недостатки могут и должны быть устранены в результате обработки и/или покрытия бетона органическими смолами. В самом простом случае не содержащая пыли поверхность бетона может быть достигнута использованием подходящей 1К-акриловой дисперсии.
Но в большинстве случаев к промышленным полам предъявляются более высокие требования:
• устойчивость к химикатам (заправочные станции, химические заводы)
• улучшенные механические свойства для помещений с автопогрузчиками и грузовиками (склады, парковочные депо)
• проводящие ток полы (для IT-помещений)
• дезактивирующие поверхности (АЭС, больницы)
• хорошая (межслойная) адгезия
2К-эпоксидные/аминные покрытия используются в течение долгого времени, чтобы соответствовать этим требованиям. Однако влажность бетона, покрытого 100%-ми эпоксидными/аминными покрытиями или их растворами, всегда представляет скрытую угрозу. Образование пузырей в результате диффузии – широко известное явление и является причиной многих жалоб.

Системы на водной основе являются намного более устойчивой к влажным основам (субстратам, подложкам), вследствие чего не приводят к повреждению влажного бетона, а также имеют лучшую адгезию ко многим разным основам, как показано на рисунке 1.

С другой стороны область назначения покрытий на водной основе – это создание покрытий с желаемыми свойствами (см. таблицу 1).

Рисунок 1: Сравнение адгезии эпоксидных/аминных систем твердых смол на водной основе и на основе растворителей к разным подложкам (субстратам).

Таблица 1:

Область назначения 2К-эпоксидных/аминных систем на водной основе

1. Температура отверждения (вулканизирования) / подложки (основы) >= 8 °C  
  2. Относительная влажность менее 80% 
  3. Толщина сухой пленки (DFT ) менее 150 мк  
 4. Достаточная циркуляция воздуха

Кроме выше перечисленных оснований для использования систем на водной основе, существуют также экологический и токсикологический аспекты, говорящие в пользу систем не водной основе. Более того, меры по сокращению содержания органических растворителей в покрытиях рассматриваются и принимаются на уровне правительства (напр. ЕС или некоторые штаты США).

Другой особенностью дисперсий твердых смол является то, что они сочетают токсикологические и технические преимущества, они не обладают повышенной чувствительностью (испытания проводились официальным независимым учреждением) и обеспечивают быстрое высыхание покрытий, а также хорошую адгезию (включая подложки из металла).

Преимущества систем на водной основе приведены в таблице 2, возможные области применения показаны в таблице 3.

Преимущества 2К-эпоксидных/аминных систем на водной основе.

1. Содержат низкое количество органических растворителей
2. Не пожароопасные
3. Легкие в применении
4. Без запаха, или с едва различимым запахом
5. Низкая чувствительность к влажным подложкам
6. Хорошая высыхаемость и быстрая отверждаемость
7. Очень хорошая покрываемость в несколько слоев и межслойная адгезия
8. Хорошая адгезия к различным пластикам (специальные системы)
9. Высокая износостойкость и твердость поверхности
10. Хорошая стойкость к химикатам
11. Хорошая защита от коррозии (специальные системы)
12. Отличная адгезия к большинству подложек13
13. Легко моется оборудование сразу после использования системы
 
 
Наши эпоксидные дисперсии Beckopox® созданы на основе запатентованной компанией Solutia технологии ПАВ (поверхностно-активных веществ), подразумевающей самоэмульгирующиеся продукты (ПАВ включено в полимерный каркас, отсутствует миграция вещества на поверхность, которая привела бы к потере адгезии или дефектам поверхности) с частицами маленького размера. Вследствие этого у продуктов очень хорошая сохраняемость и они устойчивы к резьбе (в эпоксидных дисперсиях возможно размельчение пигментов).

Аминные отвердители Beckopox® на водной основе созданы также на основе этой технологии ПАВ, подразумевающей очень хорошие свойства смачивания пигментов и сочетающей технические свойства с удовлетворительным периодом отверждения

Области применения эпоксидных/аминных систем на водной основе для покрытия минеральных подложек и волокон

1. Первые слои и покрытия для складов, парковочных депо, супермаркетов, истопочных (подвальных) помещений и т.д.  
 
2. Связующий первый слой на старых покрытиях  
 
3. Связующий первый на постоянно влажном бетоне и в помещениях с повышенным содержанием влаги.   
 
4. Обои в больницах. 

5. Дезактивирующие покрытия для АЭС. 
 
 6. Материалы, придающие размер волокнам.

В системах на водной основе образованные перекрестные связи между эпоксидной смолой и аминным отвердителем не влияют на окружающую водную структуру (см. рисунок 2). Вследствие этого окончание завершение периода отверждения не может быть заметно с повышением вязкости, а должно определяться резким снижением глянца поверхности (см. рисунок 3). Материал следует использовать в течение указанного времени, в противном случае на поверхности образуется мутная пленка с низкой устойчивостью к воде.

Рисунок 2: Схематичная структура перекрестных связей в эпоксидных/аминных системах на водной основе.

Реакция увеличивает

• Молекулярный вес
• Температуру перехода в стекло (Tg)
• Устойчивость к деформации
• Минимальную температуру образования пленки (MFT)

Рисунок 3: Определение завершения периода отверждения при уменьшении глянца или при помощи минимальной температуры образования пленки.

Однако, наглядное определение завершения периода отверждения (при увеличении вязкости) возможно при использовании специальных марок аминных отвердителей (Beckopox® VEH 2106w) (см. Рисунок 4).

Рисунок 4: Наглядная демонстрация завершения периода отверждения при увеличении вязкости на материале Beckopox® VEH 2106w.

А. Первичное покрытие / Обработка поверхности / Пропитка

Укрепление поверхности

Поверхность старого насыщенного углекислотой бетона обладает очень слабой механической силой и, покрытая или отремонтированная свежим бетоном, является местом образования трещин при проведении испытаний на разрыв. Чтобы увеличить механическую силу поверхности эпоксидная/аминная система должна иметь хорошую проникающую способность вглубь бетона. Чем глубже проникновение, тем выше предел прочности старого бетона при растяжении, гарантирующий высокую связывающую силу с последующими покрытиями или свежим бетоном.

Вследствие этого для подобного назначения рекомендуются водные эмульсии жидких смол, обеспечивающие лучшее глубокое проникновение. В то время как дисперсии твердых смол имеют тенденцию к образованию пленок и остаются на поверхности.

Жидкие марки Beckopox® EP 122w (длинный период отверждения) или EP 147w (с более коротким периодом отверждения, но с более быстрой отверждаемостью; см. рисунок 4) следует использовать вместе с Beckopox® EH 623w, который выступает как аминный отвердитель, в результате использования которого поверхность приобретает отличные механические свойства и хорошую межслойную адгезию.

Обработка поверхности / Пропитка / Адгезия первичного слоя

При необходимости быстрой обработки поверхности для обеспечения хорошей адгезии к следующему слою покрытия или бетона, когда укрепление поверхности не является основной целью, рекомендуется Beckopox® EP 384w в качестве быстрого отвердителя дисперсии твердых смол в сочетании с Beckopox® EH 623w (см. рисунок 5).

Рисунок 5: Осушительные свойства различных эпоксидных/аминных систем (при температуре 23°С и при относительной влажности 50%).

В. Изолятор / Верхние слои покрытия

Быстрое высыхание верхних слоев покрытия с хорошей химической и механической устойчивостью достигается за счет использования дисперсий твердых смол, таких как Beckopox® EP 384w, VEP 2381w или VEP 2382w (последние две особенно подходят для создания многослойных покрытий толщиной до 150 мк в высохшем состоянии). Сочетание дисперсий этих твердых смол с Beckopox® EP 147w (тип жидких смол) в результате приведет к отвердению поверхности пленки и улучшит химическую устойчивость вследствие более высокой плотности перекрестных связей. Для достижения гибкости верхних слоев покрытия рекомендуется использовать Beckopox® EP 385w (придающий гибкость тип 1 дисперсии твердой смолы). Эластичность и твердость поверхности различных комбинаций показана на рисунках 6 и 7.

Рисунок 6: Уменьшение эластичности в зависимости от возраста пленки и эпоксидной/аминной системы (измерено методом Эрихсена на металлических панелях) отвержденных пленок RT.

Для добавки в дисперсию твердых смол качестве аминных отвердителей подходят Beckopox® EH 623w или VEH 2177w, в результате сокращающая период отверждения до 2-3 часов. Для жидких смол (Beckopox® EP 147w) и/или для дисперсии смолы с более медленной отверждаемостью Beckopox® EP 385w в качестве ускорителей отверджения для хорошего баланса скорости отверждения и времени переработки рекомендуются марки Beckopox® EH 613w или VEH 2106w.

Beckopox® VEP 2390w (аналогичен марке EP 385w) может использоваться для специальных назначений, как только требуется удалить воду из разбавленной в воде эпоксидной смолы.
Рисунок 7: Увеличение твердости различных эпоксидных/аминных систем в зависимости от длительности периода отверждения (при 23°С и относительной влажности 50%).

С. Модифицированный эпоксидом цементный бетон (ECC).

Как уже упоминалось выше, толстые слои бетона (до 4 см) демонстрируют плохие механические свойства. Добавление небольших количеств (3-8%) разбавленной в воде эпоксидной/аминной системы придает бетону свойства, обеспечивающие повышение предела прочности при растяжении и уменьшение карбонизации (см. рисунки 8 и 9). Это является важным способом улучшения свойств глин и т.д. Эти системы могут состоять из 2 или 3 компонентов в зависимости от используемой технологии (аминный отвердитель может быть включен в состав цемента). Традиционными смолами считаются жидкая эпоксидная смола Beckopox® EP 128 и растворяющаяся в воде жидкая смола Beckopox® EP 122w. В качестве универсального аминного отвердителя в рецептурах ECC рекомендуется Beckopox® EH 623w.

Рисунок 8: Повышение предела прочности бетона при растяжении при добавлении эпоксидных/аминных систем (призма размерами 160 х 40 х 40 мм; наблюдение проведено Техническим Университетов Дармштадт, Германия)

Рисунок 9: Карбонизация поверхности бетона при добавлении эпоксидных/аминных систем (в мм) по прошествии определенного времени (призма размерами 160 х 40 х 40 мм; наблюдение проведено Техническим Университетов Дармштадт, Германия).

Специальные продукты (100%) для нанесения на бетон

А. Придающие эластичность эпоксидные смолы

Для покрытий полов в помещениях с автопогрузчиками и грузовиками во избежание трещин в верхнем слое покрытия из-за усаживания и трещин в бетоне необходимо использовать эластичные, связывающие трещины промежуточные слои (предварительно обработанные) между бетоном и твердым износостойким верхним слоем.

Наши модифицированные на молекулярном уровне марки Beckopox® VEP 2865 и VEP 2085 (с дополнительной уретановой модификацией для достижения более высокой устойчивости на разрыв) являются альтернативой используемым до сих пор уретаново-эпоксидным промежуточным слоям с высокой вязкостью: преимуществами этих марок Beckopox являются как их низкая вязкость, позволяющая производителю наносить самораспределяющиеся слои, так и их эластичность при низких температурах (при -40°С с добавлением специальных отвердителей, таких как Beckopox® EH 610 или Beckopox® VEH 2841), не приводящая к хрупкости с течением времени (в отличие от продуктов на уретановой основе).

В. Низкотемпературные отвердители

Всегда есть необходимость производства покрытий в холодное время года при температурах ниже 0°С. В этом случае используются аминные отвердители, демонстрирующие хороший шаблон отверждения (хорошие поверхности (без образования углекислой соли) и приемлемое время отсутствия пыли и морщин, что является очень важным моментом).

Ряд продуктов Beckopox® предлагает несколько таких очень реактивных аминных отвердителей (= на основе Mannich). Некоторый из них содержат фенол или такие производные фенола, как ускорители, которые могут находится под особым контролем в некоторых странах, но только считанные из них не содержат фенол и его производные.

Beckopox® VEH 2626 является самым реактивным продуктом с хорошими отверждающими свойствами при температурах ниже 0°С (по словам некоторых потребителей, этот продукт работает при температурах до -5°С). VEH 2626 не содержит фенолы, единственным недостатком этого продукта является его насыщенный красноватый цвет, не позволяющий использовать этот продукт для придания светлых оттенков.

Beckopox® EH 625 (специально разработанный аддуктивный отвердитель) рекомендуется при температурах до +5°С, придающий покрытиям хорошую устойчивость к химикатам.
Рисунок 10: Сравнение осушающих свойств низкотемпературных аминных отвердителей Beckopox®.

Марки Beckopox® EH 614, EH 621, EH 624, EH 628, EH 629 и EH 641 содержат фенол и производные фенола и отличаются совей реактивностью, устойчивостью к химикатам и скоростью отверждения. Выбор подходящего отвердителя зависит от требований к устойчивости к химикатам (различные органические и неорганические кислоты, растворители), периоду отверждения и скорости отверждения. (см. Рисунок 10).

C текущей ситуацией и прогнозом развития российского рынка эпоксидных и полиэфирных смол можно познакомиться в отчетах Академии Конъюнктуры Промышленных Рынков «Рынок эпоксидных смол в России» и «Рынок полиэфирных смол в России».

www.newchemistry.ru