- - - Разработка и модификация ПКМ на основе эпоксидных смол применительно к специфике шахтного ствола

Физико-механические свойства ПКМ для шахтного ствола зависят от ряда факторов, основными из которых являются тип и количество отвердителя, наличие модификатора и ускорителя в полимерной композиции; виды и количество наполнителей в полимерной композиции; режим отвердения полимерного материала; степень подготовки поверхности и т.д.

Характеристики известных ПКМ, применяемых в народном хозяйстве, не всегда соответствуют требованиям конструктивной особенности и эксплуатации оборудования шахтных стволов. До настоящего времени нет ПКМ комплексного действия, максимально удовлетворяющего вышеуказанным требованиям. Эпоксидные смолы имеют высокие физико-механические характеристики, поэтому далее детально исследовались эпоксидные композиционные материалы. Физико-механические свойства ПКМ исследованы в лабораторных, а проверка проводилась в натурных условиях.

Выполненные исследования позволили разработать ряд ПКМ, способных удовлетворять жесткие требования применения их в шахтном стволе и имеющих преимущества по технологичности, негорючести по сравнению с другими известными материалами аналогичного назначения.

Для применения в процессах эксплуатации и ремонта шахтного оборудования разработан и испытан клей УП-5-233 ГШО. Клей представляет собой продукт модификации эпоксидной диановой смолы ЭД-20 жидким карбоксилатным олигобутадиен-каучуком СКД-КТР. В качестве от-вердителя используется ди- или триаминометилфенол УП-583 (T).

Этот эпоксидный клей сочетает высокую адгезию к пластикам, резине и металлам с повышенной работоспособностью при отслаивающих, ударных нагрузках, а также температурных перепадах.

Отличительной особенностью клея УП-5-233ГШО является быстрый набор прочности после склеивания, что позволяет значительно ускорить процесс склеивания, сократить время, по истечении которого возможно проводить дальнейшие операции с клеевым изделием. Этот клей имеет повышенные значения по водостойкости, показателю ударного сдвига, характеризующего ударопрочность клеевых соединений стеклопластика с металлом, по температурному интервалу эксплуатации. Эпоксидно-каучуковый адгезив обеспечивает достаточную прочность в случае использования его по сухим, влажным поверхностям и под водой. Достоинством данного клея является возможность варьирования соотношения смоляной части и отвердителя в широком диапазоне концентраций без значительного изменения адгезионных и когезионных параметров. Это имеет важное практическое значение, поскольку в условиях приготовления клея (особенно в шахтных условиях) бывает весьма затруднительно определить точное количество компонентов. Кроме того, при пониженных температурах из-за высокой вязкости бывает довольно сложно равномерно распределить отвердитель по объему смоляной части. Вследствие этого возможно возникновение участков с пониженной плотностью химической сетки, что неблагоприятно отразится на многих эксплуатационных характеристиках.

Клей УП-5-233ГШО может применяться с минеральными наполнителями (графитом, двуокисью титана, кварцевым песком, двуокисью хрома и т.п.). Введение наполнителя позволяет варьировать технологические свойства (вязкость, тиксотропность) и снизить стоимость клея. Введение наполнителей позволяет снизить величину остаточных напряжений в клеевом слое, возникающих при понижении температуры. Снижение остаточных напряжений в наполненных композициях благоприятно сказывается на работоспособности клеевой композиции при отрицательных температурах (повышение морозостойкости).

Для ремонта гибких резиновых кабелей отобраны и испытаны эпоксидно-каучуковые клеи УП-5-246Ш, УП-5-233ГКШ.

Отличительной особенностью клея является повышенная эластичность в сочетании с высокими диэлектрическими и адгезионными характеристиками к резине, трудногорючесть.

Для ремонта корпусно-емкостного оборудования разработан трудногорючий эпоксидно-каучуковый клей, содержащий в качестве антипирена комбинацию хлорпарафина с фламалом. При ремонте и антикоррозионной защите обшивки надшахтного копра скипового ствола вместо традиционных методов ремонта с помощью сварочных работ и покраски НИИГМ им. М.М. Федорова предложил использовать трудногорючие армированные покрытия, получаемые путем наклеивания армирующего материала, пропитанного полимерным клеем, на дефектные места. Для герметизации надшахтных копров специально создан клей УП-6-108 холодного отверждения на основе эпоксидной смолы УП-666-1, удовлетворяющий требованиям электростатической искробезопасности и негорючести.

В УкрНИИпластмасс разработана полимерная клеевая композиция на основе смолы УП-666-3, которая обладает высокой прочностью, срок службы элементов объекта, пропитанных этой композицией, составил 6 месяцев. В настоящее время разработана полимерная композиция УП-666-4 с повышенными физико-механическими свойствами. Предлагаемая клеевая композиция обладает существенными преимуществами. Так, разрушающее напряжение предлагаемой композиции выше в 1,4-1,5 раза, относительное удлинение в 1,2 раза, предел прочности при отрыве в 1,1 раза, что обеспечивает надежную эксплуатацию и повышает срок службы элементов объекта с 6 до 10 месяцев, т.е. в 1,6 раза больше.

В народном хозяйстве широко применяется эпоксидный клей, получаемый путем отвердения эпоксидной смолы ЭД-16 (или ЭД-20) отвердителем - полиэтилен-полиамином (ПЭПА) или аминным отвердителем УП-0633М. Однако этот эпоксидный клей имеет низкие физико-механические характеристики - по адгезионной прочности на равномерный отрыв и сдвиг, токсичности, ударопрочности и горючести. В клей на основе смолы ЭД-20, отвержденной ПЭПА, добавляют смачиватель ДБ, при этом адгезионная прочность в случае сухой поверхности монотонно нарастает с увеличением концентрации смачивателя. Применение полимерных смол для запанцирования канатов

В 80-е годы прошлого века фирма British Coa1 Corporation впервые на шахтах Англии начали взамен белого металла при запанцировке подъемных, отбойных, уравновешивающих канатов применять смолы. Состав холодного отверждения на основе смолы в отвержденном состоянии является инертным веществом и выдерживает большую степень усталости, чем белый металл, охватывает большее количество проволок. Преимуществом является то, что смазка внутри каната в непосредственной близости от места запанцирования не выпаривается (как это было при заливке белым металлом). Этим предотвращается коррозионное повреждение. Этот состав способен выдерживать суровые климатические условия и условия шахтной атмосферы. В качестве наполнителя применяют порошок кремния, использую смолу и катализатор.




Другие новости по теме: