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環(huán)氧樹脂具有仲羥基和環(huán)氧基,仲羥基可與異氰酸酯反應(yīng)。環(huán)氧樹脂作為多元醇直接加入聚氨酯膠黏劑含羥基的組分中,使用此方法只有羥基參加反應(yīng),環(huán)氧基未能反應(yīng)。

用酸性樹脂的羧基,使環(huán)氧開環(huán),再與聚氨酯膠黏劑中的異氰酸酯反應(yīng)。還可以將環(huán)氧樹脂溶解于乙酸乙酯中,添加磷酸加溫反應(yīng),其加成物添加到聚氨酯膠黏劑中,可使膠的初黏、耐熱性以及水解穩(wěn)定性等都得到提高。還可用醇胺或胺反應(yīng)生成多元醇,在加成物中有叔氮原子的存在,可加速NCO反應(yīng)。

用環(huán)氧樹脂作多羥基組分結(jié)合了聚氨酯與環(huán)氧樹脂的優(yōu)點,具有較好的粘接強度和耐化學(xué)性能,制造聚氨酯膠黏劑使用的環(huán)氧樹脂一般采用EP-12、EP-13、EP-16和EP-20等品種。

改性方法

1、選擇固化劑;

2、添加反應(yīng)性稀釋劑;

3、添加填充劑;

4、添加特種熱固性或熱塑性樹脂;

5、改良環(huán)氧樹脂本身。

環(huán)氧樹脂優(yōu)良的物理機械和電絕緣性能、與各種材料的粘接性能、以及其使用工藝的靈活性是其他熱固性塑料所不具備的。因此它能制成涂料、復(fù)合材料、澆鑄料、膠粘劑、模壓材料和注射成型材料,在國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用。

涂料用途

環(huán)氧樹脂在涂料中的應(yīng)用占較大的比例,它能制成各具特色、用途各異的品種。其共性:

1、耐化學(xué)品性優(yōu)良,尤其是耐堿性。

2、漆膜附著力強,特別是對金屬。

3、具有較好的耐熱性和電絕緣性。

4、漆膜保色性較好。

但是雙酚A型環(huán)氧樹脂涂料的耐候性差,漆膜在戶外易粉化失光又欠豐滿,不宜作戶外用涂料及高裝飾性涂料之用。因此環(huán)氧樹脂涂料主要用作防腐蝕漆、金屬底漆、絕緣漆,但雜環(huán)及脂環(huán)族環(huán)氧樹脂制成的涂料可以用于戶外。

膠粘用途

環(huán)氧樹脂除了對聚烯烴等非極性塑料粘結(jié)性不好之外,對于各種金屬材料如鋁、鐵、銅;非金屬材料如玻璃、木材、混凝土等;以及熱固性塑料如酚醛、氨基、不飽和聚酯等都有優(yōu)良的粘接性能,因此有萬能膠之稱。環(huán)氧膠粘劑是結(jié)構(gòu)膠粘劑的重要品種。

環(huán)氧樹脂膠粘劑的主要用途

由于環(huán)氧樹脂的絕緣性能高、結(jié)構(gòu)強度大和密封性能好等許多獨特的優(yōu)點,已在高低壓電器、電機和電子元器件的絕緣及封裝上得到廣泛應(yīng)用,發(fā)展很快。主要用于:1.電器、電機絕緣封裝件的澆注。如電磁鐵、接觸器線圈、互感器、干式變壓器等高低壓電器的整體全密封絕緣封裝件的制造。在電器工業(yè)中得到了快速發(fā)展。從常壓澆注、真空澆注已發(fā)展到自動壓力凝膠成型。
環(huán)氧膠粘劑在土木建筑上的主要用途

環(huán)氧膠粘劑在汽車上的主要用途

2、廣泛用于裝有電子元件和線路的器件的灌封絕緣。已成為電子工業(yè)不可缺少的重要絕緣材料。

3、電子級環(huán)氧模塑料用于半導(dǎo)體元器件的塑封。來發(fā)展極快。由于它的性能優(yōu)越,大有取代傳統(tǒng)的金屬、陶瓷和玻璃封裝的趨勢。

4、環(huán)氧層壓塑料在電子、電器領(lǐng)域應(yīng)用甚廣。其中環(huán)氧覆銅板的發(fā)展尤其迅速,已成為電子工業(yè)的基礎(chǔ)材料之一。

此外,環(huán)氧絕緣涂料、絕緣膠粘劑和電膠粘劑也有大量應(yīng)用。

環(huán)氧樹脂的分類目前尚未統(tǒng)一,一般按照強度、耐熱等級以及特性分類,環(huán)氧樹脂的主要品種有16種,包括通用膠、結(jié)構(gòu)膠、耐高溫膠、耐低溫膠、水中及潮濕面用膠、導(dǎo)電膠、光學(xué)膠、點焊膠、環(huán)氧樹脂膠膜、發(fā)泡膠、應(yīng)變膠、軟質(zhì)材料粘接膠、密封膠、特種膠、潛伏性固化膠、土木建筑膠16種。

幾種分類

對環(huán)氧樹脂膠黏劑的分類在行業(yè)中還有以下幾種分法:

1、按其主要組成 分為純環(huán)氧樹脂膠黏劑和改性環(huán)氧樹脂膠黏劑;

2、按其專業(yè)用途 分為機械用環(huán)氧樹脂膠黏劑、建筑用環(huán)氧樹脂膠黏劑、電子環(huán)氧樹脂膠黏劑、修補用環(huán)氧樹脂膠黏劑以及交通用膠、船舶用膠等;

3、按其施工條件 分為常溫固化型膠、低溫固化型膠和其他固化型膠;

4、按其包裝形態(tài) 可分為單組分型膠、雙組分膠和多組分型膠等;

還有其他的分法,如無溶劑型膠、有溶劑型膠及水基型膠等。但以組分分類應(yīng)用較多。

中國環(huán)氧樹脂生產(chǎn)廠家有一百多家,但除了岳陽和無錫等少數(shù)幾家外,大都規(guī)模很小。 由于目前國內(nèi)環(huán)氧樹脂廠大多規(guī)模小,牌號品種單一,設(shè)備落后,樹脂質(zhì)量較低。

2010年開始全球范圍內(nèi)環(huán)氧樹脂各主要應(yīng)用市場的需求出現(xiàn)恢復(fù)性增長,2011-2013年美國和西歐的環(huán)氧樹脂需求量分別以3.2%和2.8%的速度增長,2014-2018年將繼續(xù)保持2%-3%的增長,而受益于中國市場的快速發(fā)展,全球環(huán)氧樹脂需求量將以4.5%左右的速度增長。

雖然全球的環(huán)氧樹脂業(yè)已進入成熟期,未來5年全球環(huán)氧樹脂行業(yè)復(fù)合增長率在4%-5%左右。但從國內(nèi)市場看,2002-2013年國內(nèi)環(huán)氧樹脂表觀消費量年復(fù)合增長率在10%以上,遠高于全球環(huán)氧樹脂行業(yè)的平均增長率。預(yù)計未來國內(nèi)環(huán)氧樹脂行業(yè)仍能穩(wěn)定增長,一方面是全球產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移使得電子、船舶等下游行業(yè)都轉(zhuǎn)移到中國生產(chǎn),拉動了對環(huán)氧樹脂的需求;另一方面,國內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量在不斷提高,與國外企業(yè)相比逐漸具備比較優(yōu)勢。

在我國GDP繼續(xù)保持高增長的態(tài)勢下,未來幾年國內(nèi)環(huán)氧樹脂需求量年復(fù)合增長率可達10%左右,2015年消費總量將達到150萬噸,占到全球環(huán)氧樹脂消費市場60%左右。

需求品種

國外環(huán)氧樹脂的品種牌號

世界上使用最廣泛的品種是雙酚A型環(huán)氧,其次是溴化雙酚A型和酚醛型環(huán)氧樹脂,其它品種生產(chǎn)使用量很小。

國內(nèi)環(huán)氧樹脂消費品種牌號

國內(nèi)實際生產(chǎn)的環(huán)氧樹脂只有雙酚A型的幾個牌號。據(jù)統(tǒng)計,1997年全國環(huán)氧樹脂需求量約為110kt,生產(chǎn)量約為30kt,進口量約為60kt。國內(nèi)環(huán)氧的生產(chǎn)品種牌號很單一,主要為雙酚A型。 由于國產(chǎn)環(huán)氧品質(zhì)較差,許多要求高的場合須進口國外高品質(zhì)環(huán)氧,如高品質(zhì)液體環(huán)氧、溴化環(huán)氧、酚醛環(huán)氧等。

環(huán)氧樹脂在各行業(yè)的分配

環(huán)氧樹脂主要用于涂料行業(yè)和電子行業(yè)。復(fù)合材料成型用環(huán)氧(主要應(yīng)用于電子行業(yè)的印刷電路板)占四分之一。

市場前景

中國是全球最大也是最后一塊環(huán)氧樹脂市場處女地,中國環(huán)氧市場前景十分廣闊。

環(huán)氧涂料(防腐、防海洋生物污染)。專家預(yù)測,2000年我國海洋涂料需4萬噸,其中大部分是環(huán)氧防腐涂料。
容器制造業(yè)持續(xù)高速發(fā)展,罐頭涂料需要越來越多的環(huán)氧樹脂。
東北地區(qū)必然是環(huán)氧樹脂的巨大的潛在市場。
水性環(huán)氧涂料前途無量。此兩者是環(huán)氧涂料發(fā)展的主流。中國是世界第四大粉末涂料生產(chǎn)國,也是亞洲最大的粉末涂料生產(chǎn)國。我國政府已把粉末涂料和水性涂料確定為今后優(yōu)先發(fā)展品種,而水性環(huán)氧涂料又在水性涂料行業(yè)中占重要地位。

根據(jù)用戶配方計量添加和使用。

貯存

本品在5℃-35℃長期室內(nèi)保存性能穩(wěn)定。

包裝產(chǎn)品

25公斤塑料桶包裝。

1、形式多樣。

2、固化方便。選用各種不同的固化劑，環(huán)氧樹脂體系幾乎可以在0~180℃溫度范圍內(nèi)固化。

3、粘附力強。環(huán)氧樹脂分子鏈中固有的極性羥基和醚鍵的存在，使其對各種物質(zhì)具有很高的粘附力。環(huán)氧樹脂固化時的收縮性低，產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力小，這也有助于提高粘附強度。

4、收縮性低。

5、力學(xué)性能。固化后的環(huán)氧樹脂體系具有優(yōu)良的力學(xué)性能。

6、電性能。

7、化學(xué)穩(wěn)定性。

8、尺寸穩(wěn)定性。

9、耐霉菌。

根據(jù)分子結(jié)構(gòu)，環(huán)氧樹脂大體上可分為五大類:

1、縮水甘油醚類環(huán)氧樹脂

2、縮水甘油酯類環(huán)氧樹脂

3、縮水甘油胺類環(huán)氧樹脂

4、線型脂肪族類環(huán)氧樹脂

5、脂環(huán)族類環(huán)氧樹脂

復(fù)合材料

工業(yè)上使用量最大的環(huán)氧樹脂品種是上述第一類縮水甘油醚類環(huán)氧樹脂，而其中又以二酚基丙烷型環(huán)氧樹脂(簡稱雙酚A型環(huán)氧樹脂)為主。其次是縮水甘油胺類環(huán)氧樹脂。

甘油醚類

1、二酚基丙烷型環(huán)氧樹脂

二酚基丙烷型環(huán)氧樹脂是由二酚基丙烷與環(huán)氧氯丙烷縮聚而成。

工業(yè)上作為樹脂的控制指標如下:

①環(huán)氧值。

②無機氯含量。

③有機氯含量。

④揮發(fā)分。

⑤粘度或軟化點。

2、酚醛多環(huán)氧樹脂

3、其它多羥基酚類縮水甘油醚型環(huán)氧樹脂

4、脂族多元醇縮水甘油醚型環(huán)氧樹脂 脂族多元醇縮水甘油醚分子中含有兩個或兩個以上的環(huán)氧基，這類樹脂絕大多數(shù)粘度很低;大多數(shù)是長鏈線型分子，因此富有柔韌性。

其它類型

1、縮水甘油酯類環(huán)氧樹脂:縮水甘油酯類環(huán)氧樹脂和二酚基丙烷環(huán)氧化樹脂比較，它具有粘度低，使用工藝性好;反應(yīng)活性高;粘合力比通用環(huán)氧樹脂高，固化物力學(xué)性能好;電絕緣性好;耐氣候性好，并且具有良好的耐超低溫性，在超低溫條件下，仍具有比其它類型環(huán)氧樹脂高的粘結(jié)強度。有較好的表面光澤度，透光性、耐氣候性好。

2、縮水甘油胺類環(huán)氧樹脂:國內(nèi)外已利用縮水甘油胺環(huán)氧樹脂優(yōu)越的粘接性和耐熱性，來制造碳纖維增強的復(fù)合材料(CFRP)用于飛機二次結(jié)構(gòu)材料。

3、脂環(huán)族環(huán)氧樹脂:這類環(huán)氧樹脂是由脂環(huán)族烯烴的雙鍵經(jīng)環(huán)氧化而制得的，前者環(huán)氧基都直接連接在脂環(huán)上，而后者的環(huán)氧基都是以環(huán)氧丙基醚連接在苯核或脂肪烴上。脂環(huán)族環(huán)氧樹脂的固化物具有以下特點:①較高的壓縮與拉伸強度;②長期暴置在高溫條件下仍能保持良好的力學(xué)性能;③耐電弧性、耐紫外光老化性能及耐氣候性較好。

4、脂肪族環(huán)氧樹脂。

環(huán)氧樹脂及環(huán)氧樹脂膠粘劑本身無毒,但由于在制備過程中添加了溶劑及其它有毒物,因此不少環(huán)氧樹脂"有毒",國內(nèi)環(huán)氧樹脂業(yè)正通過水性改性、避免添加等途徑,保持環(huán)氧樹脂"無毒"本色。環(huán)氧樹脂一般和添加物同時使用,以獲得應(yīng)用價值。添加物可按不同用途加以選擇,常用添加物有以下幾類:(1)固化劑;(2)改性劑;(3)填料;(4)稀釋劑;(5)其它。 其中固化劑是必不可少的添加物,無論是作粘接劑、涂料、澆注料都需添加固化劑,否則環(huán)氧樹脂不能固化。由于用途性能要求各不相同,對環(huán)氧樹脂及固化劑、改性劑、填料、稀釋劑等添加物也有不同的要求。

操作要求

固化劑的選擇

1、固化劑種類:

環(huán)氧樹脂原材料

2、固化劑的用量

(1)胺類作交聯(lián)劑時按下式計算:

胺類用量=MG/Hn,式中:M=胺分子量;Hn=含活潑氫數(shù)目;G=環(huán)氧值(每100克環(huán)氧樹脂中所含的環(huán)氧當量數(shù))

(2)用酸酐類時按下式計算:

酸酐用量=MG(0.6~1)/100式中:M=酸酐分子量;G=環(huán)氧值(0.6~1)為實驗系數(shù)

3、選擇固化劑的原則:固化劑對環(huán)氧樹脂的性能影響較大,一般按下列幾點選擇。

(1)從安全上選擇:一般要求毒性小的為好,便于安全生產(chǎn)。

(2)從成本上選擇。

改性劑的選擇

(1)聚硫橡膠:可提高沖擊強度和抗剝性能。

(2)聚酰胺樹脂:可改善脆性,提高粘接能力。

(3)聚乙烯醇縮丁醛:提高抗沖擊鞣性。

(4)丁腈橡膠類:提高抗沖擊鞣性。

(5)酚醛樹脂類:可改善耐溫及耐腐蝕性能。

(6)聚酯樹脂:提高抗沖擊鞣性。

(7)尿醛三聚氰胺樹脂:增加抗化學(xué)性能和強度。

(8)糠醛樹脂:改進靜彎曲性能,提高耐酸性能。

(9)乙烯樹脂:提高抗剝性和抗沖強度。

(10)異氰酸酯:降低潮氣滲透性和增加抗水性。

(11)硅樹脂:提高耐熱性。

填料的選擇
活性稀釋劑

環(huán)氧樹脂作為防腐蝕材料不但具有密實、抗水、抗?jié)B漏好、強度高等特點,同時具有附著力強、常溫操作、施工簡便等良好的工藝性,而且價格適中。采用這類材料的防腐蝕工程一般包括:樹脂膠料輔襯的玻璃鋼整體面層和隔離層,樹脂膠泥和砂漿鋪砌的塊材面層,樹脂膠泥勾縫與灌縫的塊材面層,樹脂稀膠泥或砂漿制作的單一與復(fù)合的整體面層及隔離層,樹脂玻璃鱗片膠泥面層等等。選用的材料品種不同,防腐蝕工程的最終產(chǎn)品功能以及適用范圍將有很大不同。專家介紹說,防腐蝕工程中常用的環(huán)氧樹脂除單獨使用外,還可以和不飽和聚酯樹脂、乙烯基酯樹脂、酚醛樹脂和呋喃樹脂等樹脂復(fù)合使用,形成復(fù)合構(gòu)造以充分發(fā)揮各自的長處、降低成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量、方便施工。也可與其他樹脂改性形成改性樹脂,改性的方法有物理法和化學(xué)法。環(huán)氧煤焦油屬于較為典型的環(huán)氧樹脂物理改性產(chǎn)物,使其性能介于環(huán)氧樹脂和煤焦油之間。物理改性樹脂中次要樹脂一般占總量的30~50%;樹脂進行化學(xué)改性后其產(chǎn)物的性能已經(jīng)發(fā)生了根本變化,乙烯基酯樹脂實質(zhì)是最典型的環(huán)氧化學(xué)改性樹脂。有時用綜合性能較好的2種或兩種以上樹脂材料,根據(jù)各自的特點在工程的不同部位統(tǒng)一部位的不同構(gòu)造,依次進行施工可以產(chǎn)生單一材料難以達到的顯著效果。

材料組成

環(huán)氧樹脂防腐材料主要由以下材料組成。一是環(huán)氧樹脂,指含有環(huán)氧基的聚合物之統(tǒng)稱,主要適用于腐蝕性不太強的介質(zhì),耐堿性能較突出也能耐一般酸(除氫氟酸外)腐蝕,國外防腐蝕市場對環(huán)氧樹脂的需用量已經(jīng)大大減少,主要原因在于耐蝕樹脂方面不飽和聚酯樹脂已經(jīng)迅速發(fā)展、且品種較多,國內(nèi)市場由于不飽和聚酯樹脂起步較晚,因此環(huán)氧樹脂仍是防腐蝕領(lǐng)域的主要樹脂品種之一。環(huán)氧樹脂的主要特點是粘結(jié)強度高、收縮率低、產(chǎn)品脆性大、價格較高,常溫固化的樹脂使用溫度不超過80℃;二是環(huán)氧樹脂的固化劑,有胺類、酸酐類、樹脂類化合物等幾大品種,其中胺類化合物最為常用,它又可以分為脂肪胺、芳香胺及改性胺等幾類,由于乙二胺、間苯二胺、苯二甲胺、聚酰胺、二乙烯三胺等化合物的毒性、氣味較大,因此逐步被無毒、低毒的新型固化劑(如:T31.590、C20等)替代,這類固化劑對潮濕基層甚至水下也可以固化,所以日益引起人們的重視和好評;三是稀釋劑,環(huán)氧樹脂的稀釋通常用非活性稀釋劑如:乙醇、丙酮、苯、甲苯、二甲苯等,2種非活性稀釋劑可以混合使用,有時為了降低固化成品的收縮率、減少孔隙和龜裂也使用活性稀釋劑,如環(huán)氧丙烷丁基醚、環(huán)氧丙烷苯基醚、多縮水甘油醚等;四是增塑劑、增韌劑,單純的環(huán)氧樹脂固化后較脆、沖擊韌度、抗彎強度及耐熱性能較差,常用增塑劑、增韌劑來使樹脂增加可塑性、改善韌性、提高抗彎強度和沖擊韌度;五是填充料,粉料、細骨料、粗骨料、玻璃鱗片統(tǒng)稱為填充料,加入適當?shù)奶畛淞峡梢越档椭破返某杀�、改善其性�?在膠液中填充料的用量一般為樹脂用量的20~40%(重量),配制膩子時加入量可較多些,一般可為樹脂用量的2~4倍,常用的粉料為石英粉、瓷粉,此外還有石墨粉、輝綠巖粉、滑石粉、云母粉等。

作粘接劑時最好選用中等環(huán)氧值(0.25-0.45)的樹脂,如6101.634;作澆注料時最好選用高環(huán)氧值(>0.40)的樹脂,如618.6101;作涂料用的一般選用低環(huán)氧值(<0.25)的樹脂,如601.604.607.609等。

機械強度

環(huán)氧值過高的樹脂強度較大,但較脆;環(huán)氧值中等的高低溫度時強度均好;環(huán)氧值低的則高溫時強度差些。因為強度和交聯(lián)度的大小有關(guān),環(huán)氧值高固化后交聯(lián)度也高,環(huán)氧值低固化后交聯(lián)度也低,故引起強度上的差異。

操作要求

不需耐高溫,對強度要求不大,希望環(huán)氧樹脂能快干,不易流失,可選擇環(huán)氧值較低的樹脂;如希望滲透性好,強度也較好的,可選用環(huán)氧值較高的樹脂。

操作時間(也是工作時間或使用期)是固化時間的一部份,混合之后,樹脂/固化劑混合物仍然是液體和可以工作及適合應(yīng)用。為了保證可靠的粘接,全部施工和定位工作應(yīng)該在固化操作時間內(nèi)做好。

混合物開始進入固化相(也稱作熟化階段),這時它開始凝膠或"突變"。這時的環(huán)氧沒有長時間的工作,可能也將失去粘性。在這個階段不能對其進行任何干擾。它將變成硬橡膠似的軟凝膠物,你用大拇指將能壓得動它。

因為這時混合物只是局部固化,新使用的環(huán)氧樹脂仍然能與它化學(xué)鏈接,因此該未處理的表面仍然可以進行粘接或反應(yīng)。無論如何,接近固化的混合物這些能力在減小

最終固化

環(huán)氧混合物達到固化變成固體階段,這時能砂磨及整型。這時你用大拇指已壓不動它,在這時環(huán)氧樹脂約有90%的最終反應(yīng)強度,因此可以除去固定夾件,將它放在室溫下維持若干天使它繼續(xù)固化。

這時新使用的環(huán)氧樹脂不能與它進行化學(xué)鏈接,因此該環(huán)氧表面必須適當?shù)剡M行預(yù)處理如打磨,才能得到好的粘接機械強度。

優(yōu)缺對照

首先環(huán)氧樹脂的優(yōu)點,這里所說的環(huán)氧樹脂通常是指雙酚A型環(huán)氧樹脂。

1、單獨的環(huán)氧樹脂應(yīng)用價值很低,它需要與固化劑配合使用才有實用價值。

2、高粘接強度:在合成膠粘劑中環(huán)氧樹脂膠的膠接強度居前列。

3、固化收縮率小,在膠粘劑中環(huán)氧樹脂膠的收縮率最小,這也是環(huán)氧樹脂膠固化膠接高的原因之一

4、耐化學(xué)性能:在固化體系中的醚基、苯環(huán)和脂肪羥基不易受酸堿侵蝕。在海水、石油、煤油、10% H2SO4、10% HCl、10% HAc、10% NH3、10% H3PO4和30% Na2CO3中可以用兩年;而在50% H2SO4和10% HNO3常溫浸泡半年;10% NaOH(100℃)浸泡一個月,性能保持不變。

5、電絕緣性優(yōu)良:環(huán)氧樹脂的擊穿電壓可大于35kV/mm

6、工藝性能良好、制品尺寸穩(wěn)定、耐性良好和吸水率低。

其次,雙酚A型環(huán)氧樹脂的優(yōu)點固然好,但也有其缺點:

第一、操作粘度大,這在施工方面顯的有些不方便

第二、固化物性能脆,伸長率小。

第三、剝離強度低。

第四、耐機械沖擊和熱沖擊差。

1、形式多樣。各種樹脂、固化劑、改性劑體系幾乎可以適應(yīng)各種應(yīng)用對形式提出的要求,其范圍可以從極低的粘度到高熔點固體。

2、固化方便。選用各種不同的固化劑,環(huán)氧樹脂體系幾乎可以在0~180℃溫度范圍內(nèi)固化。

3、粘附力強。環(huán)氧樹脂分子鏈中固有的極性羥基和醚鍵的存在,使其對各種物質(zhì)具有很高的粘附力。環(huán)氧樹脂固化時的收縮性低,產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力小,這也有助于提高粘附強度。

4、收縮性低。環(huán)氧樹脂和所用的固化劑的反應(yīng)是通過直接加成反應(yīng)或樹脂分子中環(huán)氧基的開環(huán)聚合反應(yīng)來進行的,沒有水或其它揮發(fā)性副產(chǎn)物放出。它們和不飽和聚酯樹脂、酚醛樹脂相比,在固化過程中顯示出很低的收縮性(小于2%)。

5、力學(xué)性能。固化后的環(huán)氧樹脂體系具有優(yōu)良的力學(xué)性能。

6、電性能。固化后的環(huán)氧樹脂體系是一種具有高介電性能、耐表面漏電、耐電弧的優(yōu)良絕緣材料。

7、化學(xué)穩(wěn)定性。通常,固化后的環(huán)氧樹脂體系具有優(yōu)良的耐堿性、耐酸性和耐溶劑性。像固化環(huán)氧體系的其它性能一樣,化學(xué)穩(wěn)定性也取決于所選用的樹脂和固化劑。適當?shù)剡x用環(huán)氧樹脂和固化劑,可以使其具有特殊的化學(xué)穩(wěn)定性能。

8、尺寸穩(wěn)定性。上述的許多性能的綜合,使環(huán)氧樹脂體系具有突出的尺寸穩(wěn)定性和耐久性。

9、耐霉菌。固化的環(huán)氧樹脂體系耐大多數(shù)霉菌,可以在苛刻的熱帶條件下使用。

類型分類

根據(jù)分子結(jié)構(gòu),環(huán)氧樹脂大體上可分為五大類:

1、縮水甘油醚類環(huán)氧樹脂

2、縮水甘油酯類環(huán)氧樹脂

3、縮水甘油胺類環(huán)氧樹脂

4、線型脂肪族類環(huán)氧樹脂

5、脂環(huán)族類環(huán)氧樹脂

復(fù)合材料工業(yè)上使用量最大的環(huán)氧樹脂品種是上述第一類縮水甘油醚類環(huán)氧樹脂,而其中又以二酚基丙烷型環(huán)氧樹脂(簡稱雙酚A型環(huán)氧樹脂)為主。其次是縮水甘油胺類環(huán)氧樹脂。

1、縮水甘油醚類環(huán)氧樹脂

縮水甘油醚類環(huán)氧樹脂是由含活潑氫的酚類或醇類與環(huán)氧氯丙烷縮聚而成的。

(1)二酚基丙烷型環(huán)氧樹脂

二酚基丙烷型環(huán)氧樹脂是由二酚基丙烷與環(huán)氧氯丙烷縮聚而成。

工業(yè)上作為樹脂的控制指標如下:

①環(huán)氧值。環(huán)氧值是鑒別環(huán)氧樹脂性質(zhì)的最主要的指標,工業(yè)環(huán)氧樹脂型號就是按環(huán)氧值不同來區(qū)分的。環(huán)氧值是指每100g樹脂中所含環(huán)氧基的物質(zhì)的量數(shù)。環(huán)氧值的倒數(shù)乘以100就稱之為環(huán)氧當量。環(huán)氧當量的含義是:含有1mol環(huán)氧基的環(huán)氧樹脂的克數(shù)。

②無機氯含量。樹脂中的氯離子能與胺類固化劑起絡(luò)合作用而影響樹脂的固化,同時也影響固化樹脂的電性能,因此氯含量也環(huán)氧樹脂的一項重要指標。

③有機氯含量。樹脂中的有機氯含量標志著分子中未起閉環(huán)反應(yīng)的那部分氯醇基團的含量,它含量應(yīng)盡可能地降低,否則也要影響樹脂的固化及固化物的性能。

④揮發(fā)分。

⑤粘度或軟化點。

(2)酚醛多環(huán)氧樹脂酚醛多環(huán)氧樹脂包括有苯酚甲醛型、鄰甲酚甲醛型多環(huán)氧樹脂,它與二酚基丙烷型環(huán)氧樹脂相比,在線型分子中含有兩個以上的環(huán)氧基,因此固化后產(chǎn)物的交聯(lián)密度大,具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性、力學(xué)性能、電絕緣性、耐水性和耐腐蝕性。它們是由線型酚醛樹脂與環(huán)氧氯丙烷縮聚而成的。

(3)其它多羥基酚類縮水甘油醚型環(huán)氧樹脂這類樹脂中具有實用性的代表有:間苯二酚型環(huán)氧樹脂、間苯二酚-甲醛型環(huán)氧樹脂、四酚基乙烷型環(huán)氧樹脂和三羥苯基甲烷型環(huán)氧樹脂,這些多官能縮水甘油醚樹脂固化后具有高的熱變形溫度和剛性,可單獨或者與通用E型樹脂共混,供作高性能復(fù)合材料(ACM)、印刷線路板等基體材料。

(4)脂族多元醇縮水甘油醚型環(huán)氧樹脂脂族多元醇縮水甘油醚分子中含有兩個或兩個以上的環(huán)氧基,這類樹脂絕大多數(shù)粘度很低;大多數(shù)是長鏈線型分子,因此富有柔韌性。

2、其它類型環(huán)氧樹脂

(1)縮水甘油酯類環(huán)氧樹脂縮水甘油酯類環(huán)氧樹脂和二酚基丙烷環(huán)氧化樹脂比較,它具有粘度低,使用工藝性好;反應(yīng)活性高;粘合力比通用環(huán)氧樹脂高,固化物力學(xué)性能好;電絕緣性好;耐氣候性好,并且具有良好的耐超低溫性,在超低溫條件下,仍具有比其它類型環(huán)氧樹脂高的粘結(jié)強度。有較好的表面光澤度,透光性、耐氣候性好。

(2)縮水甘油胺類環(huán)氧樹脂這類樹脂的優(yōu)點是多官能度、環(huán)氧當量高,交聯(lián)密度大,耐熱性顯著提高。目前國內(nèi)外已利用縮水甘油胺環(huán)氧樹脂優(yōu)越的粘接性和耐熱性,來制造碳纖維增強的復(fù)合材料(CFRP)用于飛機二次結(jié)構(gòu)材料。

(3)脂環(huán)族環(huán)氧樹脂這類環(huán)氧樹脂是由脂環(huán)族烯烴的雙鍵經(jīng)環(huán)氧化而制得的,它們的分子結(jié)構(gòu)和二酚基丙烷型環(huán)氧樹脂及其它環(huán)氧樹脂有很大差異,前者環(huán)氧基都直接連接在脂環(huán)上,而后者的環(huán)氧基都是以環(huán)氧丙基醚連接在苯核或脂肪烴上。脂環(huán)族環(huán)氧樹脂的固化物具有以下特點:①較高的壓縮與拉伸強度;②長期暴置在高溫條件下仍能保持良好的力學(xué)性能;③耐電弧性、耐紫外光老化性能及耐氣候性較好。

(4)脂肪族環(huán)氧樹脂這類環(huán)氧樹脂分子結(jié)構(gòu)里不僅無苯核,也無脂環(huán)結(jié)構(gòu)。僅有脂肪鏈,環(huán)氧基與脂肪鏈相連。環(huán)氧化聚丁二烯樹脂固化后的強度、韌性、粘接性、耐正負溫度性能都良好。