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環(huán)氧樹脂

環(huán)氧樹脂是指一種分子中含有兩個以上環(huán)氧基團的聚合物。它是環(huán)氧氯丙烷和雙酚a或多元醇的縮聚產(chǎn)物。由于環(huán)氧基的化學(xué)活性,可被許多含活潑氫的化合物打開,固化交聯(lián)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),所以是熱固性樹脂。BPA A 環(huán)氧樹脂不僅產(chǎn)量最大,品種最全,而且新改性品種還在不斷增加,質(zhì)量也在不斷提高。

環(huán)氧樹脂環(huán)氧樹脂

目錄

國內(nèi)研究 編輯本段

1958年起,中國開始研究環(huán)氧樹脂,并以很快的速度投入工業(yè)生產(chǎn)到目前為止,除了生產(chǎn)常見的雙酚a,全國各地都很興盛-除環(huán)氧氯丙烷環(huán)氧樹脂外,還生產(chǎn)各種類型的新型環(huán)氧樹脂,以滿足國防建設(shè)和國民經(jīng)濟部門的迫切需要。

基本分類 編輯本段

分類標(biāo)準(zhǔn)

目前,環(huán)氧樹脂的分類還沒有統(tǒng)一,一般按強度來分、環(huán)氧樹脂有16個主要品種,包括通用膠粘劑,按耐熱等級和特性分類、結(jié)構(gòu)膠、耐高溫膠、耐低溫膠、用于水和潮濕表面的膠水、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、16種民用建筑膠粘劑。

幾種分類

工業(yè)上有幾種方法對環(huán)氧粘合劑進行分類:

1、 按其主要成分分為純環(huán)氧樹脂膠和改性環(huán)氧樹脂膠;

2、 按其專業(yè)用途分為機械用環(huán)氧樹脂膠粘劑、建筑用環(huán)氧樹脂膠粘劑、電子環(huán)氧粘合劑、修補和交通用環(huán)氧樹脂膠粘劑、船舶用膠等;

3、根據(jù)其施工條件, 分為常溫固化膠粘劑、低溫固化粘合劑和其他固化粘合劑;

4、根據(jù)其包裝形式, 可分為單組份粘合劑、雙組分膠粘劑和多組分膠粘劑等;

還有其他方法,比如無溶劑膠、有溶劑型膠黏劑和水性膠黏劑。但它廣泛應(yīng)用于組件分類。

理化性質(zhì) 編輯本段

物質(zhì)特性

普通液態(tài)環(huán)氧樹脂外觀

普通液體環(huán)氧樹脂的外觀

環(huán)氧樹脂有仲羥基和環(huán)氧基,仲羥基可以和異氰酸酯反應(yīng)。環(huán)氧樹脂作為多元醇,直接加入到聚氨酯膠粘劑的含羥基組分中通過這種方法,只有羥基參與反應(yīng),而環(huán)氧基不能反應(yīng)。

用酸性樹脂的、羧基,開環(huán)環(huán)氧,然后與聚氨酯膠粘劑中的異氰酸酯反應(yīng)。或者將環(huán)氧樹脂溶于乙酸乙酯中,加入磷酸加熱反應(yīng),將其加合物加入聚氨酯膠粘劑中;膠的初黏;可以提高耐熱性和水解穩(wěn)定性醇胺或胺也可以反應(yīng)生成多元醇加合物中叔氮原子的存在可以加速NCO反應(yīng)。

采用環(huán)氧樹脂作為多羥基組分,結(jié)合了聚氨酯和環(huán)氧樹脂的優(yōu)點,具有良好的粘接強度和耐化學(xué)性EP一般用作制作聚氨酯膠粘劑的環(huán)氧樹脂-12、EP-13、EP-16和EP-20等品種。

改性方法

1. 選擇性固化劑;

2. 添加活性稀釋劑;

3. 添加填料;

4. 添加特殊熱固性或熱塑性樹脂;

5. 改進的環(huán)氧樹脂本身。

生產(chǎn)應(yīng)用 編輯本段

生產(chǎn)情況

1.1國內(nèi)外環(huán)氧樹脂生產(chǎn)情況

國內(nèi)有100多家環(huán)氧樹脂生產(chǎn)企業(yè),但除岳陽和無錫外,大部分都是小企業(yè)。目前國內(nèi)環(huán)氧樹脂廠大多規(guī)模小,品牌和品種單一,設(shè)備落后,樹脂質(zhì)量低。

2010年以來,全球環(huán)氧樹脂主要應(yīng)用市場需求有所恢復(fù),2011年,-2013年美國和西歐對環(huán)氧樹脂的需求為3.2%和2.8%增長速度,2014年-2018年將繼續(xù)保持2%3%由于中國市場的快速發(fā)展,全球?qū)Νh(huán)氧樹脂的需求將達(dá)到4.5%左右的速度增長。

雖然全球環(huán)氧樹脂已進入成熟階段,但未來五年全球環(huán)氧樹脂行業(yè)的復(fù)合增長率為4%5%左右。但是從國內(nèi)市場來看,2002年-2013年,中國環(huán)氧樹脂表觀消費量年復(fù)合增長率為10%以上,遠(yuǎn)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)仍將穩(wěn)步增長一方面,全球產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移將使電子、船舶等下游產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移到中國生產(chǎn),拉動了環(huán)氧樹脂的需求;另一方面,國內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高,與國外企業(yè)相比逐漸具有比較優(yōu)勢。

與中國 隨著美國GDP繼續(xù)保持高速增長趨勢,未來幾年國內(nèi)環(huán)氧樹脂需求的年復(fù)合增長率將達(dá)到10%2015年總消費量將達(dá)到150萬噸,占全球環(huán)氧樹脂消費市場的60%左右。

需求品種

2.1國外環(huán)氧樹脂的品種和品牌

世界上應(yīng)用最廣泛的品種是雙酚a環(huán)氧,其次是溴化雙酚a環(huán)氧和酚醛環(huán)氧,其他品種的生產(chǎn)和使用量都很少。

2.2國內(nèi)環(huán)氧樹脂消費品種和品牌

國內(nèi)實際生產(chǎn)的雙酚a環(huán)氧樹脂只有幾個品牌。據(jù)統(tǒng)計,1997年全國環(huán)氧樹脂需求量約110萬噸,產(chǎn)量約30萬噸,進口約60萬噸。國內(nèi)環(huán)氧產(chǎn)品品牌單一,以雙酚A型為主。由于國產(chǎn)環(huán)氧質(zhì)量較差,很多要求苛刻的場合需要進口國外優(yōu)質(zhì)環(huán)氧,比如優(yōu)質(zhì)液體環(huán)氧、溴化環(huán)氧、酚醛環(huán)氧等。

2.3環(huán)氧樹脂在各行業(yè)的分布

環(huán)氧樹脂主要用于涂料工業(yè)和電子工業(yè)。復(fù)合材料成型用環(huán)氧樹脂(印刷電路板主要用于電子工業(yè))占四分之一。

市場前景 編輯本段

中國是世界上最大也是最后一塊環(huán)氧樹脂的處女地,中國環(huán)氧樹脂市場前景非常廣闊。

環(huán)氧涂料(防腐、防海洋生物污染)專家預(yù)測,2000年中國將需要4萬噸海洋涂料,其中大部分是環(huán)氧防腐涂料。

隨著集裝箱制造業(yè)的快速發(fā)展,罐裝涂料對環(huán)氧樹脂的需求越來越大。

東北地區(qū)必將成為環(huán)氧樹脂的巨大潛在市場。

水性環(huán)氧涂料大有可為。這兩者是環(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。我國政府已將粉末涂料和水性涂料確定為未來的優(yōu)先品種,水性環(huán)氧涂料在水性涂料行業(yè)中占有重要地位。

使用方法 編輯本段

用量

根據(jù)用戶計量添加和使用s公式。

貯存

本品在5℃-35℃長期室內(nèi)儲存性能穩(wěn)定。

包裝產(chǎn)品

用25公斤塑料桶包裝。

1. 有各種形式。

2. 好治。使用不同的固化劑,環(huán)氧樹脂體系幾乎可以在0 ~ 180℃的溫度范圍內(nèi)固化。

3. 附著力強。

4. 縮率低。

5. 的機械性能。固化后的環(huán)氧樹脂體系具有優(yōu)異的力學(xué)性能。

6. 電氣性能。

7.化學(xué)穩(wěn)定性。

8. 尺寸穩(wěn)定性。

9. 是抗霉菌的。

分類詳解 編輯本段

類型分類

根據(jù)分子結(jié)構(gòu),環(huán)氧樹脂大致可以分為五類:

1. 縮水甘油醚環(huán)氧樹脂

2. 縮水甘油酯環(huán)氧樹脂

3. 縮水甘油胺環(huán)氧樹脂

4. 線性脂肪族環(huán)氧樹脂

5. 脂環(huán)族環(huán)氧樹脂

復(fù)合材料

工業(yè)上最廣泛使用的環(huán)氧樹脂是上述縮水甘油醚環(huán)氧樹脂,其中使用二酚丙烷環(huán)氧樹脂(簡稱雙酚a環(huán)氧樹脂)為主。其次是縮水甘油胺環(huán)氧樹脂。

甘油醚類

1)雙酚丙烷環(huán)氧樹脂

二酚丙烷環(huán)氧樹脂由二酚丙烷和環(huán)氧氯丙烷縮聚而成。

樹脂的工業(yè)控制指標(biāo)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)其他多羥基苯酚縮水甘油醚環(huán)氧樹脂

4)脂肪族多元醇 的縮水甘油醚型環(huán)氧樹脂在脂肪族多元醇的縮水甘油醚分子中包含兩個或多個環(huán)氧基團,并且這些樹脂中的大多數(shù)具有低粘度;它們大部分是長鏈線性分子,因此是柔性的。

其它類型

1)縮水甘油環(huán)氧樹脂 縮水甘油環(huán)氧樹脂和二酚丙烷環(huán)氧樹脂的比較。

2)縮水甘油胺環(huán)氧樹脂 利用縮水甘油胺環(huán)氧樹脂優(yōu)異的粘接性和耐熱性,在國內(nèi)外已用于制造碳纖維增強復(fù)合材料(CFRP)用于飛機輔助結(jié)構(gòu)的材料。

3)脂環(huán)族環(huán)氧樹脂 這種環(huán)氧樹脂是將脂環(huán)族烯烴的雙鍵環(huán)氧化而成的。

4)脂肪族環(huán)氧樹脂

使用指南 編輯本段

環(huán)氧樹脂和環(huán)氧樹脂粘合劑是無毒的,但由于在制備過程中加入了溶劑和其他有毒物質(zhì),許多環(huán)氧樹脂“有毒”國內(nèi)環(huán)氧樹脂行業(yè)正在進行水性化改性、避免添加和其他方式保留環(huán)氧樹脂“無毒”本色。環(huán)氧樹脂一般與添加劑同時使用,以獲得應(yīng)用價值。添加劑可以根據(jù)不同的用途來選擇,常用的添加劑如下:1)固化劑;2)改性劑;3)填料;4)稀釋劑;5)其它。固化劑是必不可少的添加劑,不管是用作粘合劑、涂料、澆注料中應(yīng)加入固化劑,否則環(huán)氧樹脂會變質(zhì)無法治愈。由于性能要求不同,環(huán)氧樹脂和固化劑并不合適、改性劑、填料、稀釋劑等添加劑也有不同的要求。

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)當(dāng)使用胺作為交聯(lián)劑時,按照下式計算:

胺類用量=MG/Hn

式中:

M=胺分子量

Hn=活性氫的數(shù)量

G=環(huán)氧值(每100克環(huán)氧樹脂的環(huán)氧當(dāng)量數(shù))

2)使用酸酐時,按下式計算:

酸酐用量=MG(6~1)100式中:

M=酸酐分子量

G=環(huán)氧值(6~1)為實驗系數(shù)

3. 固化劑選擇原則:固化劑對環(huán)氧樹脂的性能影響很大,一般根據(jù)以下幾點來選擇。

1)從安全上選擇:一般來說毒性小一點比較好,便于安全生產(chǎn)。

2)從成本上選擇。

三)改性劑的選擇

1)聚硫橡膠:可以提高沖擊強度和抗剝離性。

2)聚酰胺樹脂:可以改善脆性,提高附著力。

3)聚乙烯醇縮丁醛:提高抗沖擊鞣性。

4)乙烯樹脂:提高抗剝離性和沖擊強度。

5)異氰酸酯:降低透濕性,增加耐水性。

6)硅樹脂:提高耐熱性。

四)填料的選擇

耐腐蝕性能 編輯本段

環(huán)氧樹脂作為防腐材料,不僅致密、抗水、抗?jié)B漏好、強度高,附著力強、常溫操作、工藝性好,結(jié)構(gòu)簡單,價格適中。使用這種材料的防腐工程一般包括:以樹脂復(fù)合物為輔襯的玻璃鋼整體面層和隔離層,用樹脂膠泥和砂漿鋪設(shè)的砌塊面層,用樹脂膠泥勾縫灌漿的砌塊面層,用樹脂稀膠泥或砂漿制成的單一和復(fù)合整體面層和隔離層,樹脂玻璃鱗片膠泥面層等。不同種類的材料,防腐工程最終產(chǎn)品的功能和應(yīng)用范圍會有很大的不同。專家表示,防腐工程中常用的環(huán)氧樹脂可以單獨使用,也可以與不飽和聚酯樹脂配合使用、乙烯基酯樹脂、酚醛樹脂和呋喃樹脂結(jié)合形成復(fù)合結(jié)構(gòu),充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢、降低成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量、方便施工。也可以用其他樹脂改性形成改性樹脂,改性方法有物理法和化學(xué)法。環(huán)氧煤焦油是典型的環(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。物理改性樹脂中的二次樹脂一般占總量的30 ~ 50%樹脂經(jīng)過化學(xué)改性后,其產(chǎn)品的性能發(fā)生了根本性的變化,乙烯基酯樹脂本質(zhì)上是最典型的環(huán)氧化學(xué)改性樹脂。有時采用兩種或兩種以上綜合性能較好的樹脂材料,根據(jù)各自的特點,在工程的不同部位統(tǒng)一不同的結(jié)構(gòu),依次進行施工,可以產(chǎn)生單一材料難以達(dá)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。一種是環(huán)氧樹脂,是指含有環(huán)氧基團的聚合物的總稱主要適用于腐蝕性較小的介質(zhì),具有突出的耐堿性和一般耐酸性(除氫氟酸外)腐蝕,國外防腐市場對環(huán)氧樹脂的需求已經(jīng)大大減少,主要是因為不飽和聚酯樹脂在防腐樹脂中發(fā)展很快、而且品種很多由于不飽和聚酯樹脂在國內(nèi)市場起步較晚,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接強度高、收縮率低、產(chǎn)品脆性大、價格相對較高,室溫固化的樹脂使用溫度不超過80℃;第二種是環(huán)氧樹脂的固化劑,有胺類、酸酐類、樹脂化合物和其他主要品種,其中胺化合物是最常用的,它可以分為脂肪胺、芳香胺和改性胺等,由于乙二胺、間苯二胺、苯二甲胺、聚酰胺、二亞乙基三胺和其他化合物的毒性、氣味濃烈,所以逐漸無毒、一種新型低毒固化劑(如:T31.590、C20等)相反,這種固化劑即使在水下也能固化濕基層,因此受到越來越多的關(guān)注和好評;第三,稀釋劑,環(huán)氧樹脂通常用非活性稀釋劑稀釋,如:乙醇、丙酮、苯、甲苯、二甲苯等時,兩種非活性稀釋劑可以混合,有時是為了減少固化產(chǎn)品的收縮、活性稀釋劑,如環(huán)氧丙烷丁基醚,也用于減少孔隙和開裂、環(huán)氧丙烷苯基醚、多縮水甘油醚等;四是增塑劑、增韌劑,簡單的環(huán)氧樹脂固化后易碎、沖擊韌度、抗折強度和耐熱性較差,常用增塑劑、增韌劑增加樹脂的可塑性、改善韌性、提高彎曲強度和沖擊韌性;第五,填料和粉末、細(xì)骨料、粗骨料、玻璃鱗片統(tǒng)稱為填料,添加適當(dāng)?shù)奶盍峡梢越档彤a(chǎn)品的成本、為改善其性能,膠液中填料的用量一般為樹脂用量的20 ~ 40%重量)配制膩子時,用量可以多一些,一般是樹脂用量的2 ~ 4倍,常用的粉末是石英粉、瓷粉,除了石墨粉、輝綠巖粉、滑石粉、云母粉等。

樹脂選擇 編輯本段

用途選擇

粘合劑最好選擇中等環(huán)氧值(25-45)樹脂,如6101.634;最好選擇環(huán)氧值高的作為澆注料(40)樹脂,如618.6101;一般選擇環(huán)氧值低的涂料(25)樹脂,如601.604.607.609等。

機械強度

環(huán)氧值過高的樹脂強度較高,但易碎;高低溫強度好,環(huán)氧值適中;環(huán)氧值低導(dǎo)致高溫下強度差。因為強度與交聯(lián)度有關(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,造成強度的差異。

操作要求

不需要耐高溫,對強度要求不大希望環(huán)氧樹脂干燥快,不易流失,可以選擇環(huán)氧值較低的樹脂;如果想要良好的滲透性和強度,可以選擇環(huán)氧值較高的樹脂。

固化選擇 編輯本段

種類

脂肪胺通常用作環(huán)氧樹脂的固化劑、脂環(huán)胺、芳香胺、聚酰胺、酸酐、樹脂類、叔胺,此外,在光引發(fā)劑的作用下,紫外線或光也能固化環(huán)氧樹脂。胺類固化劑一般用于室溫或低溫固化,酸酐一般用于加熱固化、芳香類固化劑。

用量

1)當(dāng)使用胺作為交聯(lián)劑時,按照下式計算:

胺類用量=MG/Hn

式中:

M=胺分子量

Hn=活性氫的數(shù)量

G=環(huán)氧值(每100克環(huán)氧樹脂的環(huán)氧當(dāng)量數(shù))

變化范圍不超過10-20%如果用過量的胺固化樹脂,會使樹脂變脆。如果用量太小,固化不完善。

2)使用酸酐時,按下式計算:

酸酐用量=MG(6~1)100式中:

M=酸酐分子量

G=環(huán)氧值(6~1)為實驗系數(shù)

選擇原則

固化劑對環(huán)氧樹脂的性能影響很大,一般根據(jù)以下幾點來選擇。

1)從性能要求中選擇:有的要求耐高溫,有的要求柔韌性好,有的要求耐腐蝕性好,所以要根據(jù)不同的要求選擇合適的固化劑。

2)從固化方法中選擇:有些產(chǎn)品可以 不加熱,所以你可以 t選用熱固化固化劑。

3)從適用期上選擇:所謂適用期,是指從固化劑加入環(huán)氧樹脂到不能使用的時間。為了延長使用壽命,通常選擇酸酐或潛在固化劑。

4)從安全上選擇:一般來說毒性小一點比較好,便于安全生產(chǎn)。

5)從成本上選擇。

改性選擇

改性劑的作用是改善環(huán)氧樹脂的鞣制性能、抗剪、抗彎、抗沖、提高絕緣性能等。常用改性劑有:

1)聚硫橡膠:可以提高沖擊強度和抗剝離性。

2)聚酰胺樹脂:可以改善脆性,提高附著力。

3)聚乙烯醇叔丁醛: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:能提高耐溫性和耐腐蝕性。

6)聚酯樹脂:提高抗沖擊鞣性。

7)烏拉爾三聚氰胺樹脂:增加耐化學(xué)性和強度。

8)糠醛樹脂:改善靜態(tài)彎曲性能和耐酸性。

9、乙烯樹脂:提高抗剝離性和沖擊強度。

10)異氰酸酯:降低透濕性,增加耐水性。

11)硅樹脂:提高耐熱性。

填料選擇

填料的作用是改善產(chǎn)品的某些性能和樹脂固化時的散熱條件填料的使用還可以減少環(huán)氧樹脂的用量,降低成本。不同的填料可以選擇用于不同的目的。其尺寸優(yōu)選小于100目,劑量取決于用途。常用填料簡介如下:

包裝名稱 功能

石棉纖維、玻璃纖維增加韌性、耐沖擊性

石英粉、瓷粉、鐵粉、水泥、金剛砂 提高硬度

氧化鋁、瓷粉 增加附著力和機械強度

石棉粉、硅膠粉、高溫水泥 提高了耐熱性

石棉粉、石英粉、石粉 減少收縮

鋁粉、銅粉、諸如鐵粉的金屬粉末 增加了熱傳導(dǎo)、導(dǎo)電率

石墨粉、滑石粉、石英粉 提高了耐磨性和潤滑性能

金剛砂和其他磨料 提高耐磨性

云母粉、瓷粉、石英粉 增加絕緣性能

各種顏料、石墨 有顏色

另外,據(jù)報道量適中(27-35%P、AS、Sb、Bi、Ge、Sn、氧化鉛可以在高溫下加入樹脂中、在壓力下保持附著力。

稀釋選擇

其作用是降低粘度,提高樹脂的滲透性。稀釋劑可分為惰性和活性兩大類,用量一般不超過30%常用稀釋劑如下:

活性稀釋劑

名稱 品牌 用途 備注

二縮水甘油醚 6003356 ~ 30% 需要更多的固化劑

聚縮水甘油醚 6303356同上 同上

環(huán)氧丙烷丁基醚 6603356 ~ 15% 同上

縮水甘油苯基醚 690 同上 同上

環(huán)氧丙烷乙醚669 同上 同上

環(huán)氧丙烷丙基醚662 同上 同上

惰性稀釋劑

名稱 劑量 備注

二甲苯 ~15% 不需要添加更多的固化劑

甲苯 同上 同上

苯 同上

丙酮同上 同上

在加入固化劑之前,所用的樹脂必須經(jīng)過處理、固化劑、填料、改性劑、應(yīng)對稀釋劑等所有材料進行檢查,并符合以下要求:

1)不含水份:含水的物料應(yīng)先干燥,盡量少用含少量水的溶劑。

2)純度:除水以外的雜質(zhì)的含量優(yōu)選為1%下面,如果雜質(zhì)在5-25%雖然也可以用,但是應(yīng)該增加配方的百分比(用量少的時候用試劑級的比較好)

3)了解每種材料是否無效。

在缺乏驗收條件的工廠,使用前最好按照配方做一個樣品測試。

固化階段 編輯本段

操作時間

操作時間(也就是工作時間或者使用期限)是固化時間的一部分,混合后,樹脂/固化劑混合物仍然是液體,可以工作并適于應(yīng)用。為保證粘接可靠,應(yīng)在固化操作時間內(nèi)做好所有施工和定位工作。

進入固化

混合物開始進入固化階段(也稱作熟化階段),當(dāng)它開始凝膠或“突變”此時環(huán)氧長時間不起作用,也可能失去粘性。它可以 在這個階段不要被打擾。會變成像硬橡膠一樣的軟凝膠,可以用大拇指按壓。

因為此時混合物只是部分固化,新使用的環(huán)氧樹脂仍能與之發(fā)生化學(xué)鏈接,所以未處理的表面仍能粘合或反應(yīng)。無論如何,對于接近凝固的混合物,這些能力正在下降

最終固化

當(dāng)環(huán)氧混合物達(dá)到固化和固體階段時,可以進行打磨和成型。這時,你可以 不要用拇指按它此時,環(huán)氧樹脂約為90%最終的反應(yīng)強度,所以可以取下固定夾,在室溫下放置幾天繼續(xù)固化。

此時新使用的環(huán)氧樹脂不能與之發(fā)生化學(xué)鍵合,必須對環(huán)氧表面進行適當(dāng)?shù)念A(yù)處理,如拋光,以獲得良好的粘接機械強度。

應(yīng)用領(lǐng)域 編輯本段

環(huán)氧樹脂優(yōu)異的物理機械和電氣絕緣性能、與各種材料的粘合性能、其應(yīng)用工藝的靈活性是其他熱固性塑料所不具備的。所以可以做成顏料、復(fù)合材料、澆鑄料、膠粘劑、模塑材料和注塑材料廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域。

涂料用途

環(huán)氧樹脂在涂料中的應(yīng)用占了很大的比重,可以做的有自己的特色、用途各異的品種。其共性:

1.優(yōu)異的耐化學(xué)性,尤其是耐堿性。( 2)漆膜具有很強的附著力,特別是對金屬。

3.它具有良好的耐熱性和電絕緣性。

4.漆膜保色性較好。

但雙酚A型環(huán)氧樹脂涂料耐候性差,室外漆膜易粉化無光不飽滿,不適合室外涂料和高裝飾性涂料。因此,環(huán)氧樹脂涂料主要用作防腐涂料、金屬底漆、絕緣漆,但雜環(huán)和脂環(huán)族環(huán)氧樹脂制成的漆可以在戶外使用。

膠粘用途

環(huán)氧樹脂除了對聚烯烴等非極性塑料附著力差,對鋁等各種金屬材料也不好、鋼、鐵、銅;玻璃等非金屬材料、木材、混凝土等;和熱固性塑料如酚醛樹脂、氨基、不飽和聚酯具有優(yōu)異的粘接性能,因此被稱為萬能膠。環(huán)氧膠粘劑是一種重要的結(jié)構(gòu)膠。

電子電器

由于環(huán)氧樹脂的高絕緣性能、許多獨特的優(yōu)點,如高結(jié)構(gòu)強度和良好的密封性能,已用于高低壓電器、電機和電子元件的絕緣和封裝得到了廣泛應(yīng)用和迅速發(fā)展。

主要用于:1.電器、電機絕緣包的鑄造。如電磁鐵、接觸器線圈、互感器、高低壓電器整體全密封絕緣包裝制造,如干式變壓器。在電氣行業(yè)發(fā)展迅速。從常壓澆注、真空澆注已經(jīng)發(fā)展到自動壓力凝膠成型。

2.廣泛用于電子元件和電路的封裝和絕緣。它已成為電子工業(yè)中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)體元件的塑料封裝。來發(fā)展極快。由于其優(yōu)越的性能,它已經(jīng)大大取代了傳統(tǒng)金屬、陶瓷和玻璃包裝的發(fā)展趨勢。

4.電子用環(huán)氧層壓塑料、它廣泛應(yīng)用于電器領(lǐng)域。其中,環(huán)氧覆銅板的發(fā)展尤為迅速,已成為電

子行業(yè)的基礎(chǔ)材料之一。

此外,環(huán)氧絕緣涂層、絕緣膠和電膠也廣泛使用。

工程塑料 編輯本段

環(huán)氧工程塑料主要包括用于高壓成型的環(huán)氧模塑料和環(huán)氧層壓塑料,以及環(huán)氧泡沫塑料。環(huán)氧工程塑料也可視為廣義的環(huán)氧復(fù)合材料。環(huán)氧復(fù)合材料主要包括環(huán)氧玻璃鋼(通用型復(fù)合材料)和具有環(huán)氧結(jié)構(gòu)復(fù)合材料,例如拉擠環(huán)氧型材、纏繞成型中空旋轉(zhuǎn)產(chǎn)品和高性能復(fù)合材料。環(huán)氧復(fù)合材料用于化學(xué)工業(yè)和航空、航天、是軍工等高科技領(lǐng)域的重要結(jié)構(gòu)和功能材料。

土建材料 編輯本段

主要用作防腐地板、環(huán)氧砂漿和混凝土產(chǎn)品、高級路面和機場跑道、快速修補材料、加固地基的灌漿材料、建筑粘合劑和涂料等。

優(yōu)缺對照

首先是環(huán)氧樹脂的優(yōu)點,這里的環(huán)氧樹脂通常是指雙酚A型環(huán)氧樹脂。

1.環(huán)氧樹脂單獨使用的應(yīng)用價值很低,需要配合固化劑使用才有實用價值。

2.高粘接強度:在合成膠中,環(huán)氧樹脂膠的粘接強度位居前列。

3.固化收縮率小,環(huán)氧樹脂膠的收縮率是膠粘劑中最小的,這也是環(huán)氧樹脂膠固化附著力高的原因之一

4.耐化學(xué)性能:固化體系中的醚基、苯環(huán)和脂肪羥基不易被酸堿侵蝕。在海水、石油、煤油、10%H2SO4、10%HCl、10%HAc、10%NH3、10%磷酸和30%Na2CO3可以用兩年;而在50%硫酸和10%HNO3在室溫下浸泡半年;10%NaOH(100℃)泡一個月,性能不變。

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、耐受性好,吸水率低。

其次,雙酚a環(huán)氧樹脂的優(yōu)點是好的,但也有其缺點:

第一、操作粘度大,施工不便

第二、固化后的產(chǎn)品脆性大,伸長率小。

第三、剝離強度低。

第四、抗機械沖擊和熱沖擊能力差。

應(yīng)用特性 編輯本段

環(huán)氧樹脂軟化劑的應(yīng)用特點

1、形式多樣。各種樹脂、固化劑、改性劑體系幾乎可以滿足各種應(yīng)用對形態(tài)的要求,從極低粘度到高熔點固體。

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

3、粘附力強。環(huán)氧樹脂分子鏈中極性羥基和醚鍵的存在,使其對各種物質(zhì)具有很高的附著力。環(huán)氧樹脂固化時收縮率低,內(nèi)應(yīng)力小,也有助于提高粘接強度。

4、收縮性低。環(huán)氧樹脂與固化劑的反應(yīng)是通過樹脂分子中環(huán)氧基團的直接加成反應(yīng)或開環(huán)聚合進行的,沒有水或其他揮發(fā)性副產(chǎn)物的釋放。它們和不飽和聚酯樹脂、與酚醛樹脂相比,它在固化過程中表現(xiàn)出非常低的收縮率(小于2%

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

6、電性能。固化的環(huán)氧樹脂體系具有高介電性能、耐表面漏電、優(yōu)異的耐電弧絕緣材料。

7、化學(xué)穩(wěn)定性。通常,固化的環(huán)氧樹脂體系具有優(yōu)異的耐堿性、耐酸性和耐溶劑性。像固化環(huán)氧系統(tǒng)的其他性能一樣,化學(xué)穩(wěn)定性也取決于所選擇的樹脂和固化劑。適當(dāng)選擇環(huán)氧樹脂和固化劑,可使其具有特殊的化學(xué)穩(wěn)定性。

8、尺寸穩(wěn)定性。上述許多性能的結(jié)合使得環(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)氧樹脂系統(tǒng)可抵抗大多數(shù)霉菌,并可在惡劣的熱帶條件下使用。

類型分類

根據(jù)分子結(jié)構(gòu),環(huán)氧樹脂大致可以分為五類:

1、縮水甘油醚環(huán)氧樹脂

2、縮水甘油酯環(huán)氧樹脂

3、縮水甘油胺環(huán)氧樹脂

4、線性脂肪族環(huán)氧樹脂

5、脂環(huán)族環(huán)氧樹脂

復(fù)合材料工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的環(huán)氧樹脂是上述縮水甘油醚環(huán)氧樹脂,其中使用二酚丙烷環(huán)氧樹脂(簡稱雙酚a環(huán)氧樹脂)為主。其次是縮水甘油胺環(huán)氧樹脂。

1、縮水甘油醚環(huán)氧樹脂

縮水甘油醚環(huán)氧樹脂是由含活潑氫的酚或醇與環(huán)氧氯丙烷縮聚而成。

1)雙酚丙烷環(huán)氧樹脂

二酚丙烷環(huán)氧樹脂由二酚丙烷和環(huán)氧氯丙烷縮聚而成。

樹脂的工業(yè)控制指標(biāo)如下

①環(huán)氧值。環(huán)氧值是鑒定環(huán)氧樹脂性能最重要的指標(biāo),工業(yè)環(huán)氧樹脂型號是根據(jù)環(huán)氧值的不同來區(qū)分的。環(huán)氧值是指每100g樹脂中含有環(huán)氧基團的物質(zhì)的量。環(huán)氧值乘以100的倒數(shù)稱為環(huán)氧當(dāng)量。環(huán)氧當(dāng)量的含義是:含1摩爾環(huán)氧基的環(huán)氧樹脂克數(shù)。

②無機氯含量。樹脂中的氯離子能與胺類固化劑絡(luò)合,影響樹脂的固化,也影響固化樹脂的電性能,所以氯含量也是環(huán)氧樹脂的一個重要指標(biāo)。

③有機氯含量。樹脂中有機氯的含量表示分子中未發(fā)生閉環(huán)反應(yīng)的氯醇基的含量,應(yīng)盡可能降低其含量,否則也會影響樹脂的固化和固化產(chǎn)物的性能。

④揮發(fā)分。

⑤粘度或軟化點。

2)酚醛聚環(huán)氧樹脂酚醛聚環(huán)氧樹脂包括酚醛型、與二酚丙烷環(huán)氧樹脂相比,鄰甲酚醛聚環(huán)氧樹脂在線性分子中含有兩個以上的環(huán)氧基團,因此固化產(chǎn)物具有較高的交聯(lián)密度和優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、力學(xué)性能、電絕緣性、耐水性和耐腐蝕性。它們由酚醛清漆樹脂和表氯醇縮聚而成。

3)其他實用的多羥基苯酚縮水甘油醚型環(huán)氧樹脂 包括:間苯二酚環(huán)氧樹脂、間苯二酚-甲醛型環(huán)氧樹脂、四酚乙烷環(huán)氧樹脂和三羥基苯基甲烷環(huán)氧樹脂,這些多官能縮水甘油醚樹脂具有較高的熱變形溫度和固化后的剛性,可單獨與通用E樹脂共混或用于高性能復(fù)合材料(ACM)印刷電路板等基體材料。

4)脂肪族多元醇 的縮水甘油醚型環(huán)氧樹脂在脂肪族多元醇的縮水甘油醚分子中包含兩個或多個環(huán)氧基團,并且這些樹脂中的大多數(shù)具有低粘度;它們大部分是長鏈線性分子,因此是柔性的。

2、其他類型的環(huán)氧樹脂

1)縮水甘油環(huán)氧樹脂 與二酚丙烷環(huán)氧樹脂相比,縮水甘油環(huán)氧樹脂粘度低,施工性好;反應(yīng)活性高;附著力高于一般環(huán)氧樹脂,固化產(chǎn)物具有良好的力學(xué)性能;電絕緣性好;良好的耐候性和耐超低溫性在超低溫條件下,仍具有比其他類型環(huán)氧樹脂更高的粘接強度。具有良好的表面光澤和透光性、耐氣候性好。

2)縮水甘油胺環(huán)氧樹脂 這種樹脂的優(yōu)點是多官能度、環(huán)氧當(dāng)量高,交聯(lián)密度高,耐熱性明顯提高。縮水甘油胺環(huán)氧樹脂優(yōu)異的粘接性和耐熱性已被國內(nèi)外用于制造碳纖維增強復(fù)合材料(CFRP)用于飛機輔助結(jié)構(gòu)的材料。

3)脂環(huán)族環(huán)氧樹脂 是一種環(huán)氧樹脂,通過環(huán)氧化脂環(huán)族烯烴的雙鍵來制備它們的分子結(jié)構(gòu)與雙酚丙烷環(huán)氧樹脂和其他環(huán)氧樹脂有很大的不同前者的環(huán)氧基都直接連接在脂環(huán)上,而后者的環(huán)氧基都通過環(huán)氧丙基醚連接在苯環(huán)或脂肪烴上。固化的脂環(huán)族環(huán)氧樹脂具有以下特性:①抗壓和抗拉強度高;②長期暴露在高溫下仍能保持良好的力學(xué)性能;③耐電弧性、良好的耐紫外線老化和耐候性。

4)脂肪族環(huán)氧樹脂 的分子結(jié)構(gòu)既沒有苯核,也沒有脂環(huán)結(jié)構(gòu)。只有脂肪鏈,環(huán)氧基團連接到脂肪鏈上。環(huán)氧化聚丁二烯樹脂固化后的強度、韌性、粘接性、良好的耐正負(fù)溫度性能。

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