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環氧樹脂生產與應用第二版

發布時間:2021-11-18 05:44:09

Ⅰ 環氧樹脂的生產應用

1.1世界環氧樹脂生產的地區分布
環氧樹脂的生產主要集中在中、日、歐三個地區,其他還有韓國、美國、台灣地區、泰國、南非和委內瑞拉等。中國大陸的生產能力約佔世界總生產能力的60%。
1.2世界環氧樹脂生產的壟斷格局
世界環氧樹脂生產,主要由Shell、Dow、Ciba三大巨頭所壟斷,另外日本的東都化成、大日本油墨、日本環氧樹脂製造公司,韓國的國都化學(與日本東都化成合資)等幾家以其先進的生產工藝在世界環氧行業中亦占令人矚目的一席之地。
1.3國內環氧生產廠商情況
中國環氧樹脂生產廠家有一百多家,但除了岳陽和無錫等少數幾家外,大都規模很小。 由於目前國內環氧樹脂廠大多規模小,牌號品種單一,設備落後,樹脂質量較低;在Shell、Dow、Ciba以及日本幾家公司正加緊對中國環氧消費市場滲透搶占的情況下,國內廠家面臨著極為嚴峻的挑戰。
2010年開始全球范圍內環氧樹脂各主要應用市場的需求出現恢復性增長,《2014-2018年中國環氧樹脂行業產銷需求與投資預測分析報告》數據顯示,2011-2013年美國和西歐的環氧樹脂需求量分別以3.2%和2.8%的速度增長,2014-2018年將繼續保持2%-3%的增長,而受益於中國市場的快速發展,全球環氧樹脂需求量將以4.5%左右的速度增長。
雖然全球的環氧樹脂業已進入成熟期,根據前瞻產業研究院的預測,未來5年全球環氧樹脂行業復合增長率在4%-5%左右。但從國內市場看,2002-2013年國內環氧樹脂表觀消費量年復合增長率在10%以上,遠高於全球環氧樹脂行業的平均增長率。預計未來國內環氧樹脂行業仍能穩定增長,一方面是全球產業轉移使得電子、船舶等下遊行業都轉移到中國生產,拉動了對環氧樹脂的需求;另一方面,國內企業生產產品的質量在不斷提高,與國外企業相比逐漸具備比較優勢。
根據前瞻產業研究院的預測,在我國GDP繼續保持高增長的態勢下,未來幾年國內環氧樹脂需求量年復合增長率可達10%左右,2015年消費總量將達到150萬噸,佔到全球環氧樹脂消費市場60%左右。 2.1世界環氧樹脂的品種牌號
世界上使用最廣泛的品種是雙酚A型環氧,其次是溴化雙酚A型和酚醛型環氧,其它品種生產使用量很小。
2.2國內環氧消費品種牌號
國內實際生產的環氧樹脂只有雙酚A型的幾個牌號。據統計,1997年全國環氧樹脂需求量約為110kt,生產量約為30kt,進口量約為60kt。國內環氧的生產品種牌號很單一,主要為雙酚A型。 由於國產環氧品質較差,許多要求高的場合須進口國外高品質環氧,如高品質液體環氧、溴化環氧、酚醛環氧等。
2.3環氧樹脂在各行業的分配
環氧樹脂主要用於塗料行業和電子行業。復合材料成型用環氧(主要應用於電子行業的印刷電路板)佔四分之一。 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,環氧樹脂體系幾乎可以在0~180℃溫度范圍內固化。
3. 粘附力強。環氧樹脂分子鏈中固有的極性羥基和醚鍵的存在,使其對各種物質具有很高的粘附力。環氧樹脂固化時的收縮性低,產生的內應力小,這也有助於提高粘附強度。
4. 收縮性低。
5. 力學性能。固化後的環氧樹脂體系具有優良的力學性能。
6. 電性能。
7.化學穩定性。
8. 尺寸穩定性。
9. 耐黴菌。

Ⅱ 環氧樹脂的用途是什麼

環氧樹脂是一種分子內含有兩個或兩個以上的反應性環氧基,並以脂肪族、脂環族或芳香族碳鍵為骨架的熱固性合成樹脂。目前國內外大量生產和應用的是雙酚A(BPA)型環氧樹脂,按照產量與消費量,全球各品種占環氧樹脂總量的比例順次為:雙酚A型環氧樹脂70-80%(中國約為95%)、阻燃溴化環氧樹脂12-16%、酚醛型環氧樹脂1-4%、脂環族環氧樹脂約1%,其它各類約2%。美國、西歐、日本是世界上環氧樹脂生產與消費量最大的國家和地區,其次為中國大陸、台灣和韓國。近年來,世界環氧樹脂年均增長率3.5-4%,而我國高達20-25%,產不足需。
從世界主要國家、地區人口與環氧樹脂消費量的關系看,中國環氧樹脂發展潛力巨大,前景廣闊。目前,按消費量看,中國已僅次於日本為世界第三大環氧樹脂消費大國,預計2001年,國內環氧樹脂的消費量可突破15萬噸,而產量(中低檔次)僅能滿足5萬噸,尚需進口高純或功能性環氧樹脂7-8萬噸,中國已成世界上最具發展潛力的環氧樹脂大國。
汽車工業是我國四大支柱產業,2001-2005年汽車電泳漆所需高品質環氧樹脂約為1萬噸/年,維修用漆所需環氧樹脂亦極為可觀。船舶工業、海洋工業、海洋工程用重防腐塗料用環氧樹脂量會有大幅度增長。水利電力工業的絕緣材料、乾式變壓器澆注料、高壓開關、電力互感器、大型高壓發電機、高壓電動機、水電設施工程防腐等都需要大量電工級、電子級環氧樹脂。電子工業和信息產業需要大量的高純及超高純電子級環氧樹脂,2001年國內需求量將超過3萬噸。近年來,我國集裝箱工業迅猛發展,已成為世界主要集裝箱生產基地,預計2001年集裝箱用環氧塗料需求量可達4萬噸,需環氧樹脂約0.25萬噸左右。食品、飲料罐塗料專用的食品級固態環氧樹脂和水溶性環氧樹脂發展前景美好。2001年我國環氧樹脂塗料的產量可望突破20萬噸,需用環氧樹脂6萬噸以上,環氧樹脂膠粘劑產量達2萬噸,需環氧樹脂約1萬噸,環氧加固膠需求約1萬噸,需環氧樹脂約0.5萬噸。
近年來粉末塗料、水性塗料成為環氧樹脂塗料發展的主流和熱點。我國1997年環氧粉末塗料產量4.8萬噸(其中環氧型占總量的10-15%、環氧/酯型佔75%),1999年已達到7萬噸左右,位居世界第四,為亞洲最大的粉末塗料生產國。預計2001年需求量可達到8.5萬噸左右,躍升世界第三位,需要粉末塗料專用級環氧樹脂3萬噸左右。水性環氧脂塗料包括水性電泳塗料、水性罐頭塗料、水性地坪塗料等,美國、日本、西歐、台灣、韓國等國家、地區已大量使用,我國經濟發達地區華東、華南亦剛開始試用,許多外商非常看好中國水性環氧塗料市場。我國已把粉末塗料、水性塗料確定為優先發展的環保型塗料品種,預計2001年,中國塗料產量可達200萬噸,其中水性塗料佔10%、粉末塗料佔5%,共約21萬噸左右。
今後,隨著國民經濟發展,國內環氧樹脂在粉末塗料、電子電工、土木建築、復合材料領域的消費將有大幅度增長,為此要特別加大對水性環氧樹脂、戶外抗紫外線抗老化環氧樹脂、柔性環氧樹脂三大新品種的開發力度,使國產品牌環氧樹脂盡快佔領這些新興市場。
目前,在加入WTO前夕,國外Shell、Dow、Ciba、東都化成等著名公司都已進入我國環氧樹脂市場,Dow公司計劃在天津建設13萬噸/年裝置、Ciba公司在廣東建3萬噸/年環氧樹脂裝置、大日本油墨在無錫建2萬噸/年裝置等。我國應根據自己的國情,建立自己的多品種、多牌號流程的中等規模半連續化裝置。

Ⅲ 環氧樹脂應用領域有哪些

環氧樹脂優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。因此它能製成塗料、復合材料、澆鑄料、膠粘劑、模壓材料和注射成型材料,在國民經濟的各個領域中得到廣泛的應用。
①塗料
環氧樹脂在塗料中的應用占較大的比例,它能製成各具特色、用途各異的品種。其共性: (1)耐化學品性優良,尤其是耐鹼性。 (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型環氧樹脂塗料的耐候性差,漆膜在戶外易粉化失光又欠豐滿,不宜作戶外用塗料及高裝飾性塗料之用。因此環氧樹脂塗料主要用作防腐蝕漆、金屬底漆、絕緣漆,但雜環及脂環族環氧樹脂製成的塗料可以用於戶外。
②膠粘劑
環氧樹脂除了對聚烯烴等非極性塑料粘結性不好之外,對於各種金屬材料如鋁、鋼、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良的粘接性能,因此有萬能膠之稱。環氧膠粘劑是結構膠粘劑的重要品種。
③電子電器材料
由於環氧樹脂的絕緣性能高、結構強度大和密封性能好等許多獨特的優點,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用,發展很快。
④工程塑料和復合材料
環氧工程塑料主要包括用於高壓成型的環氧模塑料和環氧層壓塑料,以及環氧泡沫塑料。環氧工程塑料也可以看作是一種廣義的環氧復合材料。環氧復合材料主要有環氧玻璃鋼(通用型復合材料)和環氧結構復合材料,如拉擠成型的環氧型材、纏繞成型的中空回轉體製品和高性能復合材料。環氧復合材料是化工及航空、航天、軍工等高技術領域的一種重要的結構材料和功能材料。

Ⅳ 學習環氧樹脂生產與應用用哪一本書

環氧樹脂生產與應用
作者:王德中
出版社:化學工業出版社
ISBN:9787502531515
出版日期:2002年05月01日

Ⅳ 環氧樹脂與塑料的區別

環氧樹脂與塑料的是兩個不同的材料。二者在概念上,特點上,成分上,分類上有區別。

1、概念不同

環氧樹脂是指分子中含有兩個以上環氧基團的一類聚合物的總稱。

塑料是以單體為原料,通過加聚或縮聚反應聚合而成的高分子化合物(macromolecules)。

2、特點不同

環氧樹脂軟化劑應用有形式多樣,固化方便,粘附力強,收縮性低,力學性強,化學性穩定,尺寸穩定,耐黴菌的特性。

塑料有耐化學侵蝕, 具光澤,透明或半透明,良好絕緣體, 質量輕且堅固, 加工容易可大量生產,價格便宜,用途廣泛、效用多、容易著色、部分耐高溫的特點。

3、成分不同

環氧樹脂環氧氯丙烷與雙酚A或多元醇的縮聚產物。

我們通常所用的塑料並不是一種單一成分,它是由許多材料配製而成的。其中高分子聚合物(或稱合成樹脂)是塑料的主要成分,此外,為了改進塑料的性能,還要在高分子化合物中添加各種輔助材料,如填料、增塑劑、潤滑劑、穩定劑、著色劑、抗靜電劑等,才能成為性能良好的塑料。

4、分類不同

根據分子結構,環氧樹脂大體上可分為縮水甘油醚類環氧樹脂;縮水甘油酯類環氧樹脂;縮水甘油胺類環氧樹脂;線型脂肪族類環氧樹脂;脂環族類環氧樹脂。

根據各種塑料不同的使用特性,通常將塑料分為通用塑料、工程塑料和特種塑料三種類型。

(5)環氧樹脂生產與應用第二版擴展閱讀:

環氧工程塑料主要包括用於高壓成型的環氧模塑料和環氧層壓塑料,以及環氧泡沫塑料。環氧工程塑料也可以看作是一種廣義的環氧復合材料。環氧復合材料主要有環氧玻璃鋼(通用型復合材料)和環氧結構復合材料,如拉擠成型的環氧型材、纏繞成型的中空回轉體製品和高性能復合材料。

Ⅵ 環氧樹脂合成及其應用圖書電子版哪裡可以下載

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Ⅶ 環氧樹脂的發展簡史有誰知

環氧樹脂的發明曾經歷了相當長的時期。
早在1891年,德國的Lindmann用對苯二酚與環氧氯丙烷反應,縮聚成樹脂並用酸酐使之固化。但是它的使用價值沒有被揭示。1930年,瑞士的Pierre Castan和美國的S.O.Greenlee進一步進行研究,用有機多元胺使上述樹脂固化,顯示出很高粘接強度,這才引起了人們的重視。廣泛地講,環氧樹脂可以從含有鏈烯基的母體化合物合成,也可以從含有活性氫原子的母體化合物合成。20世紀初首先報導了烯烴的環氧化,但直到20世紀40年代中期,Swern和他在美國農業部的合作夥伴開始研究聚不飽和天然油的環氧化時,此項技術也僅應用於高相對分子質量單環氧化合物的生產並引起廣泛的工業化規模開發的興趣。10年之後才應用於環氧樹脂合成技術之中。大約在20世紀20年代中期已經報導了雙酚A與環氧氯丙烷反應產物,15年後首創了不穩定的環氧化脂肪胺中間產物的生產技術。1933年德國的Schlack[1]研究現代雙酚A環氧樹脂同雙酚A的分離技術。盡管一年之後Schlack報導了雙環氧化合物同有機酸、無機酸、胺和硫醇的反應,但確定雙酚A環氧樹脂的工業價值的還是瑞士De Trey Freres公司的Castan和美國Devoe&Rayno1ds公司的Greenlee。1936年,Castan生產了琥珀色環氧氯丙烷一雙酚A樹脂,並同鄰苯二甲酸酐反應生產出用於澆鑄和模塑製品的具有工業意義的熱固性製品。1939年年初Greenlee也獨自生產出了高分子質量雙酚A環氧氯丙烷樹脂並用於高級熱固性塗料。1937年到1939年歐洲曾嘗試用環氧樹脂補牙,但沒有成功。除此之外,在第二次世界大戰前,沒有全面開發環氧樹脂技術。戰後不久Devoe&Rayno1ds開始試生產塗料樹脂,而CIBA公司得到De Trey Freres許可,開始進一步發展液體塗料、層壓材料和粘接劑用液體環氧樹脂。1943年Castan的基本專利授權。然而環氧樹脂第一次具有工業價值的製造是在1947年由美國的Devoe—Raynolds公司完成的,它開辟了環氧氯丙烷一雙酚A樹脂的技術歷史,環氧樹脂開始了工業化開發,且被認為是優於老的酚醛樹脂和聚酯樹脂的一種技術進步。這種樹脂幾乎能與大多數其他熱固性塑料的性能相媲美,在一些特種應用領域其性能優於酚醛和聚酪。不久瑞士的CIBA(汽巴)公司、美國的Shell(殼脾)和Dow(道)公司開始了環氧樹脂的工業化生產和應用開發工作。20世紀50年代後期,美國的兩個主要公司,汽巴和Devoe—Raynolds繼續研究縮水甘油醚型環氧樹脂,殼牌化學公司只提供環氧氯丙烷,聯合碳化物塑料司首先製造酚醛樹脂和雙酚A,歐洲汽巴和殼牌集中開發了環氧樹脂。
1955年夏季,四種基本環氧樹脂在美國獲得生產製造許可證,Dow Chemi—cal co.和Reichho1d化合物公司建立了環氧樹脂生產線。在普通雙酚A環氧樹脂生產應用的同時,一些新型的環氧樹脂相繼問世。如1956年美國聯合碳化物公司開始出售脂環族環氧樹脂,1959年Dow化學公司生產酚醛環氧樹脂。大約在1960年,Koppers,co.生產了鄰甲酚醛環氧,1965年初,汽巴開始生產和經銷該種樹脂。在1955~1965年期間,環氧樹脂質量明顯提高,雙酚A環氧樹脂已有所有的平均相對分子質量等級的牌號。酚醛環氧確立了明顯的耐高溫應用的優級性能。殼牌化學品公司和聯碳塑料生產多官團能酚縮水甘油醚等特種耐溫樹脂,製造商還提供了脂肪族多元醇一環氧氯丙烷樹脂。Unio Carbide開發了對氨基苯酚三縮水甘油醚樹脂。1957年有關環氧樹脂的合成工藝的專利問世,是Shell Developmet co.申請的,該專利研究了固化劑和填加劑的應用工藝方法,揭示了環氧樹脂固化物的應用。
過醋酸法合成的環氧樹脂最初是1956年由美國聯合碳化物公司推出,1964年轉賣給聯碳塑料。在歐洲,工業化脂環族環氧樹脂於20世紀60年代初問世,1963年通過汽巴公司引入美國,1965年汽巴引進聯碳塑料的許多多官能團環氧的品種,大約1960年FMC CORP.開始經銷環氧化聚丁二烯。70年代中期,美國、加拿大、英國、瑞士、西德、比利時、阿根廷、墨西哥、波蘭、捷克斯洛伐克和蘇聯都開始製造雙酚A環氧樹脂和一些新型環氧樹脂。70年代開始了低氯含量的電子級應用,相繼五元環海因環氧、氫化雙酚A環氧等耐老化樹脂和四溴雙酚A環氧、含溴環氧化合物等阻燃型環氧樹脂得到發展。80年代開發了復合胺、酚醛結構的新型多官能團環氧樹脂以滿足復合材料工業需要。最近又開發了水性環氧樹脂和稠環耐溫耐濕環氧樹脂。由於環氧樹脂品種的增加和應用技術的開發,環氧樹脂在電氣絕緣、防腐塗料、金屬結構粘接等領域的應用有了突破:於是環氧樹脂作為一個行業蓬勃地發展起來;目前它的品種、應用開發仍很活躍,從1960年以來,已有數百種環氧樹脂完成工業化開發,已有40~50種不同結構的環氧可商品化製造或由中間試驗廠提供,同時與之相適用的100多種工業化固化劑和許許多多的改性劑和稀釋劑與之配套,正謂方興未艾。
中國研製環氧樹脂始於1956年,在沈陽、上海兩地首先獲得了成功。1958年上海、無錫開始了工業化生產。20世紀60年代中期開始研究一些新型的脂環族環氧:酚醛環氧樹脂、聚丁二烯環氧樹脂、縮水甘油酯環氧樹脂、縮水甘油胺環氧樹脂等,到70年代末期中國已形成了從單體、樹脂、輔助材料,從科研、生產到應用的完整的工業體系。
環氧樹脂具有優良的物理機械性能、電絕緣性能、耐葯品性能和粘結性能,可以作為塗料、澆鑄料、模壓料、膠粘劑、層壓材料以直接或間接使用的形式滲透到從日常生活用品到高新技術領域的國民經濟的各個方面。例如:飛機、航天器中的復合材料、大規模集成電路的封裝材料、發電機的絕緣材料、鋼鐵和木材的塗料、機械土木建築用的膠粘劑、乃至食品罐頭內壁塗層和金屬抗蝕電泳塗裝等都大量使用環氧樹脂。它已成為國民經濟發展中不可缺少的材料。它的產量和應用水平也可以從一個側面反映一個國家的工業技術的發達程度。

Ⅷ 環氧樹脂的成分和生產流程

環氧樹脂化學成分
主要成份是:酚醛樹脂;
酚醛樹脂是由苯酚和甲醛在催化劑條件下縮聚、經中和、水洗而製成的樹脂,其中以苯酚和甲醛樹脂為最重要。也是世界上最早由人工合成的,至今仍很重要的高分子材料。因選用催化劑的不同,可分為熱固性和熱塑性兩類。酚醛樹脂具有良好的耐酸性能、力學性能、耐熱性能,廣泛應用於防腐蝕工程、膠粘劑、阻燃材料、砂輪片製造等行業。

NL固化劑是酚醛樹脂呋喃樹脂的高效低毒固化劑。NL固化劑毒性低,基本無刺激味,樹脂固化後強度高、耐蝕性好,使用用量少,操作方便,貯存期長。本品適用於熱固性酚醛樹脂及呋喃樹脂的常溫固化。用來配製酚醛樹脂及呋喃膠泥;玻璃鋼製品;制筆、制刷、竹木等製品的粘合;也可用作鑄造樹脂的室溫固化劑。質量指標外觀 暗灰色液體相對密度(20℃) 1.16±0.01粘度(塗-4,25℃)秒 20-30 總酸度(以H2SO4計)% 18±2 游離酸(以H2SO4計)% 3-5 貯存期 一年以上(密閉存放)應用對酚醛樹脂或呋喃樹脂,NL固化劑的用量范圍一般為5-12%。環境溫度20℃時,2130酚醛樹脂的NL固化劑用量為8%左右,NL固化劑用量可隨溫度調整。參考配方 酚醛樹脂 酒精 NL固化劑 石英粉酚醛膠泥 100 0-5 6-10 150-200玻璃鋼膩子 100 0-5 6-10 120-200玻璃鋼面料 100 10 8-15 10-1520℃時NL用量為8%,1小時左右初凝,使用期30分鍾左右配方注意:酚醛樹脂或呋喃樹脂用NL固化劑來固化時,對填料的要求較高,要求填料的耐酸性達到規范的要求。劣質填料含有碳酸鈣等會與酸性固化劑反應產生氣泡,影響製品質量,並可能造成樹脂不固化。包裝及貯運10Kg、25Kg塑料桶裝。室溫密閉儲存。可長期貯存,超過一年復測合格可繼續使用。

材料簡介
環氧樹脂是泛指分子中含有兩個或兩個以上環氧基團的有機高分子化合物,除個別外,它們的相對分子質量都不高。環氧樹脂的分子結構是以分子鏈中含有活潑的環氧基團為其特徵,環氧基團可以位於分子鏈的末端、中間或成環狀結構。由於分子結構中含有活潑的環氧基團,使它們可與多種類型的固化劑發生交聯反應而形成不溶、不熔的具有三向網狀結構的高聚物。
[編輯本段]應用特性
1、 形式多樣。各種樹脂、固化劑、改性劑體系幾乎可以適應各種應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,環氧樹脂體系幾乎可以在0~180℃溫度范圍內固化。
3、 粘附力強。環氧樹脂分子鏈中固有的極性羥基和醚鍵的存在,使其對各種物質具有很高的粘附力。環氧樹脂固化時的收縮性低,產生的內應力小,這也有助於提高粘附強度。
4、 收縮性低。環氧樹脂和所用的固化劑的反應是通過直接加成反應或樹脂分子中環氧基的開環聚合反應來進行的,沒有水或其它揮發性副產物放出。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(小於2%)。
5、 力學性能。固化後的環氧樹脂體系具有優良的力學性能。
6、 電性能。固化後的環氧樹脂體系是一種具有高介電性能、耐表面漏電、耐電弧的優良絕緣材料。
7、 化學穩定性。通常,固化後的環氧樹脂體系具有優良的耐鹼性、耐酸性和耐溶劑性。像固化環氧體系的其它性能一樣,化學穩定性也取決於所選用的樹脂和固化劑。適當地選用環氧樹脂和固化劑,可以使其具有特殊的化學穩定性能。
8、 尺寸穩定性。上述的許多性能的綜合,使環氧樹脂體系具有突出的尺寸穩定性和耐久性。
9、 耐黴菌。固化的環氧樹脂體系耐大多數黴菌,可以在苛刻的熱帶條件下使用。
類型分類
根據分子結構,環氧樹脂大體上可分為五大類:
1、 縮水甘油醚類環氧樹脂
2、 縮水甘油酯類環氧樹脂
3、 縮水甘油胺類環氧樹脂
4、 線型脂肪族類環氧樹脂
5、 脂環族類環氧樹脂
復合材料工業上使用量最大的環氧樹脂品種是上述第一類縮水甘油醚類環氧樹脂,而其中又以二酚基丙烷型環氧樹脂(簡稱雙酚A型環氧樹脂)為主。其次是縮水甘油胺類環氧樹脂。
1、 縮水甘油醚類環氧樹脂
縮水甘油醚類環氧樹脂是由含活潑氫的酚類或醇類與環氧氯丙烷縮聚而成的。
(1)二酚基丙烷型環氧樹脂 二酚基丙烷型環氧樹脂是由二酚基丙烷與環氧氯丙烷縮聚而成。
工業二酚基丙烷型環氧樹脂實際上是含不同聚合度的分子的混合物。其中大多數的分子是含有兩個環氧基端的線型結構。少數分子可能支化,極少數分子終止的基團是氯醇基團而不是環氧基。因此環氧樹脂的環氧基含量、氯含量等對樹脂的固化及固化物的性能有很大的影響。 工業上作為樹脂的控制指標如下:
①環氧值。環氧值是鑒別環氧樹脂性質的最主要的指標,工業環氧樹脂型號就是按環氧值不同來區分的。環氧值是指每100g樹脂中所含環氧基的物質的量數。環氧值的倒數乘以100就稱之為環氧當量。環氧當量的含義是:含有1mol環氧基的環氧樹脂的克數。
②無機氯含量。樹脂中的氯離子能與胺類固化劑起絡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反應的那部分氯醇基團的含量,它含量應盡可能地降低,否則也要影響樹脂的固化及固化物的性能。
④揮發分。
⑤粘度或軟化點。
(2)酚醛多環氧樹脂 酚醛多環氧樹脂包括有苯酚甲醛型、鄰甲酚甲醛型多環氧樹脂,它與二酚基丙烷型環氧樹脂相比,在線型分子中含有兩個以上的環氧基,因此固化後產物的交聯密度大,具有優良的熱穩定性、力學性能、電絕緣性、耐水性和耐腐蝕性。它們是由線型酚醛樹脂與環氧氯丙烷縮聚而成的。
(3)其它多羥基酚類縮水甘油醚型環氧樹脂 這類樹脂中具有實用性的代表有:間苯二酚型環氧樹脂、間苯二酚-甲醛型環氧樹脂、四酚基乙烷型環氧樹脂和三羥苯基甲烷型環氧樹脂,這些多官能縮水甘油醚樹脂固化後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氧基,這類樹脂絕大多數粘度很低;大多數是長鏈線型分子,因此富有柔韌性。
2、其它類型環氧樹脂
(1)縮水甘油酯類環氧樹脂 縮水甘油酯類環氧樹脂和二酚基丙烷環氧化樹脂比較,它具有粘度低,使用工藝性好;反應活性高;粘合力比通用環氧樹脂高,固化物力學性能好;電絕緣性好;耐氣候性好,並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氧樹脂高的粘結強度。有較好的表面光澤度,透光性、耐氣候性好。
(2)縮水甘油胺類環氧樹脂 這類樹脂的優點是多官能度、環氧當量高,交聯密度大,耐熱性顯著提高。上前國內外已利用縮水甘油胺環氧樹脂優越的粘接性和耐熱性,來製造碳纖維增強的復合材料(CFRP)用於飛機二次結構材料。
(3)脂環族環氧樹脂 這類環氧樹脂是由脂環族烯烴的雙鍵經環氧化而製得的,它們的分子結構和二酚基丙烷型環氧樹脂及其它環氧樹脂有很大差異,前者環氧基都直接連接在脂環上,而後者的環氧基都是以環氧丙基醚連接在苯核或脂肪烴上。脂環族環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)脂肪族環氧樹脂 這類環氧樹脂分子結構里不僅無苯核,也無脂環結構。僅有脂肪鏈,環氧基與脂肪鏈相連。環氧化聚丁二烯樹脂固化後的強度、韌性、粘接性、耐正負溫度性能都良好。
使用指南
環氧樹脂及環氧樹脂膠粘劑本身無毒,但由於在制備過程中添加了溶劑及其它有毒物,因此不少環氧樹脂「有毒」,近年國內環氧樹脂業正通過水性改性、避免添加等途徑,保持環氧樹脂「無毒」本色。目前絕大多數環氧樹脂塗料為溶劑型塗料,含有大量的可揮發有機化合物(VOC),有毒、易燃,因而對環境和人體造成危害。
環氧樹脂一般和添加物同時使用,以獲得應用價值。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、塗料、澆注料都需添加固化劑,否則環氧樹脂不能固化。
由於用途性能要求各不相同,對環氧樹脂及固化劑、改性劑、填料、稀釋劑等添加物也有不同的要求。現將它們的選擇方法簡介於下:
(一)環氧樹脂的選擇
1、 從用途上選擇
作粘接劑時最好選用中等環氧值(0.25-0.45)的樹脂,如6101、634;作澆注料時最好選用高環氧值(>0.40)的樹脂,如618、6101;作塗料用的一般選用低環氧值(<0.25)的樹脂,如601、604、607、609等。
2、 從機械強度上選擇
環氧值過高的樹脂強度較大,但較脆;環氧值中等的高低溫度時強度均好;環氧值低的則高溫時強度差些。因為強度和交聯度的大小有關,環氧值高固化後交聯度也高,環氧值低固化後交聯度也低,故引起強度上的差異。
3、 從操作要求上選擇
不需耐高溫,對強度要求不大,希望環氧樹脂能快乾,不易流失,可選擇環氧值較低的樹脂;如希望滲透性也,強度較好的,可選用環氧值較高的樹脂。
(二)、固化劑的選擇
1、固化劑種類:
常用環氧樹脂固化劑有脂肪胺、脂環胺、芳香胺、聚醯胺、酸酐、樹脂類、叔胺,另外在光引發劑的作用下紫外線或光也能使環氧樹脂固化。常溫或低溫固化一般選用胺類固化劑,加溫固化則常用酸酐、芳香類固化劑。
環氧值是鑒定環氧樹脂質量的最主要指標,環氧樹脂的型號劃分就是根據環氧值的不同來區分的。環氧值是指100克樹脂中所含環氧基的克當量數。
2、固化劑的用量
(1)胺類作交聯劑時按下式計算:
胺類用量=MG/Hn
式中:
M=胺分子量
Hn=含活潑氫數目
G=環氧值(每100克環氧樹脂中所含的環氧當量數)
改變的范圍不多於10-20%,若用過量的胺固化時,會使樹脂變脆。若用量過少則固化不完善。
(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=環氧值(0.6~1)為實驗系數
3、 選擇固化劑的原則:固化劑對環氧樹脂的性能影響較大,一般按下列幾點選擇。
(1)、從性能要求上選擇:有的要求耐高溫,有的要求柔性好,有的要求耐腐蝕性好,則根據不同要求選用適當的固化劑。
(2)、從固化方法上選擇:有的製品不能加熱,則不能選用熱固化的固化劑。
(3)、從適用期上選擇:所謂適用期,就是指環氧樹脂加入固化劑時起至不能使用時止的時間。要適用期長的,一般選用酸酐類或潛伏性固化劑。
(4)、從安全上選擇:一般要求毒性小的為好,便於安全生產。
(5)、從成本上選擇。
(三)、改性劑的選擇
改性劑的作用是為了改善環氧樹脂的鞣性、抗剪、抗彎、抗沖、提高絕緣性能等。常用改性劑有:
(1)、聚硫橡膠:可提高沖擊強度和抗剝性能。
(2)、聚醯胺樹脂:可改善脆性,提高粘接能力。
(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: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。
聚硫橡膠等的用量可以在50-300%之間,需加固化劑;聚醯胺樹脂、酚醛樹脂用量一般為50-100%,聚酯樹脂用量一般在20-30%,可以不再另外加固化劑,也可以少量加些固化劑促使反應快些。
一般說來改性劑用量越多,柔性就愈大,但樹脂製品的熱變形溫度就相應下降。
為改善樹脂的柔性,也常用增韌劑如:鄰苯二甲酸二丁酯或鄰苯二甲酸二辛酯。
(四)、填料的選擇
填料的作用是改善製品的一些性能,並改善樹脂固化時的散熱條件,用了填料也可以減少環氧樹脂的用量,降低成本。因用途不同可選用不同的填料。其大小最好小於100目,用量視用途而定。常用填料簡介如下:
填料名稱 作用
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 增加粘接力,增加機械強度
石棉粉、硅膠粉、高溫水泥 提高耐熱性
石棉粉、石英粉、石粉 降低收縮率
鋁粉、銅粉、鐵粉等金屬粉末 增加導熱、導電率
石墨粉、滑石粉、石英粉 提高抗磨性能及潤滑性能
金剛砂及其它磨料 提高抗磨性能
雲母粉、瓷粉、石英粉 增加絕緣性能
各種顏料、石墨 具有色彩
另外據資料報導適量(27-35%)P、AS、Sb、Bi、Ge、Sn、Pb的氧化物添加在樹脂中能在高熱度、壓力下保持粘接性。
(五)、稀釋劑的選擇
其作用是降低粘度,改善樹脂的滲透性。稀釋劑可分惰性及活性二大類,用量一般不超過30%。常用稀釋劑如下:
活性稀釋劑
名稱 牌號 用途 備注
二縮水甘油醚 600 ~30% 需多加計算量固化劑
多縮水甘油醚 630 同上 同上
環氧丙烷丁基醚 660 ~15% 同上
環氧丙烷苯基醚 690 同上 同上
二環氧丙烷乙基醚669 同上 同上
三環氧丙烷丙基醚662 同上 同上
惰性稀釋劑
名稱 用量 備注
二甲苯 ~15% 不需多加固化劑
甲苯 同上 同上
苯 同上 同上
丙酮 同上 同上
在加入固化劑之前,必須對所使用的樹脂、固化劑、填料、改性劑、稀釋劑等所有材料加以檢查,應符合以下幾點要求:
(1)、不含水份:含水的材料首先要烘乾,含少量水的溶劑應盡量少用。
(2)、純度:除水份以外的雜質含量最好在1%以下,若雜質在5-25%時雖也可使用權,但須增加配方的百分比。少量使用時用試劑級較好。
(3)、了解各材料是否失效。
在缺少驗收條件的廠,使用前最好按配方做個小樣試驗。
(六)、固化的三個階段
1. 液體-操作時間
操作時間(也是工作時間或使用期)是固化時間的一部份,混合之後,樹脂/固化劑混合物仍然是液體和可以工作及適合應用。為了保證可靠的粘接,全部施工和定位工作應該在固化操作時間內做好。
2.凝膠-進入固化
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,新使用的環氧樹脂仍然能與它化學鏈接,因此該未處理的表面仍然可以進行粘接或反應。無論如何,接近固化的混合物這些能力在減小
3. 固體-最終固化
環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,在這時環氧樹脂約有90%的最終反應強度,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固化。
這時新使用的環氧樹脂不能與它進行化學鏈接,因此該環氧表面必須適當地進行預處理如打磨,才能得到好的粘接機械強度。

Ⅸ 環氧樹脂膠有哪些特性和應用

環氧樹脂膠是雙組分的膠粘劑,適合家庭用的膠劑通常分別裝於兩支軟管中,臨使用時才混合。它的甲液是環氧樹脂和苯二甲二丁酯(增塑劑)的混合膠液,乙液是乙二胺(固化劑)膠液。使用時按一定體積比混合均勻,塗於物件需粘接的部位表面,並略微施加壓力,2個小時後即可固化。

環氧樹脂膠的最大特點是粘合強度很高。由於它的分子中含有很活潑的環氧基,能與多種物質表面的一些原子反應,從而形成很強的結合力,所以環氧樹脂不僅可以用來膠粘各種金屬、塑料及混凝土等,還可用來粘接玻璃、瓷器、陶器等物件。為此,人們給它起了個「萬能膠」的美名。萬能膠不僅在生活中頗受人們的青睞,而且在生產上也有著廣泛的應用,常被用來粘接金屬的結構件,所以又稱為結構膠。

使用萬能膠要注意保持被粘接物體表面的清潔,如有油膩、塵土、銹斑等,都必須預先清除干凈。如單獨使用萬能膠的甲液或乙液,都不會有理想的粘接效果,其中的環氧樹脂呈液態,不加入固化劑,它就不會乾燥。但是一旦將甲、乙兩液混合了,就應立即用掉,因為這種混合膠體很快就會變硬而失去粘接作用。

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