环氧树脂固化剂的配方设计原理

① 环氧树脂的固化原理

原理：环氧树脂固化剂是与环氧树脂发生化学反应，形成网状立体聚合物，把复合材料骨材包络在网状体之中。 使线型树脂变成坚韧的体型固体的添加剂。

环氧树脂固化的三个阶段：

液体-操作时间

操作时间(也是工作时间或使用期)是固化时间的一部份，混合之后，树脂/固化剂混合物仍然是液体和可以工作及适合应用。为了保证可靠的粘接，全部施工和定位工作应该在固化操作时间内做好。

凝胶-进入固化

混合物开始进入固化相(也称作熟化阶段)，这时它开始凝胶或“突变”。这时的环氧没有长时间的工作可能，也将失去粘性。在这个阶段不能对其进行任何干扰。它将变成硬橡胶似的软凝胶物，你用大拇指将能压得动它。

因为这时混合物只是局部固化，新使用的环氧树脂仍然能与它化学链接，因此该未处理的表面仍然可以进行粘接或反应。无论如何，接近固化的混合物这些能力在减小。

固体-最终固化

环氧混合物达到固化变成固体阶段，这时能砂磨及整型。这时你用大拇指已压不动它，在这时环氧树脂约有90%的最终反应强度，因此可以除去固定夹件，将它放在室温下维持若干天使它继续固化。

这时新使用的环氧树脂不能与它进行化学链接，因为该环氧表面必须适当地进行预处理如打磨，才能得到好的粘接机械强度。

拓展资料：

环氧树脂是指分子中含有两个以上环氧基团的一类聚合物的总称。它是环氧氯丙烷与双酚A或多元醇的缩聚产物。由于环氧基的化学活性，可用多种含有活泼氢的化合物使其开环，固化交联生成网状结构，因此它是一种热固性树脂。双酚A 型环氧树脂不仅产量最大，品种最全，而且新的改性品种仍在不断增加，质量正在不断提高。

环氧树脂的分类目前尚未统一，一般按照强度、耐热等级以及特性分类，环氧树脂的主要品种有16种，包括通用胶、结构胶、耐高温胶、耐低温胶、水中及潮湿面用胶、导电胶、光学胶、点焊胶、环氧树脂胶膜、发泡胶、应变胶、软质材料粘接胶、密封胶、特种胶、潜伏性固化胶、土木建筑胶16种。

② 环氧树脂的固化原理

环氧树脂硬化反应的原理，目前尚不完善，根据所用硬化剂的不同，一般认为它通过四种途径的反应而成为热固性产物。
（1）环氧基之间开环连接；
（2）环氧基与带有活性氢官能团的硬化剂反应而交联；
（3）环氧基与硬化剂中芳香的或脂肪的羟基的反应而交联；
（4）环氧基或羟基与硬化剂所带基团发生反应而交联。
不同种类的硬化剂，在硬化过程中其作用也不同。有的硬化剂在硬化过程中，不参加到本分子中去，仅起催化作用，如无机物。具有单反应基团的胺、醇、酚等，这种硬化剂，叫催化剂。多数硬化剂，在硬化过程中参与大分子之间的反应，构成硬化树脂的一部分，如含多反应基团的多元胺、多元醇、多元酸酐等化合物。
1、胺类硬化剂
胺类硬化剂—般使用比较普遍，其硬化速度快，而且黏度也低，使用方便，但产品耐热性不高，介电性能差，并且硬化剂本身的毒性较大，易升华。胺类硬化剂包括；脂肪族胺类、芳香族胺类和胺的衍生物等。胺本身可以看作是氮的烷基取代物，氨分子（NH3）中三个氢可逐步地被烷基取代，生成三种不同的胺。即：伯胺（RNH2）、仲胺（R2NH)）和叔胺（R3N）。
由于胺的种类不同，其硬化作用也不同：
（1）伯胺和仲胺的作用
含有活泼氢原子的伯胺及仲胺与环氧树脂中的环氧基作用。使环氧基开环生成羟基，生成的羟基再与环氧基起醚化反应，最后生成网状或体型聚合物。
（2）叔胺的作用与伯胺、仲胺不同，它只进行催化开环，环氧树脂的环氧基被叔胺开环变成阴离子，这个阴离子又能打开一个新的环氧基环，继续反应下去，最后生成网状或体型结构的大分子。

2、酸酐类硬化剂
酸酐是由羧酸（分子结构中含有羧基—COOH）与脱水剂一起加热时，两个羧基除去一个水分子而生成的化合物。
酸酐类硬化剂硬化反应速度较缓慢，硬化过程中放热少，使用寿命长，毒性较小，硬化后树脂的性能（如力学强度、耐磨性、耐热性及电性能等）均较好。但由于硬化后含有酯键，容易受碱的侵蚀并且有吸水性，另外除少数在室温下是液体外。绝大多数是易升华的固体，而且一般要加热固化。
酸酐和环氧树脂的硬化机理，至今尚未完全阐明，比较公认的说法如下：
酸酐先与环氧树脂中的羟基起反应而生成单酯，第二步由单酯中的羟基和环氧树脂的环氧基起开环反应而生成双酯，第三步再由其中的羟基对环氧基起开环作用，生成醚基，所以可得到既含醚键，又含有酯基的不溶不熔的体型结构。
除了上述反应之外，第一步生成的单酸中的羧基也可能与环氧树脂分子上的羟基起酯化反应，生成双酯。但这不是主要的反应。
3、树脂类硬化剂
含有硬化基团的一NH一，一CH2OH，一SH，一COOH，一OH等的线型合成树脂低聚物，也可作为环氧树脂的硬化剂。如低分子聚酰胺．酚醛树脂，苯胺甲醛树脂，三聚氰胺甲醛树脂，糠醛树脂，硫树脂，聚酯等。它们分别能对环氧树脂硬化物的耐热性，耐化学性，抗冲击性，介电性，耐水性起到改善作用。常用的是低分子聚酰胺和酚醛树脂。
（1）低分子聚酰胺不同于尼龙型的聚酰胺。它是亚油酸二聚体或是桐油酸二聚体与脂肪族多元胺，如乙二胺、二乙烯三胺反应生成的一种琥珀色粘稠状树脂。由于原材料的性质，反应组分的配比和反应条件不同，低分子聚酰胺的性质差别很大。它们的分子量在500~9000之间，有熔点很高，胺值很低的固态树脂，也有胺值为300的液态树脂。其中胺值是低分子聚酰胺活性的描述，胺值高的活性大，与环氧树脂反应速度快，但可使用期短，胺值低的活性小，与环氧树脂反应速度慢，但可使用期长，表1列举了几种低分子聚酰胺的牌号及性能。

③ 固化剂配方 环氧树脂，环氧树脂的作用于用途

环氧树脂固化剂是由苯酚、甲醛、乙二胺、对叔丁基苯酚、正丁醇缩水甘油醚、聚丙二醇缩水甘油醚等原料制成。常用环氧树脂固化剂有脂肪胺、脂环胺、芳香胺、聚酰胺、酸酐、树脂类、叔胺，一般紫外线或光照可以使环氧树脂固化，环氧树脂固化时基本上不产生低分子挥发物，所以可低压成型或接触压成型。

一、固化剂配方环氧树脂

1、环氧树脂固化剂配方：苯酚、甲醛、乙二胺、对叔丁基苯酚、正丁醇缩水甘油醚、聚丙二醇缩水甘油醚。环氧树脂固化剂主要用于粘合剂材料技术领域，它有耐低温、防水等特殊条件性能。

2、一般常用的环氧树脂固化剂有脂肪胺、脂环胺、芳香胺、聚酰胺、酸酐、树脂类、叔胺，紫外线和光可以使环氧树脂固化。如果需要常温或者低温固化一般可以选用胺类固化剂，加温固化则选用酸酐、芳香类固化剂。

3、环氧树脂固化时不会产生低分子挥发物，所以它能低压成型或接触压成型。而且它能与各种固化剂配合制造成无溶剂、高固体、粉末涂料以及水性涂料等环保型涂料。

二、环氧树脂的作用与用途

1、用途：作为涂料，环氧树脂在涂料中的应用比较多，它能制成各具特色、用途各异的品种。作用：它的耐化学品性比较好，尤其是耐碱性，有较好的耐热性和电绝缘性，漆膜保色性比较好。

2、环氧树脂是指分子中含有两个以上环氧基团聚合物的总称，它是环氧氯丙烷和双酚A或多元醇的产物。由于环氧基具有一定化学活性，所以可用多种活泼氢化合物使其开环，固化交联生成网状结构，因此它是一种热固性树脂。

3、环氧树脂的费雷比较多，如果按专业用途分类，它可以分为机械用环氧树脂胶黏剂、建筑用环氧树脂胶黏剂、电子环氧树脂胶黏剂、修补用环氧树脂胶黏剂以及交通用胶、船舶用胶等。

④ 环氧树脂涂料的组成,各组分的用途和使用方法及原理

环氧树脂涂料的成膜物质主要由环氧树脂和环氧树脂的固化剂所组成，另外，有时候为了改善漆膜的性能和施工性能，常在含环氧树脂的组成中加入欢迎树脂活性稀释剂，这样的稀释剂成分中含一个或者两个以上的环氧基，可直接参与环氧树脂的固化反应，从而成为环氧树脂固化交联网络结构的一部分了。
一般可以分为两个类别；
a缩水甘油类，大多用环氧氯丙烷反应制的，缩水甘油类一般又分为缩水甘油醚，缩水甘油酯，缩水甘油胺三个大类。
b非缩水甘油类，用过醋酸等氯化剂与环烯或者聚丁二烯等碳，碳双键反应制的，产量少，主要用于辐射固化涂料。
绝大多数装饰性环氧树脂粉末涂料都是双酚A型环氧树脂，环氧当量为680～750，所用固化剂有多种，如胺、酰胺、酚、有机酸(酐)、有机酸盐及其加成物。最常用的固化剂是双氰胺(DIC、甲苯基二胍(OTB)，加速双酚A，双酚A环氧加成物和有机酸盐(用于低光粉末)。
如果采用EEW超出680～750范围的双酚A环氧树脂，则树脂/固化剂比应当作适当调整。有时采用EEW低于650的双酚A环氧树脂制备低温固化的粉末涂料 (固化温度低于250°F，121℃)，但这种树脂的玻璃化温度Tg很低(可能低于100°F，38℃)，影响了体系的贮存稳定性(熔结稳定性。
有时采用EEW900～1000和EEWl600～1800)的双酚A环氧树脂制备特殊效果的粉末涂料，如花纹粉末涂料，它们可以单独使用．但更多的是与EEW680～750的双酚A环氧树脂配合使用，EEW越高意味着固化涂膜的交联密度越低，因此涂膜的耐化学品性、尤其是耐溶剂性比较差。双酚A环氧树脂的官能度为2，也就是说在分子链端只有2个反应性环氧基，线性酚醛树脂、甲阶酚醛树脂与双酚F环氧树脂的反应活性要更强一些，这些树脂分子中的反应性基团大于2个，固化时的交联密度更高，因此涂膜的耐化学品性更高。据中国环氧树脂行业协会专家介绍，通常多官能度环氧树脂要比双酚A环氧树脂贵，因此为了降低成本，有时采用双酚A和线性酚醛环氧树脂配伍，使涂料体系的总体性能良好，同时原材料成本比较合理。双酚A、线性酚醛环氧树脂和双酚F环氧树脂都不耐UV光照射，因此均不能用于配制户外耐久性粉末涂料，当然，氢化双酚A
环氧树脂除外。
希望对你有所帮助。

⑤ 环氧树脂胶粘剂的原理是什么

环氧树脂是指分子中含有二个或二个以上环氧基并在适当化学助剂如固化剂存在下能形成三向交联结构的化合物之总称。1891年德国的Lindmann用对苯二酚和环氧氯丙烷反应生成了树脂状产物。1909年俄国化学家Prileschajew发现用过氧化苯甲醚和烯烃反应可生成环氧化合物。这两种化学反应至今仍是环氧树脂合成中的主要途径。1934年Schlack用胺类化合物使含有大于一个环氧基团的化合物聚合得到高分子聚合物，作为德国专利发表。n1938年后，瑞士的P.Castan及美国S.O.Greenlee所发表的多项专利都揭示了双酚A和环氧氯丙烷经缩聚反应合成环氧树脂，用有机多元胺或邻苯二甲酸酐均可使树脂固化，并具有优良的胶接性能。环氧树脂本身是热塑性线型结构的化合物，不能直接作胶黏剂使用，必须加入固化剂并在一定条件下进行固化交联反应，生成不溶（熔）体型网状结构 ，才有实际应用价值。因此，固化剂是环氧树脂胶黏剂必不可少的组分。

⑥ 环氧树脂固化剂及其固化机理

环氧树脂是一种无定形黏稠液体,加热呈塑性,没有明显的熔点,受热变软,逐渐熔化回而发黏答,不溶于水,本身不会硬化,因此它几乎没有单独的使用价值，只有和固化剂反应生成三维网状结构的不溶不熔聚合物才有应用价值。当加入一定量固化剂后,就逐渐固化,形成性能各异的化学物质，因此，必须加入固化剂，组成配方树脂，并且在一定条件下进行固化反应，生成立体网状结构的产物，才会显现出各种优良的性能，成为具有真正使用价值的环氧材料。工程中常用胺类固化剂:乙二胺、二乙烯多胺、多乙烯多胺等。

⑦ 环氧树脂的合成原理和固化原理

环氧树脂种类别抄双酚A型例:
双酚A型环氧树脂固化原理
环氧树脂结构羟基(〉CH-OH)、醚基(-O-)极泼环氧基存羟基醚基高度极性使环氧与相邻界面产较强间作用力环氧基团则与介质表面(特别金属表面)游离键起反应形化键环氧树脂具高黏合力用途广商业称作万能胶外环氧树脂做涂料、浇铸、浸渍及模具等用途环氧树脂未固化前呈热塑性线型结构使用必须加入固化剂固化剂与环氧树脂环氧基等反应变网状结构
溶且熔热固性品环氧树脂固化前相质量都高通固化才能形体形高环氧树脂固化要借助固化剂固化剂种类主要元胺元酸都含波氢原其用液态元胺类二亚乙基三胺三乙胺等环氧树脂室温固化需要加些促进剂(元硫醇)已达快速固化效
固化剂选择与环氧树脂固化温度关通温度固化般用元胺元硫胺等较高温度固化般选用酸酐元酸固化剂同固化剂其交联反应同
合原理
双酚A型环氧树脂由双酚A环氧氯丙烷碱性催化剂(通用NaOH)作用缩聚
合
(1)液态双酚A型环氧树脂合归纳起致两种:步二步步加碱二加碱二步间歇连续
(2)固态双酚A型环氧树脂合体两种:步二步步水洗、溶剂萃取溶剂二步本体聚合催化聚合

⑧ 哪位有环氧树脂固化剂的配方

环氧树脂固化剂是由苯酚、甲醛、乙二胺、对叔丁基苯酚、正丁醇缩水甘油醚版、聚丙二醇缩水甘油醚等权原料组分配比制成。

环氧树脂固化剂用作基于环氧树脂的粘合剂的材料技术领域。提供具有在低温、水下等特殊条件下特殊性能的环氧树脂固化剂。

特征是由苯酚、甲醛、乙二胺、对叔丁基苯酚、正丁醇缩水甘油醚、聚丙二醇缩水甘油醚等原料组分配比制成。优于一般固化剂，有低温固化，水中固化，快速固化，耐油，耐焰，韧性好，使用方便等积极效果。

(8)环氧树脂固化剂的配方设计原理扩展阅读：

环氧树脂固化体系中含有活性极大的环氧基、羟基以及醚键、胺键、酯键等极性基团，赋予环氧固化物对金、陶瓷、玻璃、混凝士、木材等极性基材以优良的附着力。

环氧树脂固化时基本上不产生低分子挥发物，所以可低压成型或接触压成型。能与各种固化剂配合制造无溶剂、高固体、粉末涂料及水性涂料等环保型涂料。

⑨ 环氧树脂胶黏剂配制原理

性能：
环氧树脂胶黏剂
环氧树脂胶黏剂系由环氧树脂加固化剂，填料等配制而成。
环氧树脂胶黏剂粘接强度高，硬度大，刚性好，能耐酸，碱，油和有机溶液，固化收缩小，可做为金属，水泥，陶瓷，玻璃，石料，木材，热固性塑料等材料的结构胶粘剂和建筑灌封材料。
原理分析：
配方中，环氧树脂和聚氯乙烯树脂为主要胶粘成分；邻苯二甲酸二辛脂为增塑剂；石英粉和白炭黑为填充改性剂；三氟化硼甘油，三氟化硼苯胺，二缩三乙二醇胺为固化剂；磷酸为酸化剂，并起固化促进作用及增加对金属的粘合力。
本品事双组分室温固化的环氧胶粘剂。被粘合的表面上涂以本品后，施加一定压力。即可让其在室温下固化。出固化条件为：16.5摄氏度时14-16秒，25摄氏度时7-9秒，30摄氏度时4-6秒。主要用于各种金属与金属，金属与非金属，以及各种硬塑料制品的粘合，具有很高的粘结强度。
敬请注意：仅供参考学习和试验，请勿用于商业。

⑩ 环氧树脂的固化原理

原理：环氧树脂固化剂是与环氧树脂发生化学反应，形成网状立体聚合物，把复合材料骨材包络在网状体之中。 使线型树脂变成坚韧的体型固体的添加剂。

一般认为它通过四种途径的反应而成为热固性产物。

（1）环氧基之间开环连接；

（2）环氧基与带有活性氢官能团的硬化剂反应而交联；

（3）环氧基与硬化剂中芳香的或脂肪的羟基的反应而交联；物樱

（4）环氧基或羟基与硬化剂所带基团发生反应而交联。

(10)环氧树脂固化剂的配方设计原理扩展阅读：

对环氧树脂胶黏剂的分类在行业中还有以下几种分法：

1、按其主要组成 分为纯环氧树脂胶黏剂和改性环氧树脂胶黏剂；

2、按其专业用途 分为机械用环氧树脂胶黏剂、建筑用雀伏环氧树脂胶黏剂、电子环氧树脂胶黏剂、修补用环氧树脂胶黏剂以及交通用胶、船舶用胶等；

3、按其施工条件 分为常温固化型胶、低温固化型胶和其他固化型胶；

4、按其包装形态 可分为单组分型胶、双组分胶和多组分型胶等；

还有其他的分法，如无溶剂型胶、有溶剂型胶及水基型胶等。但以组分分类应用较多。

其它类型

（1）缩水甘油酯类环氧树脂 缩水甘油酯类环氧树脂和二酚基丙烷环氧化树脂比较，它具有粘度低，使用工艺性好；反应活性高；粘合力比通用环氧树脂高，固化物力学性能好；电绝缘性好；耐气候性好，并且具有良好的耐超低温性。

在超低温条件下，仍具有比其它类型环氧树脂高的粘结强度。有较好的表面光泽度，透光性、耐气候性好。

（2）缩水甘油胺类环氧树脂 国内外已利用缩水甘油胺环氧树脂优越的粘接性和耐热性，来制造碳纤维增强的复合材料（CFRP）用于飞机二次结构材料。

（3）脂环族环氧树脂 这类环氧树脂是由脂环族烯烃的双键经环氧化而制得的，前者环氧基都直接连接在脂环上，而后者的环氧基都是以环氧丙顷蚂携基醚连接在苯核或脂肪烃上。脂环族环氧树脂的固化物具有以下特点：

①较高的压缩与拉伸强度；

②长期暴置在高温条件下仍能保持良好的力学性能；

③耐电弧性、耐紫外光老化性能及耐气候性较好。

（4）脂肪族环氧树脂