环氧树脂产品说明材料简介

    环氧树脂是泛指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机高分子化合物，除个别外，它们的相对分子质量都不高。环氧树脂的分子结构是以分子链中含有活泼的环氧基团为其特征，环氧基团可以位于分子链的末端、中间或成环状结构。由于分子结构中含有活泼的环氧基团，使它们可与多种类型的固化剂发生交联反应而形成不溶、不熔的具有三向网状结构的高聚物。凡分子结构中含有环氧基团的高分子化合物统称为环氧树脂。固化后的环氧树脂具有良好的物理化学性能，它对金属和非金属材料的表面具有优异的粘接强度，介电性能良好，变定收缩率小，制品尺寸稳定性好，硬度高，柔韧性较好，对碱及大部分溶剂稳定，因而广泛应用于国防、国民经济各部门，作浇注、浸渍、层压料、粘接剂、涂料等用途。中国自1958年开始对环氧树脂进行了研究，并以很快的速度投入了工业生产，至今已在全国各地蓬勃发展，除生产普通的双酚A-环氧氯丙烷型环氧树脂外，尚生产各种类型的新型环氧树脂，以满足国防建设及国发经济各部门的急需。

环氧树脂-发展简史

    环氧树脂的发明曾经历了相当长的时期。早在1891年，德国的Lindmann用对苯二酚与环氧氯丙烷反应，缩聚成树脂并用酸酐使之固化。但是它的使用价值没有被揭示。1930年，瑞士的Pierre Castan和美国的S.O.Greenlee进一步进行研究，用有机多元胺使上述树脂固化，显示出很高粘接强度，这才引起了人们的重视。广泛地讲，环氧树脂可以从含有链烯基的母体化合物合成，也可以从含有活性氢原子的母体化合物合成。20世纪初首先报导了烯烃的环氧化，但直到20世纪40年代中期，Swern和他在美国的合作伙伴开始研究聚不饱和天然油的环氧化时，此项技术也仅应用于高相对分子质量单环氧化合物的生产并引起广泛的工业化规模开发的兴趣。10年之后才应用于环氧树脂合成技术之中。

      大约在20世纪20年代中期已经报导了双酚A与环氧氯丙烷反应产物，15年后首创了不稳定的环氧化脂肪胺中间产物的生产技术。1933年德国的Schlack研究现代双酚A环氧树脂同双酚A的分离技术。尽管一年之后Schlack报导了双环氧化合物同有机酸、无机酸、胺和硫醇的反应，但确定双酚A环氧树脂的工业价值的还是瑞士De Trey Freres公司的Castan和美国Devoe＆Rayno1ds公司的Greenlee。1936年，Castan生产了琥珀色环氧氯丙烷一双酚A树脂，并同邻苯二甲酸酐反应生产出用于浇铸和模塑制品的具有工业意义的热固性制品。1939年年初Greenlee也独自生产出了高分子质量双酚A环氧氯丙烷树脂并用于热固性涂料。1937年到1939年欧洲曾尝试用环氧树脂补牙，但没有成功。除此之外，在次世界大战前，没有开发环氧树脂技术。战后不久Devoe＆Rayno1ds开始试生产涂料树脂，而CIBA公司得到De Trey Freres许可，开始进一步发展液体涂料、层压材料和粘接剂用液体环氧树脂。1943年Castan的基本专利授权。然而环氧树脂次具有工业价值的制造是在1947年由美国的Devoe-Raynolds公司完成的，它开辟了环氧氯丙烷一双酚A树脂的技术历史，环氧树脂开始了工业化开发，且被认为是优于老的酚醛树脂和聚酯树脂的一种技术进步。这种树脂几乎能与大多数其他热固性塑料的性能相媲美，在一些特种应用领域其性能优于酚醛和聚酪。不久瑞士的CIBA(汽巴)公司、美国的Shell(壳脾)和Dow(道)公司开始了环氧树脂的工业化生产和应用开发工作。20世纪50年代后期，美国的两个主要公司，汽巴和Devoe-Raynolds继续研究缩水甘油醚型环氧树脂，壳牌化学公司只提供环氧氯丙烷，联合碳化物塑料公司首先制造酚醛树脂和双酚A，欧洲汽巴和壳牌集中开发了环氧树脂。

      水性环氧树脂材料1955年夏季，四种基本环氧树脂在美国获得生产制造许可证，Dow Chemical co．和Reichho1d化合物公司建立了环氧树脂生产线。在普通双酚A环氧树脂生产应用的同时，一些新型的环氧树脂相继问世。如1956年美国联合碳化物公司开始出售脂环族环氧树脂，1959年Dow化学公司生产酚醛环氧树脂。大约在1960年，Koppers，co．生产了邻甲酚醛环氧，1965年初，汽巴开始生产和经销该种树脂。在1955～1965年期间，环氧树脂质量明显提高，双酚A环氧树脂已有所有的平均相对分子质量等级的牌号。酚醛环氧确立了明显的耐高温应用的优级性能。壳牌化学品公司和联碳塑料生产多官团能酚缩水甘油醚等特种耐温树脂，制造商还提供了脂肪族多元醇一环氧氯丙烷树脂。Unio Carbide开发了对氨基苯酚三缩水甘油醚树脂。1957年有关环氧树脂的合成工艺的专利问世，是由Shell Developmet co．申请的，该专利研究了固化剂和填加剂的应用工艺方法，揭示了环氧树脂固化物的应用。

环氧树脂-类型分类

1、 缩水甘油醚类环氧树脂

2、 缩水甘油酯类环氧树脂

3、 缩水甘油胺类环氧树脂

4、 线型脂肪族类环氧树脂

5、 脂环族类环氧树脂

环氧树脂-材料特性

1、耐化学药品性 选用活泼氢的摩尔质量为38的多元胺加成物固化剂，取环氧基：活泼氢=1：1(mol比)，采用五种环氧树脂分别为：配方10双酚A型环氧树脂，环氧当量189，环氧官能度1.8；配方20酚醛环氧树脂，环氧当量175，环氧官能度2.2；配方30线型酚醛环氧树脂，环氧当量200，环氧官能度2.7；配方40对氨基酚环氧树脂，环氧当量110，环氧官能度3.0；配方50由双酚A型环氧树脂：对氨基酚环氧树脂=50：50(质量比)组成，环氧当量139，环氧官能度2.5。配方40由于环氧官能度高，交联固化涂膜的交联密度大，耐化学药品性突出，但因涂膜内的氨基氮原子易受酸类进攻，则耐酸性差。值得注意的是，只有酚醛环氧树脂涂膜有稍好的耐酸性和耐甲醇性。

2、防介质渗透性 常见的气体和液体腐蚀性渗透介质(简称介质)对涂膜有较强的渗透能力。环氧树脂涂膜有优异的防介质渗透能力，快速而准确地预测环氧涂膜的抗介质渗透性，引起人们关注。溶剂的溶解度参数(简称溶度参数)与破坏环氧涂膜的关系、水蒸气和盐水对环氧涂膜渗透率及涂膜耐水性的研究等，均已报道。(1)环氧清漆配方及渗透量及相关参数。将配方1～5制得的环氧清漆液倒在预涂稀胶水的120mm90mm玻璃板上，充分流平，在30～35固化24h，固化后的样板浸泡在30℃水中，经4h后，剥在40～65μm的游离环氧涂膜。在50mm50mm0.1mm铜板上浸涂配方1～6的环氧清漆液，次在180℃固化5min，次在180℃固化25min，得到40～65μm的固定环氧涂膜。采用配方6的基料调整固化剂用量，制得不同有效交联密度的环氧涂膜。游离膜和固定膜经红外分析，证明涂膜中的环氧基与活泼氢充分交联固化。有效交联密度环氧树脂与固化剂交联固化成网络结构的涂膜。涂膜内交联点间摩尔质量可表征环氧涂膜交联点间链段长度(或相对分子质量)，交联点间摩尔质量(Mc)计算式。环氧涂膜的P定量反映涂膜交联固化程度，Mc定性反映涂膜交联固化网络孔径大小。由计算和试验得知，P值大(Mc值小)的环氧涂膜，对渗透介质穿透涂膜的抵挡作用强，则渗透介质(Mc值大)的环氧涂膜，对渗透介质穿透涂膜的抵挡作用弱，则渗透介质对环氧涂膜的渗透量(Rm)大。当把几种不同P值的环氧涂膜浸泡在二甲苯中时。相对溶股参数。当环氧涂膜与渗透介质间的相互作用达到值时，渗透介质会完全破坏环氧涂膜，当δR<1时，液体渗透介质对环氧涂膜的渗透量(Rm)随δR增大而增大；当δR>1时，液体渗透介质对环氧涂膜的渗透量(Rm)随δR增大而减少。

3、物理性能 环氧涂膜的物理力学性的主要内容是：涂膜结构与抗张强度、硬度、玻璃化温度、剥离强度等的关系。

4、综合性能 不同固化体系形成的环氧涂膜具有不同的性能。环氧涂料优异的粘结性、耐化学药品性、防腐蚀性和耐水性等特性，有的性能是其他涂料品种望尘莫及的。环氧涂料是许多领域不可缺少的材料。环氧涂料的特性能否充分展示，取决于环氧树脂的结构、固化剂的性质及固化条件、各种助剂的功效等因素，这是环氧涂料配方设计时应解决的问题。尽管环氧涂料有许多优点，但其户外耐候性和耐含氧酸性差，为克服上述缺点，已有新品种问世。

环氧树脂-应用特性

 1、 形式多样。各种树脂、固化剂、改性剂体系几乎可以适应各种应用对形式提出的要求，其范围可以从极低的粘度到高熔点固体。

2、 固化方便。选用各种不同的固化剂，环氧树脂体系几乎可以在0～180℃温度范围内固化。

3、 粘附力强。环氧树脂分子链中固有的极性羟基和醚键的存在，使其对各种物质具有很高的粘附力。环氧树脂固化时的收缩性低，产生的内应力小，这也有助于提高粘附强度。

4、 收缩性低。环氧树脂和所用的固化剂的反应是通过直接加成反应或树脂分子中环氧基的开环聚合反应来进行的，没有水或其它挥发性副产物放出。它们和不饱和聚酯树脂、酚醛树脂相比，在固化过程中显示出很低的收缩性（小于2\%）。

5、 力学性能。固化后的环氧树脂体系具有优良的力学性能。 6、 电性能。固化后的环氧树脂体系是一种具有高介电性能、耐表面漏电、耐电弧的优良绝缘材料。

7、 化学稳定性。通常，固化后的环氧树脂体系具有优良的耐碱性、耐酸性和耐溶剂性。像固化环氧体系的其它性能一样，化学稳定性也取决于所选用的树脂和固化剂。适当地选用环氧树脂和固化剂，可以使其具有特殊的化学稳定性能。

8、 尺寸稳定性。上述的许多性能的综合，使环氧树脂体系具有突出的尺寸稳定性和耐久性。

9、 耐霉菌。固化的环氧树脂体系耐大多数霉菌，可以在苛刻的热带条件下使用。

环氧树脂-使用指南

    环氧树脂及环氧树脂胶粘剂本身，但由于在制备过程中添加了溶剂及其它有毒物，因此不少环氧树脂“有毒”，近年国内环氧树脂业正通过水性改性、避免添加等途径，保持环氧树脂“”本色。环氧树脂一般和添加物同时使用，以获得应用价值。添加物可按不同用途加以选择，常用添加物有以下几类：（1）固化剂；（2）改性剂；（3）填料；（4）稀释剂；（5）其它。 其中固化剂是必不可少的添加物，无论是作粘接剂、涂料、浇注料都需添加固化剂，否则环氧树脂不能固化。由于用途性能要求各不相同，对环氧树脂及固化剂、改性剂、填料、稀释剂等添加物也有不同的要求。