環(huán)氧樹(shù)脂

環(huán)氧樹(shù)脂是指一種分子中含有兩個(gè)以上環(huán)氧基團(tuán)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(kāi)，固化交聯(lián)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所以是熱固性樹(shù)脂。BPA A 環(huán)氧樹(shù)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(shù)脂

1958年起，中國(guó)開(kāi)始研究環(huán)氧樹(shù)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(jiàn)的雙酚a，全國(guó)各地都很興盛-除環(huán)氧氯丙烷環(huán)氧樹(shù)脂外，還生產(chǎn)各種類型的新型環(huán)氧樹(shù)脂，以滿足國(guó)防建設(shè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)部門的迫切需要。

分類標(biāo)準(zhǔn)

目前，環(huán)氧樹(shù)脂的分類還沒(méi)有統(tǒng)一，一般按強(qiáng)度來(lái)分、環(huán)氧樹(shù)脂有16個(gè)主要品種，包括通用膠粘劑，按耐熱等級(jí)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(diǎn)焊膠、環(huán)氧樹(shù)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(duì)環(huán)氧粘合劑進(jìn)行分類：

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

2、 按其專業(yè)用途分為機(jī)械用環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑、建筑用環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑、電子環(huán)氧粘合劑、修補(bǔ)和交通用環(huán)氧樹(shù)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(wú)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。

物質(zhì)特性

普通液體環(huán)氧樹(shù)脂的外觀

環(huán)氧樹(shù)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(shù)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(guò)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(shù)脂的、羧基，開(kāi)環(huán)環(huán)氧，然后與聚氨酯膠粘劑中的異氰酸酯反應(yīng)?；蛘邔h(huán)氧樹(shù)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(shù)脂作為多羥基組分，結(jié)合了聚氨酯和環(huán)氧樹(shù)脂的優(yōu)點(diǎn)，具有良好的粘接強(qiáng)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(shù)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(shù)脂；

5． 改進(jìn)的環(huán)氧樹(shù)脂本身。

生產(chǎn)情況

1.1國(guó)內(nèi)外環(huán)氧樹(shù)脂生產(chǎn)情況

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

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

雖然全球環(huán)氧樹(shù)脂已進(jìn)入成熟階段，但未來(lái)五年全球環(huán)氧樹(shù)脂行業(yè)的復(fù)合增長(zhǎng)率為4%5%左右。但是從國(guó)內(nèi)市場(chǎng)來(lái)看，2002年-2013年，中國(guó)環(huán)氧樹(shù)脂表觀消費(fèi)量年復(fù)合增長(zhǎng)率為10%以上，遠(yuǎn)高于全球環(huán)氧樹(shù)脂行業(yè)的平均增長(zhǎng)率。預(yù)計(jì)未來(lái)國(guó)內(nèi)環(huán)氧樹(shù)脂行業(yè)仍將穩(wěn)步增長(zhǎng)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(guó)生產(chǎn)，拉動(dòng)了環(huán)氧樹(shù)脂的需求；另一方面，國(guó)內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高，與國(guó)外企業(yè)相比逐漸具有比較優(yōu)勢(shì)。

與中國(guó) 隨著美國(guó)GDP繼續(xù)保持高速增長(zhǎng)趨勢(shì)，未來(lái)幾年國(guó)內(nèi)環(huán)氧樹(shù)脂需求的年復(fù)合增長(zhǎng)率將達(dá)到10%2015年總消費(fèi)量將達(dá)到150萬(wàn)噸，占全球環(huán)氧樹(shù)脂消費(fèi)市場(chǎng)的60%左右。

需求品種

2.1國(guó)外環(huán)氧樹(shù)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(guó)內(nèi)環(huán)氧樹(shù)脂消費(fèi)品種和品牌

國(guó)內(nèi)實(shí)際生產(chǎn)的雙酚a環(huán)氧樹(shù)脂只有幾個(gè)品牌。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1997年全國(guó)環(huán)氧樹(shù)脂需求量約110萬(wàn)噸，產(chǎn)量約30萬(wàn)噸，進(jìn)口約60萬(wàn)噸。國(guó)內(nèi)環(huán)氧產(chǎn)品品牌單一，以雙酚A型為主。由于國(guó)產(chǎn)環(huán)氧質(zhì)量較差，很多要求苛刻的場(chǎng)合需要進(jìn)口國(guó)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(shù)脂在各行業(yè)的分布

環(huán)氧樹(shù)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(shù)脂（印刷電路板主要用于電子工業(yè)）占四分之一。

中國(guó)是世界上最大也是最后一塊環(huán)氧樹(shù)脂的處女地，中國(guó)環(huán)氧樹(shù)脂市場(chǎng)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(cè)，2000年中國(guó)將需要4萬(wàn)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(duì)環(huán)氧樹(shù)脂的需求越來(lái)越大。

東北地區(qū)必將成為環(huán)氧樹(shù)脂的巨大潛在市場(chǎng)。

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(guó)是世界第四大粉末涂料生產(chǎn)國(guó)，也是亞洲最大的粉末涂料生產(chǎn)國(guó)。我國(guó)政府已將粉末涂料和水性涂料確定為未來(lái)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。

用量

根據(jù)用戶計(jì)量添加和使用s公式。

貯存

本品在5℃-35℃長(zhǎng)期室內(nèi)儲(chǔ)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(shù)脂體系幾乎可以在0 ~ 180℃的溫度范圍內(nèi)固化。

3． 附著力強(qiáng)。

4． 縮率低。

5． 的機(jī)械性能。固化后的環(huán)氧樹(shù)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。

類型分類

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

1． 縮水甘油醚環(huán)氧樹(shù)脂

2． 縮水甘油酯環(huán)氧樹(shù)脂

3． 縮水甘油胺環(huán)氧樹(shù)脂

4． 線性脂肪族環(huán)氧樹(shù)脂

5． 脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂

復(fù)合材料

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

甘油醚類

1）雙酚丙烷環(huán)氧樹(shù)脂

二酚丙烷環(huán)氧樹(shù)脂由二酚丙烷和環(huán)氧氯丙烷縮聚而成。

樹(shù)脂的工業(yè)控制指標(biāo)如下

①環(huán)氧值。

②無(wú)機(jī)氯含量。

③有機(jī)氯含量。

④揮發(fā)分。

⑤粘度或軟化點(diǎn)。

2）酚醛多環(huán)氧樹(shù)脂

3）其他多羥基苯酚縮水甘油醚環(huán)氧樹(shù)脂

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

其它類型

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

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

3）脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂 這種環(huán)氧樹(shù)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(shù)脂

環(huán)氧樹(shù)脂和環(huán)氧樹(shù)脂粘合劑是無(wú)毒的，但由于在制備過(guò)程中加入了溶劑和其他有毒物質(zhì)，許多環(huán)氧樹(shù)脂“有毒”國(guó)內(nèi)環(huán)氧樹(shù)脂行業(yè)正在進(jìn)行水性化改性、避免添加和其他方式保留環(huán)氧樹(shù)脂“無(wú)毒”本色。環(huán)氧樹(shù)脂一般與添加劑同時(shí)使用，以獲得應(yīng)用價(jià)值。添加劑可以根據(jù)不同的用途來(lái)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(shù)脂會(huì)變質(zhì)無(wú)法治愈。由于性能要求不同，環(huán)氧樹(shù)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(shù)脂原材料

2．固化劑的用量

1）當(dāng)使用胺作為交聯(lián)劑時(shí)，按照下式計(jì)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(shù)脂的環(huán)氧當(dāng)量數(shù)）

2）使用酸酐時(shí)，按下式計(jì)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(shí)驗(yàn)系數(shù)

3． 固化劑選擇原則：固化劑對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂的性能影響很大，一般根據(jù)以下幾點(diǎn)來(lái)選擇。

1）從安全上選擇：一般來(lái)說(shuō)毒性小一點(diǎn)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(qiáng)度和抗剝離性。

2）聚酰胺樹(shù)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(shù)脂：提高抗剝離性和沖擊強(qiáng)度。

5）異氰酸酯：降低透濕性，增加耐水性。

6）硅樹(shù)脂：提高耐熱性。

四）填料的選擇

環(huán)氧樹(shù)脂作為防腐材料，不僅致密、抗水、抗?jié)B漏好、強(qiáng)度高，附著力強(qiáng)、常溫操作、工藝性好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格適中。使用這種材料的防腐工程一般包括：以樹(shù)脂復(fù)合物為輔襯的玻璃鋼整體面層和隔離層，用樹(shù)脂膠泥和砂漿鋪設(shè)的砌塊面層，用樹(shù)脂膠泥勾縫灌漿的砌塊面層，用樹(shù)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(shù)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(huì)有很大的不同。專家表示，防腐工程中常用的環(huán)氧樹(shù)脂可以單獨(dú)使用，也可以與不飽和聚酯樹(shù)脂配合使用、乙烯基酯樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂和呋喃樹(shù)脂結(jié)合形成復(fù)合結(jié)構(gòu)，充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)、降低成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量、方便施工。也可以用其他樹(shù)脂改性形成改性樹(shù)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(shù)脂物理改性產(chǎn)物，使其性能介于環(huán)氧樹(shù)脂和煤焦油之間。物理改性樹(shù)脂中的二次樹(shù)脂一般占總量的30 ~ 50%樹(shù)脂經(jīng)過(guò)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(shù)脂本質(zhì)上是最典型的環(huán)氧化學(xué)改性樹(shù)脂。有時(shí)采用兩種或兩種以上綜合性能較好的樹(shù)脂材料，根據(jù)各自的特點(diǎn)，在工程的不同部位統(tǒng)一不同的結(jié)構(gòu)，依次進(jìn)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(shù)脂防腐材料主要由以下材料組成。一種是環(huán)氧樹(shù)脂，是指含有環(huán)氧基團(tuán)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(guó)外防腐市場(chǎng)對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂的需求已經(jīng)大大減少，主要是因?yàn)椴伙柡途埘?shù)脂在防腐樹(shù)脂中發(fā)展很快、而且品種很多由于不飽和聚酯樹(shù)脂在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)起步較晚，環(huán)氧樹(shù)脂仍是防腐蝕領(lǐng)域的主要樹(shù)脂品種之一。環(huán)氧樹(shù)脂的主要特點(diǎn)是粘接強(qiáng)度高、收縮率低、產(chǎn)品脆性大、價(jià)格相對(duì)較高，室溫固化的樹(shù)脂使用溫度不超過(guò)80℃；第二種是環(huán)氧樹(shù)脂的固化劑，有胺類、酸酐類、樹(shù)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(wú)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(lái)越多的關(guān)注和好評(píng)；第三，稀釋劑，環(huán)氧樹(shù)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(shí)，兩種非活性稀釋劑可以混合，有時(shí)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(kāi)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(jiǎn)單的環(huán)氧樹(shù)脂固化后易碎、沖擊韌度、抗折強(qiáng)度和耐熱性較差，常用增塑劑、增韌劑增加樹(shù)脂的可塑性、改善韌性、提高彎曲強(qiáng)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(shù)脂用量的20 ~ 40%重量)配制膩?zhàn)訒r(shí)，用量可以多一些，一般是樹(shù)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。

用途選擇

粘合劑最好選擇中等環(huán)氧值（25-45）樹(shù)脂，如6101．634；最好選擇環(huán)氧值高的作為澆注料（40）樹(shù)脂，如618．6101；一般選擇環(huán)氧值低的涂料（25）樹(shù)脂，如601．604．607．609等。

機(jī)械強(qiáng)度

環(huán)氧值過(guò)高的樹(shù)脂強(qiáng)度較高，但易碎；高低溫強(qiáng)度好，環(huán)氧值適中；環(huán)氧值低導(dǎo)致高溫下強(qiáng)度差。因?yàn)閺?qiáng)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(qiáng)度的差異。

操作要求

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

種類

脂肪胺通常用作環(huán)氧樹(shù)脂的固化劑、脂環(huán)胺、芳香胺、聚酰胺、酸酐、樹(shù)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(shù)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(shí)，按照下式計(jì)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(shù)脂的環(huán)氧當(dāng)量數(shù)）

變化范圍不超過(guò)10-20%如果用過(guò)量的胺固化樹(shù)脂，會(huì)使樹(shù)脂變脆。如果用量太小，固化不完善。

2）使用酸酐時(shí)，按下式計(jì)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(shí)驗(yàn)系數(shù)

選擇原則

固化劑對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂的性能影響很大，一般根據(jù)以下幾點(diǎn)來(lái)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(shù)脂到不能使用的時(shí)間。為了延長(zhǎng)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(lái)說(shuō)毒性小一點(diǎn)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(shù)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(qiáng)度和抗剝離性。

2）聚酰胺樹(shù)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(shù)脂類：能提高耐溫性和耐腐蝕性。

6）聚酯樹(shù)脂：提高抗沖擊鞣性。

7）烏拉爾三聚氰胺樹(shù)脂：增加耐化學(xué)性和強(qiáng)度。

8）糠醛樹(shù)脂：改善靜態(tài)彎曲性能和耐酸性。

9、乙烯樹(shù)脂：提高抗剝離性和沖擊強(qiáng)度。

10）異氰酸酯：降低透濕性，增加耐水性。

11）硅樹(shù)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(shù)脂固化時(shí)的散熱條件填料的使用還可以減少環(huán)氧樹(shù)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(jiǎn)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(jī)械強(qiáng)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(rùn)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(bào)道量適中（27-35%P、AS、Sb、Bi、Ge、Sn、氧化鉛可以在高溫下加入樹(shù)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(shù)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(guò)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(shù)脂必須經(jīng)過(guò)處理、固化劑、填料、改性劑、應(yīng)對(duì)稀釋劑等所有材料進(jìn)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?jī)?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(shí)候用試劑級(jí)的比較好）

3）了解每種材料是否無(wú)效。

在缺乏驗(yàn)收條件的工廠，使用前最好按照配方做一個(gè)樣品測(cè)試。

操作時(shí)間

操作時(shí)間（也就是工作時(shí)間或者使用期限）是固化時(shí)間的一部分，混合后，樹(shù)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(shí)間內(nèi)做好所有施工和定位工作。

進(jìn)入固化

混合物開(kāi)始進(jìn)入固化階段（也稱作熟化階段），當(dāng)它開(kāi)始凝膠或“突變”此時(shí)環(huán)氧長(zhǎng)時(shí)間不起作用，也可能失去粘性。它可以 在這個(gè)階段不要被打擾。會(huì)變成像硬橡膠一樣的軟凝膠，可以用大拇指按壓。

因?yàn)榇藭r(shí)混合物只是部分固化，新使用的環(huán)氧樹(shù)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(wú)論如何，對(duì)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(shí)，可以進(jìn)行打磨和成型。這時(shí)，你可以 不要用拇指按它此時(shí)，環(huán)氧樹(shù)脂約為90%最終的反應(yīng)強(qiáng)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(shí)新使用的環(huán)氧樹(shù)脂不能與之發(fā)生化學(xué)鍵合，必須對(duì)環(huán)氧表面進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)處理，如拋光，以獲得良好的粘接機(jī)械強(qiáng)度。

環(huán)氧樹(shù)脂優(yōu)異的物理機(jī)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(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域。

涂料用途

環(huán)氧樹(shù)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(qiáng)的附著力，特別是對(duì)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(shù)脂涂料耐候性差，室外漆膜易粉化無(wú)光不飽滿，不適合室外涂料和高裝飾性涂料。因此，環(huán)氧樹(shù)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(shù)脂制成的漆可以在戶外使用。

膠粘用途

環(huán)氧樹(shù)脂除了對(duì)聚烯烴等非極性塑料附著力差，對(duì)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(shù)脂、氨基、不飽和聚酯具有優(yōu)異的粘接性能，因此被稱為萬(wàn)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(shù)脂的高絕緣性能、許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，如高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和良好的密封性能，已用于高低壓電器、電機(jī)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(jī)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(dòng)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(jí)環(huán)氧模塑料用于半導(dǎo)體元件的塑料封裝。來(lái)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(shì)。

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。

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。

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

優(yōu)缺對(duì)照

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

1．環(huán)氧樹(shù)脂單獨(dú)使用的應(yīng)用價(jià)值很低，需要配合固化劑使用才有實(shí)用價(jià)值。

2．高粘接強(qiáng)度：在合成膠中，環(huán)氧樹(shù)脂膠的粘接強(qiáng)度位居前列。

3．固化收縮率小，環(huán)氧樹(shù)脂膠的收縮率是膠粘劑中最小的，這也是環(huán)氧樹(shù)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(gè)月，性能不變。

5．電絕緣性優(yōu)良：環(huán)氧樹(shù)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(shù)脂的優(yōu)點(diǎn)是好的，但也有其缺點(diǎn)：

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(zhǎng)率小。

第三、剝離強(qiáng)度低。

第四、抗機(jī)械沖擊和熱沖擊能力差。

環(huán)氧樹(shù)脂軟化劑的應(yīng)用特點(diǎn)

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

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

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

4、收縮性低。環(huán)氧樹(shù)脂與固化劑的反應(yīng)是通過(guò)樹(shù)脂分子中環(huán)氧基團(tuán)的直接加成反應(yīng)或開(kāi)環(huán)聚合進(jìn)行的，沒(méi)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(shù)脂、與酚醛樹(shù)脂相比，它在固化過(guò)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(shù)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(shù)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(shù)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(shù)脂和固化劑。適當(dāng)選擇環(huán)氧樹(shù)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(shù)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(shù)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(shù)脂大致可以分為五類：

1、縮水甘油醚環(huán)氧樹(shù)脂

2、縮水甘油酯環(huán)氧樹(shù)脂

3、縮水甘油胺環(huán)氧樹(shù)脂

4、線性脂肪族環(huán)氧樹(shù)脂

5、脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂

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

1、縮水甘油醚環(huán)氧樹(shù)脂

縮水甘油醚環(huán)氧樹(shù)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(shù)脂

二酚丙烷環(huán)氧樹(shù)脂由二酚丙烷和環(huán)氧氯丙烷縮聚而成。

樹(shù)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(shù)脂性能最重要的指標(biāo)，工業(yè)環(huán)氧樹(shù)脂型號(hào)是根據(jù)環(huán)氧值的不同來(lái)區(qū)分的。環(huán)氧值是指每100g樹(shù)脂中含有環(huán)氧基團(tuán)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(shù)脂克數(shù)。

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

③有機(jī)氯含量。樹(shù)脂中有機(jī)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(huì)影響樹(shù)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(diǎn)。

2)酚醛聚環(huán)氧樹(shù)脂酚醛聚環(huán)氧樹(shù)脂包括酚醛型、與二酚丙烷環(huán)氧樹(shù)脂相比，鄰甲酚醛聚環(huán)氧樹(shù)脂在線性分子中含有兩個(gè)以上的環(huán)氧基團(tuán)，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(shù)脂和表氯醇縮聚而成。

3)其他實(shí)用的多羥基苯酚縮水甘油醚型環(huán)氧樹(shù)脂 包括：間苯二酚環(huán)氧樹(shù)脂、間苯二酚-甲醛型環(huán)氧樹(shù)脂、四酚乙烷環(huán)氧樹(shù)脂和三羥基苯基甲烷環(huán)氧樹(shù)脂，這些多官能縮水甘油醚樹(shù)脂具有較高的熱變形溫度和固化后的剛性，可單獨(dú)與通用E樹(shù)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(shù)脂在脂肪族多元醇的縮水甘油醚分子中包含兩個(gè)或多個(gè)環(huán)氧基團(tuán)，并且這些樹(shù)脂中的大多數(shù)具有低粘度；它們大部分是長(zhǎng)鏈線性分子，因此是柔性的。

2、其他類型的環(huán)氧樹(shù)脂

1)縮水甘油環(huán)氧樹(shù)脂 與二酚丙烷環(huán)氧樹(shù)脂相比，縮水甘油環(huán)氧樹(shù)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(shù)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(shù)脂更高的粘接強(qiáng)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(shù)脂 這種樹(shù)脂的優(yōu)點(diǎn)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?？s水甘油胺環(huán)氧樹(shù)脂優(yōu)異的粘接性和耐熱性已被國(guó)內(nèi)外用于制造碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(CFRP)用于飛機(jī)輔助結(jié)構(gòu)的材料。

3)脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂 是一種環(huán)氧樹(shù)脂，通過(guò)環(huán)氧化脂環(huán)族烯烴的雙鍵來(lái)制備它們的分子結(jié)構(gòu)與雙酚丙烷環(huán)氧樹(shù)脂和其他環(huán)氧樹(shù)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(guò)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(shù)脂具有以下特性：①抗壓和抗拉強(qiáng)度高;②長(zhǎng)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(shù)脂 的分子結(jié)構(gòu)既沒(méi)有苯核，也沒(méi)有脂環(huán)結(jié)構(gòu)。只有脂肪鏈，環(huán)氧基團(tuán)連接到脂肪鏈上。環(huán)氧化聚丁二烯樹(shù)脂固化后的強(qiáng)度、韌性、粘接性、良好的耐正負(fù)溫度性能。