环氧树脂应用研究
作者 :  张永

  摘要:光环氧树脂是一种重要的热塑性,具有优良机械力学性能和耐化学腐蚀,机械强度高,收缩率低,电绝缘性能,粘结性强以及使用工艺简单灵活。广泛应用于涂料,粘合剂,浇铸件(主要是电气领域),模压材料,复合材料。环氧树脂容易燃烧,在许多的应用中需要对环氧树脂进行阻燃性能的改性。基于无卤环保阻燃剂的发展趋势,研究高效率环保的阻燃剂是很必要的。而环氧树脂只有在固化后才能显示出良好的性能,潜伏型固化剂的使用能有效地简化环氧树脂使用工艺,减低成本提高产品质量。因此有效地结合阻燃改性和潜伏型固化剂的研究,研制具有阻燃性能的潜伏型固化剂具有良好的前景及市场
  关键词:环氧树脂 应用
  
   一、环氧树脂概述
   1930年,环氧树脂首先由瑞十的Pierre Castan和美国的S.O.Greenlee合成,属于热固性塑料。作为聚合物的环氧树脂(EP)是由环氧齐聚物与称之为固化剂的物质发生化学反应而形成的三维网状大分子聚合物。
   环氧树脂一般是指分子中含有至少两个环氧基团的有机高分子化合物。这类树脂一般单独受热不会发生固化反应,但在某些催化剂或固化剂的作用下,环氧基团发生交联反应从而形成体型结构高聚物错误!未定义书签。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。典型的环氧树脂结构(如图1-1)。
   图1-1典型环氧树脂的结构
   环氧树脂经过固化后机械强度高,收缩率低,粘结性优良,电绝缘性高,耐腐蚀性能优良等。主要是由环氧树脂本身的分子结构特征所决定的,例如在双酚A环氧树脂的分子结构中有刚性结构的苯环使得固化后的环氧树脂具有良好的硬度,而柔韧性则是由于分子链子存在便于分子旋转的醚键。另外固化剂的种类和含量也起着相当的作用,如丁基缩水甘油醚,苯基缩水甘油醚作为活性稀释剂在固化是参与开环聚合反应,延长环氧开环链段而提高固化产物的韧性。[1,2,3]
   环氧树脂在应用时一般要加入固化剂,在一定条件下进行固化反应,生成三维网状结构的固化产物,才可以表现出各种优良的性能,成为具有真正使用价值的环氧材料。具有优良的物理机械和电绝缘性能、与各种材料的粘接性能、以及其使用工艺的灵活性是其他热固性塑料所不具备的4。因此它能制成涂料、复合材料、浇铸料、胶粘剂、模压材料和注射成型材料,在国民经济的各个领域中得到广泛的应用[3]。
   二、环氧树脂的应用
   涂料领域
   环氧树脂由于耐化学品性优良,漆膜对金属有良好的附着力,绝缘性和耐热性优越及色保性好,广泛应用于涂料领域。主要是用于:(1)汽车,船舶,容器表面,管道等金属制件的防腐保护及装饰 (2)冰箱、洗衣机外层涂料,电器设备绝缘涂料(3)其他领域,重防腐超耐磨陶瓷,塑料,太阳能板,武器等
   胶黏剂领域
   环氧树脂应用于胶黏剂被称为万能胶,对金属(钢,铜铝,铁等),陶策,玻璃,混凝土等非金属,及热固性塑料有良好的粘结性,是结构胶黏剂的重要品种。环氧树脂胶黏剂的主要应用如下表[3]:
   工程塑料和复合材料
   环氧复合材料是化工及航空、航天、军工等高技术领域的一种重要的结构材料和功能材料。主要是应用于:(1)汽车:钢车壳,玻璃钢车槽,显示器,方向盘等环氧树脂局部加强材料
   (2)工厂设备:管道,模具,容器,轴,传动装置等部件
   (3)航空航天及其他领域,飞机机身,螺旋桨,发动机叶片,保温材料航天飞行器磁悬浮列车轨道等
   电子器件
   电器、电机绝缘封装件的浇注,如传感器,干式变压器等高低压电器的密封性绝缘器件
   电子元件和线路的器件的灌封绝缘。已成为电子工业不可缺少的重要绝缘材料
   电子级环氧模塑料用于半导体元器件的塑封
   环氧绝缘性涂料和胶黏剂
   三、环氧树脂固化剂
   在实际应用中,环氧树脂一般不是单独应用的,只有加入固化剂,并在一定条件下发生固化反应形成三维网状结构的产物才具有优秀的实用意义。并且固化后的产物的性能不仅和环氧树脂的结构有关,固化剂的组成和含量也直接影响固化后的环氧树脂质量性能和应用。可以看出环氧树脂固化剂在环氧树脂体系中的重要性。由于环氧树脂的品种在一定程度上必不能满足工业上的需求,而环氧树脂固化剂的开发扩展环氧树脂的应用领域,弥补了工业上对环氧树脂的需求,较之环氧树脂的开发更有可操作性和经济价值[5,6,7]。
   环氧树脂固化剂一般定义为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。按固化技术[8]可以分成热固化,微波固化和光固化,而按固化条件可以分成低温固化剂固化温度在室温以下;室温固化剂固化温度为室温~50℃;中温固化剂为50~100℃;高温固化剂固化温度在100℃以上。一般较普遍的是分成显在型固化剂和潜伏型固化剂。
  
  参考文献:
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  [5]何祟军,蔡立彬等.环氧树脂固化体系研究进展[J].广东化工,2002(4):109-111
  [6]王青.环氧树脂固化剂研究进展[J].全面腐蚀控制,2001(6)
  [7]夏青.国内外环氧树脂生产及市场[J].化工科技,2001
  [8]王伟.环氧树脂固化技术及固化剂研究进展[J].热固性塑料,2001(3)
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  [8] 王伟.环氧树脂固化技术及固化剂研究进展[J].热固性塑料,2001,16(3)

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