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环氧树脂 - 豆丁网
发表时间: 2024-05-20 06:51:09 作者: 工业厂房环氧地坪
英文术语:epoxy Resin凡分子结构中含有环氧基团的高分子化合物统称环氧树脂砂浆地坪为环氧树脂。固化后的环氧树脂拥有非常良好的物理化学性能,它对金属和非金属材料的表面具备优秀能力的粘接强度,介电性能良好,变定收缩率小,制品尺寸稳定性高,硬度高,柔韧性较好,对碱及大部分溶剂稳定,因而大范围的应用于国防、国民经济各部门,作浇注、浸渍、层压料、粘接剂、涂料等用途。我国自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,至今已在全国各地蒸蒸日上,除生产普通的双酚A 环氧氯丙烷型环氧树脂外,也生产很多类型的新型
环氧树脂英文术语:epoxyResin凡分子结构中含有环氧基团的高分子化合物统称环氧树脂砂浆地坪为环氧树脂。固化后的环氧树脂拥有非常良好的物理化学性能,它对金属和非金属材料的表面具备优秀能力的粘接强度,介电性能良好,变定收缩率小,制品尺寸稳定性高,硬度高,柔韧性较好,对碱及大部分溶剂稳定,因而大范围的应用于国防、国民经济各部门,作浇注、浸渍、层压料、粘接剂、涂料等用途。我国自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,至今已在全国各地蒸蒸日上,除生产普通的双酚A-环氧氯丙烷型环氧树脂外,也生产很多类型的新型环氧树脂,以满足国防建设及国家经济各部门的急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。类型1.活性氢化物与环氧氯丙烷环氧树脂砂浆地坪反应;2.以过氧化氢或过酸(例过醋酸)将双键进行液相氧化;3.双键化合物的空气氧化;4.其它。由于它的性能并不是十分完美的,同时应用环氧树脂的对象也不是千篇一律的,依据使用的对象不同,对环氧树脂的性能也有所要求,例如有的要求低温快干,有的要求绝缘性能优良--。因而要有的放矢对环氧树脂加以改性改性的方法1.选择固化剂;2.添加反应性稀释剂;3.添加填充剂;4.添加别种热固性或热塑性树脂;5.改良环氧树脂本身。环氧树脂及其固化物的性能特点(1)力学性能高。环氧树脂具有很强的内聚力,分子结构致密,所以它的力学性能高于酚醛树脂和不饱和聚酯等通用型热固性树脂。(2)附着力强。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属、陶瓷、玻璃、混凝士、木材等极性基材以优良的附着力。(3)固化收缩率小。一般为1%~2%。是热固性树脂中固化收缩率最小的品种之一(酚醛树脂为8%~10%;不饱和聚酯树脂为4%~6%;有机硅树脂为4%~8%)。线/。所以固化后体积变化不大。(4)工艺性好。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。(5)优良的电绝缘性优良。环氧树脂是热固性树脂中介电性能最好的品种之(6)稳定性高,抗化学药品性优良。不含碱、盐等杂质的环氧树脂不易变质。只要贮存得当(密封、不受潮、不遇高温),其贮存期为1年。超期后若检验合格仍可使用。环氧固化物具有优良的化学稳定性。其耐碱、酸、盐等多种介质腐蚀的性能优于不饱和聚酯树脂、酚醛树脂等热固性树脂。因此环氧树脂大量用作防腐蚀底漆,又因环氧树脂固化物呈三维网状结构,又能耐油类等的浸渍,大量应用于油槽、油轮、飞机的整体油箱内壁衬里等。(7)环氧固化物的耐热性一般为80~100。环氧树脂的耐热品种可达200或更高。生产应用现状国内外环氧树脂生产情况1.1世界环氧树脂生产的地区分布环氧树脂的生产大多分布在在中、日、欧、三个地区,其他还有韩国、美国、台湾地区、泰国、南非和委内瑞拉等。中国大陆的生产能力约占世界总生产能力的60%。1.2世界环氧树脂生产的垄断格局世界环氧树脂生产,主要由Shell、Dow、Ciba三大巨头所垄断,另外日本的东都化成、大日本油墨、日本环氧树脂制造公司,韩国的国都化学(与日本东都化成合资)等几家以其先进的生产的基本工艺在世界环氧行业中亦占令人瞩目的一席之地。1.3国内环氧制造商情况中国环氧树脂生产厂商有一百多家,但除了岳阳和无锡等少数几家外,大都规模很小。由于目前国内环氧树脂厂大多规模小,牌号品种单一,设备落后,树脂质量较低;在目前Shell、Dow、Ciba以及日本几家公司正加紧对中国环氧消费市场渗透抢占的情况下,国内厂家面临着极为严峻的挑战。国内外环氧需求品种2.1世界环氧树脂的品种牌号目前,世界上使用最广泛的品种是双酚A型环氧,其次是溴化双酚A酚醛型环氧,其它品种生产使用量很小。2.2国内环氧消费品种牌号国内实际生产的环氧树脂只有双酚A型的几个牌号。据统计,1997年全国环氧树脂需求量约为110kt,生产量约为30kt,进口量约为60kt。国内环氧的生产品种牌号很单一,主要为双酚A型。由于国产环氧品质较差,许多要求高的场合须进口国外高品质环氧,如高品质液体环氧、溴化环氧、酚醛环氧等。2.3环氧树脂在各行业的分配目前环氧树脂大多数都用在涂料行业和电子行业。复合材料成型用环氧(主要使用在于电子行业的印刷电路板)占四分之一。中国环氧树脂的未来市场发展的潜力中国是全球最大也是最后一块环氧树脂市场处女地,中国环氧未来市场发展的潜力十分广阔。(1)汽车工业:是我国四大支柱产业之一,且汽车需求量慢慢的变大,与之配套的电泳漆需环氧树脂,到2000万吨,另外维修用漆亦需环氧。(2)船舶、海洋工业:我国是海洋大国,造船大国,21世纪是海洋的世纪。船舶、码头设施、海上建筑、钻井平台、输油管道、海水养殖设施等等,需要大量的环氧涂料(防腐、防海洋生物污染)。专家预测,2000年我国海洋涂料需万t,其中大部分是环氧防腐涂料。(3)电力工业:我国电力工业规模宏大,且正处于迅速发展阶段,所用环氧正以每年60%的增幅扩大。此领域从发电、输变电到用电都需要环氧,如绝缘材料、干式变压器、开关、互感器、水利、水电工程。仅三峡工程就需环氧近(4)电子工业:为我国四大支柱产业之一,发展迅猛。九五投资是八五投资的1200%。预计2000(5)集装箱工业:我国集装箱工业发展迅猛,已变成全球主要集装箱生产基地(占世界总量的10%~15%)。预计2000年,集装箱用涂料需3~4万t,其中主要是环氧树脂。(6)食品罐工业:随着生活水平的提高,食品罐头、食品贮存容器制造业持续快速地发展,罐头涂料需要慢慢的变多的环氧树脂。(7)就地区来说,长江以南环氧树脂消费异常活跃,而长江以北消费迟钝。因此,随着经济的发展,长江以北特别是东北地区必然是环氧树脂的巨大的潜在市场。(8)就环氧树脂的品种来说,环氧粉末涂料、水性环氧涂料前途无量。此两者是环氧涂料发展的主流。中国是世界第四大粉末涂料生产国,也是亚洲最大的粉末涂料生产国。我国政府已把粉末涂料和水性涂料确定为今后优先发展品种,而水性环氧涂料又在水性涂料行业中占主体地位。贮存本品在5-35长期室内保存稳定性很高。包装25公斤塑料桶包装。1.形式多样。各种树脂、固化剂、改性剂体系几乎能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,环氧树脂体系几乎能在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,使其对各种物质具备极高的粘附力。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、 耐电弧的优良在允许电压下不导电的材料。 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。 类型分类根据分子结构,环氧树脂大体上可分为五大类: 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.脂环族类环氧树脂 复合材料工业上使用量最大的环氧树脂品种是上述第一类缩水甘油醚类环 氧树脂,而其中又以二酚基丙烷型环氧树脂(简称双酚A 型环氧树脂)为主。其 次是缩水甘油胺类环氧树脂。 缩水甘油醚类环氧树脂缩水甘油醚类环氧树脂是由含活泼氢的酚类或醇类 与环氧氯丙烷缩聚而成的。 (1)二酚基丙烷型环氧树脂二酚基丙烷型环氧树脂是由二酚基丙烷与环氧氯 丙烷缩聚而成。 工业二酚基丙烷型环氧树脂其实就是含不同聚合度的分子的混合物。其中 大多数的分子是含有两个环氧基端的线型结构。少数分子可能支化,极少数分 子终止的基团是氯醇基团而不是环氧基。因此环氧树脂的环氧基含量、氯含量 等对树脂的固化及固化物的性能有很大的影响。工业上作为树脂的控制指标如 环氧值。环氧值是鉴别环氧树脂性质的最主要的指标,工业环氧树脂型号就是按环氧值不同来区分的。环氧值是指每100g 树脂中所含环氧基的物质的 量数。环氧值的倒数乘以100 就称之为环氧当量。环氧当量的含义是:含有 1mol 环氧基的环氧树脂的克数。 无机氯含量。树脂中的氯离子能与胺类固化剂起络合作用而影响树脂的 固化,同时也影响固化树脂的电性能,因此氯含量也环氧树脂的一项重要指标。 有机氯含量。树脂中的有机氯含量标志着分子中未起闭环反应的那部分 氯醇基团的含量,它含量应尽可能地降低,否则也要影响树脂的固化及固化物 的性能。 挥发分。 粘度或软化点。 (2)酚醛多环氧树脂酚醛多环氧树脂包括有苯酚甲醛型、邻甲酚甲醛型多环 氧树脂,它与二酚基丙烷型环氧树脂相比,在线型分子中含有两个以上的环氧 基,因此固化后产物的交联密度大,具有优良的耐热性、力学性能、电绝缘 性、耐水性和抵抗腐蚀能力。它们是由线型酚醛树脂与环氧氯丙烷缩聚而成的。 (3)其它多羟基酚类缩水甘油醚型环氧树脂这类树脂中具有实用性的代表有: 间苯二酚型环氧树脂、间苯二酚-甲醛型环氧树脂、四酚基乙烷型环氧树脂和三 羟苯基甲烷型环氧树脂,这些多官能缩水甘油醚树脂固化后具有高的热变形温 度和刚性,可单独 或者与通用E 型树脂共混,供作高性能复合材料(ACM)、印刷线路板等基体 材料。 (4)脂族多元醇缩水甘油醚型环氧树脂脂族多元醇缩水甘油醚分子中含有两 个或两个以上的环氧基,这类树脂绝大多数粘度很低;大多数是长链线型分子, 因此富有柔韧性。 别的类型环氧树脂(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,仍具有比别的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这类树脂的优点是多官能度、环氧当量高,交联 密度大,耐热性明显提高。上前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, 它们的分子结构和二酚基丙烷型环氧树脂及其它环氧树脂有很大差异,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:较高的压缩与拉伸强度; 长期暴置在高温条件下仍能保持良好的力学性能;耐电弧性、耐紫外光老 化性能及耐气候性较好。 (4)脂肪族环氧树脂这类环氧树脂分子结构里不仅无苯核,也无脂环结构。 仅有脂肪链,环氧基与脂肪链相连。环氧化聚丁二烯树脂固化后的强度、韧性、 粘接性、耐正负温度性能都良好。 使用指南环氧树脂及环氧树脂胶粘剂本身无毒,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,保持环氧树脂无毒本色。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
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