环氧树脂

环氧树脂环氧树脂的命名 (1)双酚A型环氧树脂 (2)水性环氧树脂 (3)柔韧性环氧树脂 (4)环氧树脂的主要性能指标及测定方法 .......一、环氧树脂的命名1、国标GB／T1630-1989的命名法按照GB/T1630-1989的规定，环氧树脂的名称由树脂缩写代号加牌号组成。

按照GB/T1844-1995规定，环氧树脂缩写代号用“EP”表示。

环氧树脂牌号由两个数字组组成。

两组数字间用一字线连接：第Ⅰ数字组—第Ⅱ数字组。

(1)第1数字组。

第1数字组由5位阿拉伯数字组成。

每一数字(命名顺序号l、2、3、4、5)代表所指的特性，前两位数字表示树脂的化学组分，后三位数字分别表示树脂黏度、环氧当量的范围值和对改性剂或溶剂的规定。

按照表2—1列出的命名顺序号，依次标出各项性能的类别数或档数。

如果某项性能末作规定，则在相应位置以“0”表示。

(2)第Ⅱ数字组。

第Ⅱ数字组由3位阿拉伯数字组成。

每一数字(命名顺序号6、7、8)代表所指的特性，分别表示树脂的密度范围值、添加剂类型和特征。

按照表2—2列出的命名顺序号，依次标出各项性能的档数。

如果某项性能未作规定，则在相应位置以“0”表示。

环氧树脂的主要性能注：树脂化学组分用两位阿拉伯数字表示，如“1”类树脂写作“01”，“10”类树脂写作“10”。

对由两类不同化学组分组成的树脂混合物，可用符号“00”表示。

环氧树脂的次要性能注：①如果使用多种添加剂或规定有多种特征标示，应标出最主要的一种。

②全面评定材料的燃烧性，至少需要测定燃烧性、引火性、放出热量、释放的有毒气体和烟密度等性能。

(3)命名举例。

例1-某种环氧树脂(EP)，化学组分为脂肪族缩水甘油醚(03)，教度为l-5Pa·s(3)，环氧当量为291-525g/mol(6)，不含改性剂(1)，密度为1.15-1.19g/cm3(3)，未规定添加剂(0)和特征(o)，其名称为EP0336l-300。

例2- 某种环氧树脂(EP)，系以两种不同化学组分(00)组成，树脂为半固体(5)，环氧当量为2ll一290g/mol(5)，含有活性剂(2)，密度为1.20-1.29 g/cm3 (4)，加有填料(2)和具有耐热注(5)，其名称为EP 00552—425。

2、国标GB／T1630-1989的命名法鉴于目前仍大量采用环氧树脂的老型号，故将老国标“GB／T1630-1989环氧树脂分类、型号、命名”中环氧树脂的命名摘录于下，以便查阅。

(1)分类和代号环氧树脂按其主要组成物质不同而分类，并分别给以代号如下。

(2)命名原则。

1)环氧树脂的基本名称，仍采用我国已有习惯名称，即“环氧树脂”。

2)在这基本名称之前加上型号。

(3)型号。

1)环氧树脂以一个或两个汉语拼音字母与二位阿拉伯数字作为型号，以表示类别及品种。

2)型号的第一位采用主要组成物质名称。

取其主要组成物质，汉语拼音的第一字母，若遇相同取其第二字母，以此类推。

3)第二位是组成中若有改性物质，则也是用汉语拼音字母，若不是改性则划一横。

4)第三和第四位是标志出该产品的主要性能环氧值平均数。

(4)举例。

某牌号环氧树脂，以二酚基丙烷为主要组成物质，环氧值指标为0.48～0.54mol/loog，则其平均值为0.51，该树脂的全称为“E-5l环氧树脂”。

二、双酚A型环氧树脂1、双酚A型环氧树脂的结构及特点双酚A型环氧树脂的结构图：双酚A型环氧树脂的结构对环氧树脂及其固化物性能的影响如下：A、双酚A型环氧树脂的大分子结构具有以下特征1)大分子的两端是反应能力很强的环氧基2)分子主链上有许多醚键，是一种线型聚醚结构3)n值较大的树脂分子链上有规律地、相距较远地出现许多仲羟基，可以看成是一种长链多元醇4)主链上还有大量苯环、次甲基和异丙基B、双酚A型环氧树脂的各结构单元赋予树脂功能1)环氧基和羟基赋予树脂反应性，使树脂固化物具有很强的内聚力和粘接力；2)醚键和羟基是极性基团，有助于提高浸润性和粘附力；3)醚键和C-C键使大分子具有柔顺性；4)苯环赋予聚合物以耐热性和刚性；5)异丙撑基减小分子间作用力，赋予树脂一定韧性；6)-C-O-键的键能高，从而提高了耐碱性。

双酚A型环氧树脂的分子结构决定了它的性能具有以下特点：1)是热塑性树脂，但具有热固性，能与多种固化剂、催化剂及添加剂形成多种性能优异的固化物，几乎能满足各种使用要求2)树脂的工艺性好。

固化时基本上不产生小分子挥发物，可低压成型，能溶于多种溶剂3)固化物有很高的强度和粘接强度4)固化物有较高的耐腐蚀性和电性能5)固化物有一定的韧性和耐热性6)主要缺点是：耐热性和韧性不高，耐湿热性和耐候性差2、双酚A型环氧树脂的质量评定(1)环氧基含量环氧树脂中所含环氧基的多少，是标志环氧性能的重要指标，国内外均分别用环氧值、环氧基含量和环氧当量表示.①环氧值每100g环氧树脂所含环氧基的物质的量。

其中1mol环氧基为43g，国产环氧树脂常常用此指标。

②环氧基含量每100g环氧树脂所含环氧基的质量(g)用百分数表示。

③环氧当量相当于含一个环氧基的环氧值树脂的质量(g), 环氧值的倒数乘以100称为环氧当量。

欧美产环氧树脂常用此指际，且三者之间可以互相换算。

根据树脂的环氧或环氧当量的数值，可大致上估计该树脂的平均分子量。

对未支化的分子链两端各带有一个环氧基的树脂，则树脂的平均分子量是环氧当量的一倍，它是环氧树脂的必测项目。

(2)粘度粘度是低分子量环氧树脂的必测性能，它与分子量―样也是胶粘剂使用工艺有关的重要指标。

使用每种胶粘剂时须选择适宜的粘度，便于施工，粘度过高或过低对施工都是不利的。

一般双酚A型液体环氧树脂粘度在25℃下为4～15Pa·s。

(3)软化点软化点也是坏氧树脂的重要性能指标，是中等分子量必测性能。

(4)氯含量氯含量大小与耐湿热性能、电性能关系特别密切。

其含量用化学方法测定，以每100g环氧树脂中所含氯的物质的量表示。

(5)挥发分挥发分是指100g树脂中低分子杂质、易挥发成分含量，一般以(110+-2)℃电热鼓风箱烘3h来测定。

在树脂中，若挥发分含量高，则胶粘剂的机械强度、收缩率等性熊都会降低。

三、水性环氧树脂水性环氧树脂通常是指环氧树脂以微粒、液滴或胶体形式分散于水相中所形成的乳液、水分散体或水溶液，三者之间的区别在于环氧树脂分散相的粒径不同。

环氧树脂的水性化方法：根据制备方法的不同，环氧树脂水性化有以下四种方法：机械法、化学改性法、相反转法和固化剂乳化法等。

1）机械法机械法即直接乳化法，可用球磨机、胶体磨、均氏器等将固体环氧树脂预先磨成微米级的环氧树脂粉末，然后加入乳化剂水溶液，再通过机械搅拌将粒子分散于水中; 或将环氧树脂和乳化剂混合，加热到适当的温度，在激烈的搅拌下逐渐加入水而形成乳液。

用机械法制备水性环氧树脂乳液的优点是工艺简单，所需乳化剂用量较少，但乳液中环氧树脂分散相微粒尺寸较大，粒子形状不规则且尺寸分布较宽，所配得的乳液稳定性差，粒子之间容易相互碰撞而发生凝结现象，并且该乳液的成膜性能也欠佳。

当然提高搅拌分散时的温度可以促进乳化剂分子在环氧树脂微粒表面更为有效地吸附，使得环氧树脂微粒能较为稳定地分散在水相中。

2）化学改性法化学改性法又称自乳化法，即将一些亲水性的基团引入到环氧树脂分子链上，或嵌段或接枝，使环氧树脂获得自乳化的性质，当这种改性聚合物加水进行乳化时，疏水性高聚物分子链就会聚集成微粒，离子基团或极性基团分布在这些微粒的表面，由于带有同种电荷而相互排斥，只要满足一定的动力学条件，就可形成稳定的水性环氧树脂乳液，这是化学改性法制备水性环氧树脂的基本原理。

根据引入的具有表面活性作用的亲水基团性质的不同，化学改性法制备的水性环氧树脂乳液可分为阴离子型、阳离子型和非离子型三种。

a、阴离子型通过适当的方法在环氧树脂分子链中引入羧酸、磺酸等功能性基团，中和成盐后的环氧树脂就具备了水可分散的性质。

常用的改性方法有功能性单体扩链法和自由基接枝改性法。

功能性单体扩链法是利用环氧基与一些低分子扩链剂如氨基酸、氨基苯甲酸、氨基苯磺酸等化合物上的胺基反应，在环氧树脂分子链中引入羧酸、磺酸基团，中和成盐后就可分散在水相中。

自由基接枝改性法是利用双酚A环氧树脂分子链中的亚甲基活性较大，在过氧化物作用下易于形成自由基，能与乙烯基单体共聚，可将丙烯酸、马来酸酐等单体接枝到环氧树脂分子链中，再中和成盐后就可制得能自乳化的环氧树脂。

b、阳离子型含胺基的化合物与环氧树脂反应生成含叔胺或季胺碱的环氧树脂，再加入挥发性有机一元弱酸如醋酸中和得到阳离子型的水性环氧树脂。

这类改性后的环氧树脂在实际中应用较少，这是因为水性环氧固化剂通常是含有胺基的碱性化合物，两个组分混合后，体系容易出现破乳和分层现象而影响该体系的使用性能。

c、非离子型一般多在环氧树脂链上引入亲水性聚氧乙烯基团，同时保证每个改性环氧树脂分子中有两个或两个以上环氧基，所得的改性环氧树脂不用外加乳化剂即能自分散于水中形成乳液。

如用分子量为4000～20000的双环氧端基乳化剂与环氧当量为190的双酚A环氧树脂和双酚A混合，以三苯基膦化氢为催化剂进行反应，可制得含亲水性聚氧乙烯、聚氧丙烯链端的环氧树脂，该树脂不用外加乳化剂便可溶于水，且耐水性增强。

另外，这种方法制得的粒子较细，通常为纳米级，前面两种方法制得的粒子较大，通常为微米级。

从此意义上讲，化学法虽然制备步骤多，成本高，但在某些方面具有实际意义。

在环氧树脂链上引入亲水性聚氧乙烯基团，同时保证每个改性环氧树脂分子上有两个或两个以上环氧基，所得的改性环氧树脂不用外加乳化剂即能自分散于水中形成乳液。

如先用聚氧乙烯二醇、聚氧丙烯二醇和环氧树脂反应，形成端基为环氧基的加成物，利用此加成物和环氧当量为190的双酚A环氧树脂和双酚A混合，以三苯基磷为催化剂进行反应，可得到含有亲水性聚氧乙烯、聚氧丙烯链段的环氧树脂。

这种环氧树脂不用外加乳化剂即可溶于水中，且由于亲水链段包含在环氧树脂分子中，因而增强了涂膜的耐水性。

并且在引入聚氧化乙烯、氧化丙烯链段后，交联固化的网链分子量有所提高，交联密度下降，形成的涂膜有一定的增韧作用。

3) 相反转法相反转是一种制备高分子量环氧树脂乳液较为有效的方法，II型水性环氧树脂涂料体系所用的乳液通常采用相反转方法制备。

相反转原指多组分体系（如油/水/乳化剂）中的连续相在一定条件下相互转化的过程，如在油/水/乳化剂体系中，其连续相由水相向油相（或从油相向水相）的转变，在连续相转变区，体系的界面张力最低，因而分散相的尺寸最小。

通常的制备方法是在高剪切力条件下先将乳化剂与环氧树脂均匀混合，随后在一定的剪切条件下缓慢地向体系中加入水，随着加水量的增加，整个体系逐步由油包水型转变为水包油型，形成均匀稳定的水可稀释体系。