环氧树脂胶黏剂

环氧树脂胶黏剂

由两个碳原子与一个氧原子形成的环称为环氧基。也有在其他一些化合物中含有此基团的化学物质统称为环氧化合物，如环氧乙烷、环氧丙烷等，它们通过离子性聚合得到热塑性的聚氧化乙烯树脂，但这种树脂不能称为环氧树脂。

1891年德国的Lindmann用对苯二酚和环氧氯丙烷反应生成了树脂状产物。

1938年后，瑞士的P.Castan所发表的多项专利揭示了双酚A和环氧氯丙烷经缩聚反应合成环氧树脂，用有机多元胺或邻苯二甲酸酐均可使树脂固化，并具有优良的胶接性能。

不久，瑞士（汽巴）CIBA公司、美国的Shell公司及Dow Chemical公司都开始了环氧树脂工业化生产及应用开发工作。

1947年，瑞士汽巴公司牌号为Araldite的胶黏剂开始引人注目，环氧树脂从此以万能胶闻名于世。

1956年美国联合碳化合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。

环氧树脂是指分子中含有两个或两个以上环氧基并在适当化学助剂如固化剂存在下能形成三向交联结构的化合物总称。

它是一种胶接性能好、耐腐蚀，且电绝缘性能和机械强度都很高的热固性树脂。它具有许多优良的性能，对金属和非金属都有很好的胶接效果，所以环氧树脂有“万能胶”之称。

基本性能与应用

基本性能

外观与色泽：环氧树脂会随着相对分子质量的变化而改变其外观形态，从低粘度液体变为半固态直至固体。环氧树脂一般是透明的。但会因为制造工艺的不同而呈现无色或淡黄色。环氧值：表示100g环氧树脂中含有环氧基的物质的量(mol);

环氧当量：表示每一个环氧基团相当的环氧树脂的质量，或者说1mol环氧基的环氧树脂的质量g；

环氧值=100/环氧当量

环氧值越大，相对分子质量愈小，黏度愈低。环氧基的相对分子质量是43.

环氧基质量分数是指每100g环氧树脂中含有环氧基的质量g，单位是%。

环氧当量=100/环氧值=43/环氧基质量分数

黏度：环氧树脂的黏度是与使用工艺有关的一项重要指标，黏度的大小随温度的不同而改变。软化点：固体环氧树脂变软或发粘的温度称为软化点，一般随环氧树脂的相对分子质量的增加而升高。因环氧树脂是聚合度不同的低聚物，故没有明确的熔点，只有熔融的温度范围，因而称为软化点。

挥发分：100g树脂中低分子杂质、易挥发分含量

平均相对分子质量：环氧树脂是不同聚合度的同系分子的混合物，分子量因聚合物中重复链节数的不同而不均一。随着分子量由低到高的变化，环氧树脂的形态从液态、黏稠态到固态，

色泽多为淡黄色。

环氧树脂胶黏剂组成

主要由环氧树脂和固化剂两大部分组成。

为改善某些性能，还加入稀释剂、促进剂、偶联剂、填料等。

环氧树脂按照化学结构和环氧基结合方式可以分为以下几类：

缩水甘油醚类、缩水甘油酯类、缩水甘油胺类、脂肪族环氧化合物、脂环族环氧化合物、混合型环氧树脂

环氧树脂的选择

从用途上

做粘接剂时最好选用中等环氧值（0.25-0.45）的树脂；做浇注料时最好选用高环氧值（＞0.40）的树脂；做涂料用的一般选用低环氧值（＜0.25）的树脂。

从机械强度上选择

环氧值过高的树脂强度较大，但较脆；

环氧值中等的高低温度时强度均好；

环氧值低的则高温时强度差些。

因为强度和交联度的大小有关，环氧值高固化后交联度也高，环氧值低固化后交联度也低，故引起强度上的差异。

从操作要求上选择

不许耐高温，对强度要求不大，希望树脂能快干，不易流失，可选择环氧值低的的树脂；强度较好的，可选用环氧值较高的树脂。

环氧树脂的分子质量一般在300~2000之间，是一种线性结构的热塑性物质，在室温下不会固化，也不具备良好的工艺性、耐化学腐蚀性和优异的机械强度等，不能正常使用。只有加入固化剂，并在合适的工艺条件下进行固化，生成不溶不熔、具有三维立体网状结构的聚合物，才能表现出各种优异的性能，成为具有实用价值的材料[13-15]。所以说，固化剂在环氧树脂的应用中起着决定性的作用，占据不可取代的地位

环氧树脂本身是热塑性线型结构的化合物，不能直接做胶黏剂使用，必须加入固化剂并在一定条件下进行固化交联反应，生成不溶不熔体型网状结构，才有实际应用价值。因此，固化剂是环氧树脂胶黏剂必不可少的组分。

常用环氧树脂固化剂有脂肪胺、脂环胺、聚酰胺、酸酐、叔胺等。常温或低温固化一般选用胺类固化剂，加温固化则常用酸酐、芳香类固化剂。选择不同的固化剂可以配成性能各异的环氧树脂胶黏剂。

目前最常用的是胺类和酸酐类固化剂[16]，多元胺占全部固化剂的71%，酸酐类占全部固化剂的23%。

酸酐用量的计算公式如下：

M

W E n

K

（1-1） 式中：

W ——100g 环氧树脂对应的酸酐用量/g ；

M ——酸酐相对分子质量； n ——酸酐官能团数； E ——环氧值；

K ——经验系数（0.7~1之间，常为0.85）。

对于多胺类固化剂，固化物机械性能和电性能在最佳用量时达到最高水平。这个用量为化学理论

应用