环氧树脂 PPT
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《环氧树脂胶粘剂》PPT课件
型号
环氧树脂以一个或两个汉语拼音字母与两个阿拉伯数字 作为型号，表示类别及品种。
× × ××
××××
基本名称 环氧基平均值 改性物质名称代号或“-”
主要组成物质名称代号
作粘接剂时最好选用中等环氧值（0.25-0.45） 的树脂，如6101、634
第二节 环氧树脂的合成原理
最常用的环氧树脂是双酚A同环氧氯丙烷反应制造的双 酚A二缩水甘油醚，即双酚A型环氧树脂.
2、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.
3、从操作要求上选择
不需耐高温，对强度要求不大，希望环氧树脂能快干， 不易流失，可选择环氧值较低的树脂； 强度较好的，可选用环氧值较高的树脂。
按固化温度可把固化剂分为四类：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。
低温固化型的固化剂品种很少。属于室温固 化型的种类很多：脂肪族多胺、脂环族多胺； 低分子聚酰胺以及改性芳胺等。中温固化型 的有一部分脂环族多胺、叔胺、咪唑类以及 三氟化硼络合物等。高温型固化剂的有芳香 族多胺、酸酐、甲阶酚醛树脂、氨基树脂、 双氰胺等。
环氧树脂主要性能指标
1. 环氧值：每100克环氧树脂中所含环氧基物质的量。
2. 环氧当量：含有一克当量环氧基的环氧树脂的克数。 3. 黏度： 4. 软化点： 5. 挥发分：100g树脂中低分子杂质、易挥发成分含量。
1.环氧树脂胶黏剂的特性
（1）胶接力强、机械强度高 ； （2）固化过程中收缩率小； （3）可室温固化，也可高温固化； （4）使用温度范围大。-60~150 ℃。
环氧树脂PPT课件
• 环氧地坪涂料自从 20 世纪 80 年代末期进 入中国市场以来，就 凭着它的优良附着力， 机械强度及防腐蚀性 能等呈现出其他类型 涂料无法达到的优越 性。在欧美的工业、 商用地面已被广泛使 用，俗称“工业地 毯”。
环氧树脂的应用
• 水泥地坪 • 易破、起灰尘、粗糙不光亮、易脏、不易清洗、
适用于道路地坪，不适用于工业地坪。 • 石地坪
彩砂----环氧树脂地坪
• 适用范围 : 要求耐磨 损、耐强力冲击、装 饰效果好具备一定防 滑功能的地坪，特别 适用于机场、地铁、 食堂、休息室、办公 室、食品生产车间及 医院、学校的实验室 等重视外观清洁、耐 久性好的地方。
彩砂----环氧树脂地坪 使用年限 : 至少 15 年以上
环氧地坪
• 环氧(EP)/聚氨酯(PU) 型涂装地坪 • （运用IPN互穿网络技术）
环氧树脂是热固性树脂中收缩性最小的一种（一 般都小于2%）。它的热膨胀系数也很小（一般为 6.0×10-5/°C）。
在胶粘剂中环氧树脂胶的收缩率最小，这也 是环氧树脂胶固化胶接高的原因之一。例如：
酚醛树脂胶：8—10% ；有机硅树脂胶：6—8% 聚酯树脂胶：4—8% ；环氧树脂胶：1—3%
一、环氧树脂的特性
1946年发表了最初的环氧粘结剂，1947年瑞 士汽巴公司牌号为Araldite的粘结剂开始引人注 目，环氧树脂从此以万能胶闻名于世。另外SHELL 公司的EPON环氧树脂作为涂料推向市场，继而又 扩大到电机，机械方面的应用，发展至今已在各 个领域中获得广泛的应用。
环氧树脂发展简史
• 我国于1958年开始环氧树脂的工业化生产，并对 环氧树脂的应用技术进行探索。1985年环氧树脂 总产量为2万吨，1998年达到7.5万吨。随着需求 量的扩大，发展也很迅速。
环氧树脂的应用
• 水泥地坪 • 易破、起灰尘、粗糙不光亮、易脏、不易清洗、
适用于道路地坪，不适用于工业地坪。 • 石地坪
彩砂----环氧树脂地坪
• 适用范围 : 要求耐磨 损、耐强力冲击、装 饰效果好具备一定防 滑功能的地坪，特别 适用于机场、地铁、 食堂、休息室、办公 室、食品生产车间及 医院、学校的实验室 等重视外观清洁、耐 久性好的地方。
彩砂----环氧树脂地坪 使用年限 : 至少 15 年以上
环氧地坪
• 环氧(EP)/聚氨酯(PU) 型涂装地坪 • （运用IPN互穿网络技术）
环氧树脂是热固性树脂中收缩性最小的一种（一 般都小于2%）。它的热膨胀系数也很小（一般为 6.0×10-5/°C）。
在胶粘剂中环氧树脂胶的收缩率最小，这也 是环氧树脂胶固化胶接高的原因之一。例如：
酚醛树脂胶：8—10% ；有机硅树脂胶：6—8% 聚酯树脂胶：4—8% ；环氧树脂胶：1—3%
一、环氧树脂的特性
1946年发表了最初的环氧粘结剂，1947年瑞 士汽巴公司牌号为Araldite的粘结剂开始引人注 目，环氧树脂从此以万能胶闻名于世。另外SHELL 公司的EPON环氧树脂作为涂料推向市场，继而又 扩大到电机，机械方面的应用，发展至今已在各 个领域中获得广泛的应用。
环氧树脂发展简史
• 我国于1958年开始环氧树脂的工业化生产，并对 环氧树脂的应用技术进行探索。1985年环氧树脂 总产量为2万吨，1998年达到7.5万吨。随着需求 量的扩大，发展也很迅速。
环氧树脂PPT原稿
环氧树脂及其绝缘材料● 环氧树脂概述● 双酚A 缩水甘油醚型环氧树脂 ● 环氧树脂的固化● 应用环氧树脂时的主要辅助材料 ● 环氧树脂性能与应用 ●云母制品环氧树脂概述环氧基与环氧化物环氧基：由两个碳原子和一个氧原子组成的三元环。
CHO CH环氧化物：含有环氧基的化合物，环氧乙烷CH O CH 22环氧树脂分子中含有两个或两个以上的环氧基，并在适当试剂作用下能固化得到网状结构的一类物质统称环氧树脂。
环氧树脂种类：缩水甘油醚型环氧树脂缩水甘油酯型环氧树脂 缩水甘油胺型环氧树脂 酯环族环氧树脂 酯肪族环氧树脂缩水甘油醚型环氧树脂：酚类缩水甘油醚醇类缩水甘油醚酚类缩水甘油醚型环氧树脂由含酚羟基化合物与环氧氯丙烷反应制得。
常用有两种：双酚型酚醛型。
双酚型环氧树脂双酚型环氧树脂通式：CH 2OCH CH 2OB O CH 2CH OHCH 2OnB O CH 2CH CH 2O特点：一分子含有两个环氧基，均在端部。
双酚（HO －B －OH ）结构与环氧树脂特点 双酚A ：HOC CH 3CH 3OH双酚A 型环氧树脂产量占全部环氧树脂的90%，成本低，用途广。
双酚F ：HOCH 2OH双酚F 型环氧树脂粘度低。
双酚S ：HOSO 2OH双酚S 型环氧树脂固化快，热变形温度高。
卤代双酚A ：HOC OH XXCH 3XXCH 3卤代双酚A 型环氧树脂耐电弧、阻燃。
酚醛型环氧树脂由热塑性酚醛树脂的初期缩合物与环氧氯丙烷反应制得。
通式为：O CH 2CHOCH 2CH 2O CH 2CHOCH 2CH 2O CH 2CHOCH 2n特点：环氧基含量多，固化物交联密度大，力学性能和耐热性能高。
醇类缩水甘油醚型环氧树脂由乙二醇，丙二醇，丙三醇或其缩聚物与环氧氯丙烷反应制得。
聚丙二醇缩水甘油醚型环氧树脂结构式CH 2OCH CH 2O CH 2CH CH 2O CH 2CH O CH 2n缩水甘油酯型环氧树脂由含羧基化合物与环氧氯丙烷反应制得。
环氧树脂-总结 PPT
环氧氯丙烷与双酚A在NaOH存在下，制成环氧树脂的反应如下：
(n+1) HO
O
CH3
CH2 CH CH2 O
C
CH3
CH3
O
C
OH + (n+2) CH2 CH CH2Cl
CH3 O CH2 CH CH2 O
n
OH
CH3 C CH3
NaOH
O CH2 CH CH2 O
双酚A型环氧树脂实际上是由低分子量的二环氧甘油醚、双酚A以及 部分高分子量聚合物组成的，双酚A与环氧氯丙烷的摩尔配比不同，其组 成也就不同：
CH2
CH O
CH2
+
CH2 CH CH2 OH
+
CH2 CH CH2 O CH2 CH CH2 O CH2 CH CH2 OH
B F3 N R2CH2 CH CH2 O CH2 CH CH2 O CH2 CH CH2 OH
键终止反应可能在于离子对的复合
水性环氧树脂的制备
根据制备方法的不同，水性环氧树脂的制备方 法主要有：
用于胶粘剂、涂料、灌封料、结构材料和纤维增强复合材料用基体树脂等方面。
发展简史
◎ 发现：
1891 年
德国 (Lindmann)
◎ 研究：
20 世纪 30 年代 瑞士(P.Castan)、
◎ 第一次工业化制造： 1947 年
◎ 新型环氧树脂
50 年代
(脂环族环氧树脂、酚醛环氧树酯)
◎ 我国环氧树脂的生产：1958 年
R'
O
4.脂肪族环氧
R CH CH
R' CH CH R'' O
5.脂环族环氧
环氧树脂的生产工艺课件(共 56张PPT)
CH3 (n+1) HO C CH3 CH3 CH2 O CH3 O C CH3 O CH2 CH CH2 + (n+2) NaCl + (n+2) H2O O CH CH2 O C CH3 O CH2 CH CH2 OH n OH +(n+2) CH2 Cl CH CH2 +(n+2)NaOH O
◆聚合：47℃时一次加入环氧氯丙烷；在80-85℃反应 1h，85-90℃ (高分子量树脂为95℃)反应2-3h。 ◆中和：水洗至树脂呈中性。
◆脱水：常压脱水至115℃，减压脱水至135-140℃ 。
二 环氧树脂的交联固化
环氧树脂分子的两端具有环氧基，可以根据环氧基含 量估算环氧树脂的分子量。工业上常以环氧当量、环 氧值来衡量分子量的大小。 环氧值：100克树脂含环氧基的摩尔数。 环氧当量：1摩尔的环氧基所相当的树脂重量。 环氧值=100克/环氧当量 环氧值越小，环氧当量越大，分子量越大。 当n=0，则M=340；一个分子有两个环氧基， 则环氧当量340/2=170， 其环氧值等于100/170分子量树脂的生产 配料：双酚A:环氧氯丙烷:NaOH＝1:2.75:2.42（摩尔） NaOH浓度：30％ 溶解：溶解温度：70℃，30min。 第一次加碱：4h，50~55℃。 在55-60℃下反应4h，减压回收环氧氯丙烷，温度低 于85℃，真空度＞600mmHg，约2h，70℃左右时加苯 溶解，约30min。 第二次加碱：温度55~70℃，约1h。并在此温度下维持3h。 冷却后分出水，使苯溶液透明，再静置4h。然后先常压 脱苯，至液温110℃，再减压脱苯至140~143℃无苯馏出 为止。
O C R C O O C 2R C O O C R C O O + H 2O R O C C O OH OH O+ HO R' OH R O + R' OH R O C C O O C C O OH O HO R' O O C R C O OH OR '
◆聚合：47℃时一次加入环氧氯丙烷；在80-85℃反应 1h，85-90℃ (高分子量树脂为95℃)反应2-3h。 ◆中和：水洗至树脂呈中性。
◆脱水：常压脱水至115℃，减压脱水至135-140℃ 。
二 环氧树脂的交联固化
环氧树脂分子的两端具有环氧基，可以根据环氧基含 量估算环氧树脂的分子量。工业上常以环氧当量、环 氧值来衡量分子量的大小。 环氧值：100克树脂含环氧基的摩尔数。 环氧当量：1摩尔的环氧基所相当的树脂重量。 环氧值=100克/环氧当量 环氧值越小，环氧当量越大，分子量越大。 当n=0，则M=340；一个分子有两个环氧基， 则环氧当量340/2=170， 其环氧值等于100/170分子量树脂的生产 配料：双酚A:环氧氯丙烷:NaOH＝1:2.75:2.42（摩尔） NaOH浓度：30％ 溶解：溶解温度：70℃，30min。 第一次加碱：4h，50~55℃。 在55-60℃下反应4h，减压回收环氧氯丙烷，温度低 于85℃，真空度＞600mmHg，约2h，70℃左右时加苯 溶解，约30min。 第二次加碱：温度55~70℃，约1h。并在此温度下维持3h。 冷却后分出水，使苯溶液透明，再静置4h。然后先常压 脱苯，至液温110℃，再减压脱苯至140~143℃无苯馏出 为止。
O C R C O O C 2R C O O C R C O O + H 2O R O C C O OH OH O+ HO R' OH R O + R' OH R O C C O O C C O OH O HO R' O O C R C O OH OR '
环氧树脂PPTPPT课件
使用环境的差异限制了材料的广泛使用，同样固化剂的选择也需要随使 用环境及材料所预期的性能的不同而异。例如，外墙涂层要求材料具有较好 的耐候性，同时也限制了高温固化类固化剂的应用。
第25页/共42页
六 环氧树脂的基本性能
环氧树脂的种类众多，性能也各有差异，但是一般来说，环氧树脂的特征 结构使其具有以下基本性能：
两步法工艺是将低分子量液态环氧树脂和双酚A加热溶解后，在高温
或者催化剂作用下进行加成反应，不断扩链，最后形成高分子量的固态环氧树 脂。该法合成时，反应呈均相进行，链增长反应较平稳，因而制得的树脂分子 量分布较窄，有机氯含量较低，环氧值和软化点可通过配比和反应温度来控制 和调节，具有工艺简单、操作方便、无三废、产品质量易控制等优点。
在欧洲，工业化脂环族环氧树脂于20世纪60年代初问世，1963年通过汽 巴公司引入美国，1965年汽巴引进联碳塑料的许多多官能团环氧的品种，大 约1960年FMC CORP．开始经销环氧化聚丁二烯。
70年代中期，美国、加拿大、英国、瑞士、西德、比利时、阿根廷、墨 西哥、波兰、捷克斯洛伐克和苏联都开始制造双酚A环氧树脂和一些新型环氧 树脂。70年代开始了低氯含量的电子级应用，相继五元环海因环氧、氢化双 酚A环氧等耐老化树脂和四溴双酚A环氧、含溴环氧化合物等阻燃型环氧树脂 得到发展。
通常认为，低分子量环氧树脂的数均分子量在400以下，高分子量环氧树 脂分子量在1400以上，中分子量环氧树脂介于两者之间。
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四 环氧树脂的合成
（1）液态双酚A型环氧树脂的合成方法归纳起来大致有两种：一步法和两 步法。
① 一步法又分一次加碱和两次加碱法。 ② 两步法又分间歇法和连续法。 A.一步法工艺是将双酚A和环氧氯丙烷在NaOH作用下进行缩聚，即开环和 闭环在同一反应条件下进行。目前国内产量最大的E-44双酚A环氧树脂就是采 用一步法工艺合成的。 B.两步法工艺是双酚A和环氧氯丙烷在催化剂作用下，第一步通过加成反 应生成二酚基丙烷氯醇醚中间体，第二步在NaOH存在下进行闭环反应，生成 环氧树脂。两步法的优点是：反应时间短、操作稳定、温度波动小、易于控 制、避免环氧氯丙烷大量水解、产率高。E51、E54环氧树脂就是采用两步法 制备而成的。
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六 环氧树脂的基本性能
环氧树脂的种类众多，性能也各有差异，但是一般来说，环氧树脂的特征 结构使其具有以下基本性能：
两步法工艺是将低分子量液态环氧树脂和双酚A加热溶解后，在高温
或者催化剂作用下进行加成反应，不断扩链，最后形成高分子量的固态环氧树 脂。该法合成时，反应呈均相进行，链增长反应较平稳，因而制得的树脂分子 量分布较窄，有机氯含量较低，环氧值和软化点可通过配比和反应温度来控制 和调节，具有工艺简单、操作方便、无三废、产品质量易控制等优点。
在欧洲，工业化脂环族环氧树脂于20世纪60年代初问世，1963年通过汽 巴公司引入美国，1965年汽巴引进联碳塑料的许多多官能团环氧的品种，大 约1960年FMC CORP．开始经销环氧化聚丁二烯。
70年代中期，美国、加拿大、英国、瑞士、西德、比利时、阿根廷、墨 西哥、波兰、捷克斯洛伐克和苏联都开始制造双酚A环氧树脂和一些新型环氧 树脂。70年代开始了低氯含量的电子级应用，相继五元环海因环氧、氢化双 酚A环氧等耐老化树脂和四溴双酚A环氧、含溴环氧化合物等阻燃型环氧树脂 得到发展。
通常认为，低分子量环氧树脂的数均分子量在400以下，高分子量环氧树 脂分子量在1400以上，中分子量环氧树脂介于两者之间。
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四 环氧树脂的合成
（1）液态双酚A型环氧树脂的合成方法归纳起来大致有两种：一步法和两 步法。
① 一步法又分一次加碱和两次加碱法。 ② 两步法又分间歇法和连续法。 A.一步法工艺是将双酚A和环氧氯丙烷在NaOH作用下进行缩聚，即开环和 闭环在同一反应条件下进行。目前国内产量最大的E-44双酚A环氧树脂就是采 用一步法工艺合成的。 B.两步法工艺是双酚A和环氧氯丙烷在催化剂作用下，第一步通过加成反 应生成二酚基丙烷氯醇醚中间体，第二步在NaOH存在下进行闭环反应，生成 环氧树脂。两步法的优点是：反应时间短、操作稳定、温度波动小、易于控 制、避免环氧氯丙烷大量水解、产率高。E51、E54环氧树脂就是采用两步法 制备而成的。
THE坚韧环氧树脂应用和发展PPT课件
2021/3/12
7
• 异氰酸酯基直接和环氧基反应
• 异氰脲酸酯六元杂环再与环氧基反应生成五元杂环恶唑烷酮 （oxazolidone，OX）
2021/3/12
8
2、噁唑烷酮环氧树脂OXEP合成
配方组成：环氧树脂、低比例二(多)异氰酸酯、其它成分、催化剂
特点： ①增加了五元环和六元环结构,耐热有提高。环氧树脂扩链,产生两个 刚性五元环，线形结构变长,降低交联密度,有利增韧。 ②合成后的新树脂，在室温下，粘度不再增加，可以长期储存。 可与现有的各种胺类固化剂，酸酐固化剂及咪唑促进剂等进行固化。 与酸酐混合后使用期延长，有望在霉雨季节做缠绕等工艺时降低水的 危害性。做浸渍原料亦可期待。 ③树脂中的水与异氰酸酯反应生成的二氧化碳气泡（化学气泡）。可
Tough and Heat - resistance Epoxy resin（THE）。 并在后来的研究工作中，非常明确坚韧、增韧、增柔、增弹间的 区别。
2021/3/12
2
增韧的主要方法
） 反应交联增韧（共聚增韧，本体增韧，内增韧 为主，提高固化物 的断裂延伸率。
• 说环氧树脂脆，是基于几十年 来的对环氧的认识，固化物交 联密度大，断裂延伸率小，抗 冲击力差，易开裂，车、削、 铣、钻等机械加工效果不佳。
②工艺性
1）新合成的环氧树脂OXEP：多异氰酸酯（例如多苯基多次甲基 多异氰酸酯，黑料）（100:100-200）室温混合产生的气泡（物理气 泡），可自由排出，像128与D-230一样，排出搅拌的泡。 如借助真 空脱泡，效果更佳。因此，使得浇注，缠绕，拉挤，真空导入等工艺 可能实现。
2）聚(异氰酸脲酯噁唑烷酮)树脂（PISOX）固化温度后期至少 要达到130℃左右。也就是说此时固化物有相当的强度（不是最终强 度）。这对高温热固性树脂固化，属于一般条件。
环氧树脂胶粘剂 ppt课件
环氧树脂前景展望
（1）淘汰与整合 目前国内环氧树脂生产企业虽然有很多，但大多未实现
规模化生产，环氧树脂生产企业难以做大做强，“十二五” 期间，国家把清洁生产放在重要位置，淘汰落后产能，增加 行业集中度是未来环氧树脂行业的发展趋势。 （2）开发高端产品
随着电气、电子材料及复合材料 的飞速发展，对环氧树脂的特性 要求也越来越高，除要求快速固 化、低应力、耐热性外，还对产 品在高纯度、低粘度、阻燃性、 透明度等精细化方面提出更高要 求
自我展望
基本概述
环氧树脂是指分子中含有二个或二个以 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之总称。 （1）胶接力强、机械强度高; （2）固化过程中收缩率小; （3）可室温固化，也可高温固化; （4）使用温度范围大。
环氧树脂发展史
环氧树脂胶粘剂（简称环氧胶粘剂或环 氧胶）从1950年左右出现至今，仅仅只有50 多年。但是随着20世纪中叶各种胶粘理论的 相继提出，以及胶粘剂化学、胶粘剂流变学 和胶粘破坏机理等基础研究工作的深入进展， 使胶粘剂性能、品种和应用有了突飞猛进的 发展。
环氧树脂的制备工艺流程图
双酚A
NaOH (10%)
环氧 氯丙 烷
缩聚反应
洗涤
成品
分 离
脱水
环氧树脂制备方法之丙烯法
（1）将丙烯和氯气在450- 500C的高温下进 行气相氯化
（2）将氯丙烯加入次氯酸
环氧树脂制备方法之丙烯法
（3）二氯丙醇环化Βιβλιοθήκη 氧树脂的应用环氧树脂发展现状
（1）技术因素 目前，我国环氧树脂行业呈现低端产品过剩、 高端产品不足的状态。 （2）环境因素 国家环保部颁布的《环境经济政策配套综合 名录》中，环氧树脂被列为高污染、高环境 风险的“双高”产品。
环氧树脂生产工艺ppt.
工艺流程
（1）把双酚A投入溶解釜中，然后通过环氧氯丙烷、苯， 将夹套通水蒸气的温度加热升温到70℃左右。
（2）溶解后，用泵压入带搅拌的反应釜内，开始搅拌， 并滴加碱。控制反应温度为50 ℃ ，维持一定时间至反应 结束后，回收过量环氧氯丙烷供循环使用。 （3）回收结束后过滤，静置，把苯溶液抽吸到回流脱苯 釜内，下层的盐脚抽吸后放掉。
水
惰性杂质 双酚A 水 惰性杂质 NaOH
111.46
1003.14 65312.5 2062.5 1375 23969.55
95 ％的双 酚A
99.5 ％的 NaOH
水
惰性杂质 苯 水
48.18
72.27 22579.2 47.04
96 ％的苯 惰性杂质 总计 893.76 172090
31839.85 172090
环氧树脂生产的主要原材料的性质
（1）双酚A（BPA）：白色片状或粒状晶体，不溶于水，能 溶于醇、醚、丙酮及碱性溶中，室温下微溶于甲苯、二甲 苯，加温下溶解度急剧增加。 （2）环氧氯乙烷（ECH）：是一种易挥发、无色透明液体 ，有毒！对皮肤有灼伤作用，能严重刺激眼睛，具有和氯 气相似的刺激性气味，有麻醉性，能溶解于醇、醚及甲苯 中，微溶于水。比重1.18，纯品沸点116.2℃。取样化验时 ，要取上层。 （3）液碱：淡紫色液体，无机械杂质，强碱性，腐蚀性较 强。 （4）苯：无色透明液体。有芳香气味。具强折光性。易挥 发。能与乙醇、乙醚、丙酮任意混溶，微溶于水。
环氧树脂生产工艺流程图
双酚A(BPA)＋环氧氯丙烷(ECH)＋碱＝环氧树脂 废 水
BPA 50% NaOH
过量 ECH
反应釜
分 相
三级冷凝
环氧树脂结构与性能ppt课件
2.3.3 BPA型环氧树脂与间苯二酚甲醛环氧树脂
O C H2 CH C H2 O
CH2
O
C H2 CH C H2 O O
C H2 CH C H2 O
C H 3-- C -- C H 3
C H 3-- C -- C H 3
C H 3-- C -- C H 3
O C H2 CH C H2 O
O C H2 CH C H2 O
特点是具有优异的力学性能、电性能、耐热性、耐水性和粘结性。国 外发展的很快，国内比较慢。
有机硅的C-Si键就如金剛石的C-C键一般强，C、 Si是同主族，故基本无极性，C-Si是很强的共価 键，但无极性所以对于气体的隔绝性差，可是表 面张力小可形成低介电物 缺点是Si-O-C键很容易被水解，要克服此缺点必 须在材料(分子)设计上下功夫。 另外Si-O-C的韌性較好。原因在於其鍵較易旋轉。
H2C O
CH CH2 柔軟性
反應性
2.1.1 双酚A型环氧树脂的结构特征与功能
结构特征为： 大分子两端是反应能力很强的环氧基。 分子主链上有很多醚键，是一种线性聚醚结构。 n值较大的树脂分子链上有规律的、相距较远的出现 许多仲羟基。 主链上还有大量的苯环、次甲基和异丙基。
n
O
B r
2.5.2 无卤环氧树脂 （1）含磷环氧树脂：含磷环氧树脂的结构有很多种，目前主要是将DOPO 添加到树脂体系中反应以将其引入树脂中。例如： O D O P O
O C H C H C H O 2 2 C H C H O O C H C H C H 2 2
O C H C H C H O 2 2
O O C H C H C H 2 2
(精选)《阻燃环氧树脂》PPT课件
O PO
CH2 CH CH2 OH O
Sr=
S
O
H
H
N Sr N +
H
H
A Ar B
+ A Ar A
AH
Ar
N Sr
BH
H
HA Ar AH
HA Ar B
N Sr N
N Sr N
HA Ar AH N
HA Ar AH N Sr
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•北京工商大学
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•北京工商大学
封装材料
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•北京工商大学
封装材料
• 环氧树脂封装材料，是由主剂，固化剂和光扩散 剂三部份组成，其主要成分为电子级、低粘度环 氧树脂（Epoxy散性填料（Filler）。
• 用于LED灯和点阵发光元件的封装。 • 性能要求：在常温时混合物粘度低，可使用期长，
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实验室固化步骤
• 将含磷环氧树脂(1%含磷质量分数)的样品240g放入 250mL烧杯，在烘箱中加热至180 oC，然后称取DDS 67.9g，搅拌下加入环氧树脂中，搅拌均匀，继续加热至 DDS与环氧树脂完全混融，搅拌均匀，将混合物放入烘箱， 抽真空至0.095mpa，待抽尽液体中的气泡后，去除真空。 然后，放入烘箱，控制烘箱温度在140~150 oC之间，预 固化2小时，再将温度升高至180 oC，固化4小时。
减缓生成挥发性可燃物的聚合物的热分解和氧化分解，且生成的炭层又可 将聚合物封闭，阻止可燃性气体逸出和进入火焰区。 • 三卤化锑在燃烧区内发生分解，可捕获气相中维持燃烧链式反应的活泼自 由基，改变气相中的反应模式，减少反应放热量而使火焰淬灭。
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粉末分散于树脂中，它在高温下可很快固化环氧树脂。 ②湿固化体系 胺和酮生成亚胺，它在水的作用下可分解出胺。如丁酮与
胺的反应生成丁酮亚胺，它和环氧树脂配合在密封条件下是 稳定的，但涂布后，漆膜吸收空气中的H2O，于是有胺生成， 并和环氧基反应，形成交联结构：
2
配方中的几个问题 （1）泛白
原因：用双组份胺固化体系时，经常由于胺吸收空气中的 CO2，生成无反应性的胺的碳酸盐，在表面上形成白霜。
解决方法：预先将胺和环氧树脂混合放置1h后再用，使其 部分发生反应，消除伯胺，这样可以降低胺的吸水性。
(2)溶剂的选择 环氧树脂的溶剂一般是醇和芳烃或酮和芳烃的混合溶液，应注
意配方中要尽量避免用醇，特别是伯醇做溶剂，因他们在室温下 可缓慢的和环氧树脂发生反应：
溶剂中的水也可和环氧基反应：
（3）颜料 由于二氧化钛表面上常吸有水并有酸性，环氧基易发生反应，
酸酐受叔胺影响而开环
酸酐类与胺类固化剂性能比较
环氧树 脂改性
改性是使环氧树脂(EP)成为合成树脂中性能最优的重要渠道， 因为环氧树脂虽然拥有优异的粘绔性能和良好的机械性能等而 被广泛应用，但耐热性较差、脆性大等限制了其在高性能领域 的应用，这就需要对其进行改性。最近研究人员在PI/EP共聚 (混)方面，进一步取得了有效改善环氧树脂韧性的新效果。
胺固化体系的环氧树脂的组成对其性质的影响
环氧树脂的影响
当相对分子质量增加时，固化体系中溶剂量需增加， 固含量减少；由于环氧基含量减小，交联密度减小，柔顺 性增加，但固化速度慢，使用寿命长。
使用脂肪族环氧化合物，固化比BPA树脂慢，操作寿命 长，但用氢化双酚A树脂，它的交联固化速度与BPA树脂几 乎相同，这是因为决定固化速度的另一因素是玻璃化温度， 氢化BPA树脂玻璃化温度低，所以反应速度增加。
交联型PI/EP共聚或共混
研究表明，双马来酰亚胺(BMI)树脂是一类性能优异的交联 型PI，兼有PI优良的耐高温，耐湿和可采用与EP类似的成型工 艺的特点，且与其它缩聚型PI相比，它在形成过程中没有小分 子物质放出。中国环氧树脂行业协会专家介绍说，向EP中引入 BMI后，由于两者聚合机理不同和相容性等方面的原因，在聚 合过程中可能形成互穿网络或两相体系，从而有可能达到增韧 和提高耐热性的目的。国内专家对BMI的引入对Tg造成影响的 原因进行了讨论，认为BMI改性EP和BMI改性的硅氧烷化EP的 Tg升高是由于BMI的自加成而不是由于发生了迈克尔加成反应， 因为迈克尔加成反应导致形成热不稳定键连结构，且由于链延 长最终会降低交联密度。
环氧树脂
概述
环氧树脂 的制备
环氧树脂 的固化反
应
环氧树脂 的改性
环氧树脂 的应用Leabharlann 概述环氧树脂的定义
环氧树脂是指1个分子结构中至少含有2个环氧基，以脂 肪族、脂环族或芳香族链段为主链的低聚物。有液体和固体状 态，平均相对分子质量300~8000，为热塑性线型结构。室温和 通常加热条件下都不会固化，使之交联形成网状结构，才会显 示出各种优异的性能，具有真正的使用价值。
最广泛使用的环氧树脂预聚物是由双酚A和过量的 氯代环氧丙烷在碱催化下聚合而得，其制备线路如 下：
(n+1)
(n+2)
NaOH
除了双酚A以外，工业上还用酚的其他衍生物 来制备环氧树脂，如用可溶性的酚醛树脂和过量 的环氧氯丙烷反应得酚醛环氧树脂。芳香族的环 氧树脂，光稳定性很差。
脂肪族的环氧树脂则有较好的光稳定性，常见 的脂肪族环氧树脂有甘油和氢化双酚A与环氧氯 丙烷的反应产物。
环氧树脂的性能指标
环氧树脂的性能指标包括外观、环氧值与环氧当量、 羟基值、氯含量、软化点、黏度、挥发物、热变形温度、 平均相对分子质量及其分布等。这些指标将直接影响工艺 性能和固化物的物理力学性能。
环氧树脂的分类
环氧树脂的种类很多，且在不断地增加。 对于环氧树脂的分类与代号详见下表。
环氧树脂的制备
I
（3）聚酰胺，聚酰胺通常是指二聚酸（脂肪酸）与多元酸缩聚而 成的低相对分子质量聚酰胺树脂。
聚酰胺玻璃化温度较低，较好的柔顺性，低毒，水溶性低，可 在室温下固化。
大家应该也有点累了，稍作休息
大家有疑问的，可以询问和交流
10
（4）潜固化剂和湿固化体系 ①潜固化剂 双氰胺在室温下是固体，难溶于环氧树脂，但可将其磨 成
热塑性PI/EP共聚或共混
研究方面，研究人员对用高性能芳香热塑性聚合物共混 增韧热固性树脂做了大量研究，热塑性PI就是其中很重要 的一类。有些PI如聚醚酰亚胺(PEI)等与未固化EP有很好的 相容性和溶解性，而已经被用于EP的增韧。由于它们的Tg 与交联EP网络的Tg相近，因此在提高EP抗破坏性的同时， 没有降低(甚至提高)其它关键的层压性能和热/湿性能。国 外用具有相当高Tg的二苯酮四酸二酐(BTDA)和4,4,(9氢-9亚芴基)二苯胺(FBPA)—合成的可溶性热塑性PI改性四缩水 甘油基二苯甲烷—二氨基二苯砜EP体系 (TGDDM/DDS/PEI)，固化后的树脂用扫描电子显微镜观 察没有发现相分离，说明共混组分间能完全相容。
环氧树脂的固化反应
环氧树脂的固化反应分类
环氧树脂的固 化反应分类
引发剂引发环氧基的开环聚合
加入能与树脂中的环氧基或羟基 反应的多功能化合物
胺固化体系
胺固化剂通过氨基与预聚物的环氧端基发生亲 电加成反应生成交联聚合物：
胺的活性：伯胺>仲胺 脂肪胺>芳香胺 各类羟基化合物对胺固化的促进作用：
羧酸>苯酚>醇类 醇类中：伯醇>仲醇>叔醇
聚酰亚胺(PI，包括交联型和缩聚型)是一类耐热性好、机械 性能等优异的工程塑料。用聚酰亚胺改性环氧树脂，将两者 的优势结合起来，从而成为改善环氧树脂性能的一个有潜力 的途径。聚酰亚胺(PI，包括交联型和缩聚型)作为一类性能优 异的工程塑料，在许多研究中被引入EP以提高EP的热稳定性 和韧性等，取得了较为满意的结果。其中最重要的做法是 PI/EP共聚或共混，它又包括热塑性PI/EP共聚或共混、交联 型PI/EP共聚或共混2种方法
胺的选择 （1）DETA（二亚乙基三胺）有毒、有臭味、当量值低、易挥发
改进的方法：用它的加和物。
优点：产物的挥发度低，减少了毒性的危害，可 以防止漆膜泛白。
（2）芳香族胺如间苯二胺和二苯硫砜二胺（I），毒性很大，反 应性 则较低，它们的加合物与脂肪族的加合物比较，有较高的 玻璃化温度，交联速度慢，操作寿命长，适用于烘烤固化，所得 漆膜的耐热性好。
因此颜料最好加在胺组分中，不要加在含环氧树脂的组分中。 （4）催化剂
室温固化的双组份体系，需要催 化剂，一般为酚或三级胺。DMP-30 是一种效率很高的催化剂，同时具有 三级胺和酚的结构：
酸与酸酐的固化体系
酸酐很难直接与环氧基作用，一般先要打开酸酐的环。酸酐开环通 常有两种形式。
酸酐开 环形式
酸酐受活泼氢化合物的影响而开环
胺的反应生成丁酮亚胺，它和环氧树脂配合在密封条件下是 稳定的，但涂布后，漆膜吸收空气中的H2O，于是有胺生成， 并和环氧基反应，形成交联结构：
2
配方中的几个问题 （1）泛白
原因：用双组份胺固化体系时，经常由于胺吸收空气中的 CO2，生成无反应性的胺的碳酸盐，在表面上形成白霜。
解决方法：预先将胺和环氧树脂混合放置1h后再用，使其 部分发生反应，消除伯胺，这样可以降低胺的吸水性。
(2)溶剂的选择 环氧树脂的溶剂一般是醇和芳烃或酮和芳烃的混合溶液，应注
意配方中要尽量避免用醇，特别是伯醇做溶剂，因他们在室温下 可缓慢的和环氧树脂发生反应：
溶剂中的水也可和环氧基反应：
（3）颜料 由于二氧化钛表面上常吸有水并有酸性，环氧基易发生反应，
酸酐受叔胺影响而开环
酸酐类与胺类固化剂性能比较
环氧树 脂改性
改性是使环氧树脂(EP)成为合成树脂中性能最优的重要渠道， 因为环氧树脂虽然拥有优异的粘绔性能和良好的机械性能等而 被广泛应用，但耐热性较差、脆性大等限制了其在高性能领域 的应用，这就需要对其进行改性。最近研究人员在PI/EP共聚 (混)方面，进一步取得了有效改善环氧树脂韧性的新效果。
胺固化体系的环氧树脂的组成对其性质的影响
环氧树脂的影响
当相对分子质量增加时，固化体系中溶剂量需增加， 固含量减少；由于环氧基含量减小，交联密度减小，柔顺 性增加，但固化速度慢，使用寿命长。
使用脂肪族环氧化合物，固化比BPA树脂慢，操作寿命 长，但用氢化双酚A树脂，它的交联固化速度与BPA树脂几 乎相同，这是因为决定固化速度的另一因素是玻璃化温度， 氢化BPA树脂玻璃化温度低，所以反应速度增加。
交联型PI/EP共聚或共混
研究表明，双马来酰亚胺(BMI)树脂是一类性能优异的交联 型PI，兼有PI优良的耐高温，耐湿和可采用与EP类似的成型工 艺的特点，且与其它缩聚型PI相比，它在形成过程中没有小分 子物质放出。中国环氧树脂行业协会专家介绍说，向EP中引入 BMI后，由于两者聚合机理不同和相容性等方面的原因，在聚 合过程中可能形成互穿网络或两相体系，从而有可能达到增韧 和提高耐热性的目的。国内专家对BMI的引入对Tg造成影响的 原因进行了讨论，认为BMI改性EP和BMI改性的硅氧烷化EP的 Tg升高是由于BMI的自加成而不是由于发生了迈克尔加成反应， 因为迈克尔加成反应导致形成热不稳定键连结构，且由于链延 长最终会降低交联密度。
环氧树脂
概述
环氧树脂 的制备
环氧树脂 的固化反
应
环氧树脂 的改性
环氧树脂 的应用Leabharlann 概述环氧树脂的定义
环氧树脂是指1个分子结构中至少含有2个环氧基，以脂 肪族、脂环族或芳香族链段为主链的低聚物。有液体和固体状 态，平均相对分子质量300~8000，为热塑性线型结构。室温和 通常加热条件下都不会固化，使之交联形成网状结构，才会显 示出各种优异的性能，具有真正的使用价值。
最广泛使用的环氧树脂预聚物是由双酚A和过量的 氯代环氧丙烷在碱催化下聚合而得，其制备线路如 下：
(n+1)
(n+2)
NaOH
除了双酚A以外，工业上还用酚的其他衍生物 来制备环氧树脂，如用可溶性的酚醛树脂和过量 的环氧氯丙烷反应得酚醛环氧树脂。芳香族的环 氧树脂，光稳定性很差。
脂肪族的环氧树脂则有较好的光稳定性，常见 的脂肪族环氧树脂有甘油和氢化双酚A与环氧氯 丙烷的反应产物。
环氧树脂的性能指标
环氧树脂的性能指标包括外观、环氧值与环氧当量、 羟基值、氯含量、软化点、黏度、挥发物、热变形温度、 平均相对分子质量及其分布等。这些指标将直接影响工艺 性能和固化物的物理力学性能。
环氧树脂的分类
环氧树脂的种类很多，且在不断地增加。 对于环氧树脂的分类与代号详见下表。
环氧树脂的制备
I
（3）聚酰胺，聚酰胺通常是指二聚酸（脂肪酸）与多元酸缩聚而 成的低相对分子质量聚酰胺树脂。
聚酰胺玻璃化温度较低，较好的柔顺性，低毒，水溶性低，可 在室温下固化。
大家应该也有点累了，稍作休息
大家有疑问的，可以询问和交流
10
（4）潜固化剂和湿固化体系 ①潜固化剂 双氰胺在室温下是固体，难溶于环氧树脂，但可将其磨 成
热塑性PI/EP共聚或共混
研究方面，研究人员对用高性能芳香热塑性聚合物共混 增韧热固性树脂做了大量研究，热塑性PI就是其中很重要 的一类。有些PI如聚醚酰亚胺(PEI)等与未固化EP有很好的 相容性和溶解性，而已经被用于EP的增韧。由于它们的Tg 与交联EP网络的Tg相近，因此在提高EP抗破坏性的同时， 没有降低(甚至提高)其它关键的层压性能和热/湿性能。国 外用具有相当高Tg的二苯酮四酸二酐(BTDA)和4,4,(9氢-9亚芴基)二苯胺(FBPA)—合成的可溶性热塑性PI改性四缩水 甘油基二苯甲烷—二氨基二苯砜EP体系 (TGDDM/DDS/PEI)，固化后的树脂用扫描电子显微镜观 察没有发现相分离，说明共混组分间能完全相容。
环氧树脂的固化反应
环氧树脂的固化反应分类
环氧树脂的固 化反应分类
引发剂引发环氧基的开环聚合
加入能与树脂中的环氧基或羟基 反应的多功能化合物
胺固化体系
胺固化剂通过氨基与预聚物的环氧端基发生亲 电加成反应生成交联聚合物：
胺的活性：伯胺>仲胺 脂肪胺>芳香胺 各类羟基化合物对胺固化的促进作用：
羧酸>苯酚>醇类 醇类中：伯醇>仲醇>叔醇
聚酰亚胺(PI，包括交联型和缩聚型)是一类耐热性好、机械 性能等优异的工程塑料。用聚酰亚胺改性环氧树脂，将两者 的优势结合起来，从而成为改善环氧树脂性能的一个有潜力 的途径。聚酰亚胺(PI，包括交联型和缩聚型)作为一类性能优 异的工程塑料，在许多研究中被引入EP以提高EP的热稳定性 和韧性等，取得了较为满意的结果。其中最重要的做法是 PI/EP共聚或共混，它又包括热塑性PI/EP共聚或共混、交联 型PI/EP共聚或共混2种方法
胺的选择 （1）DETA（二亚乙基三胺）有毒、有臭味、当量值低、易挥发
改进的方法：用它的加和物。
优点：产物的挥发度低，减少了毒性的危害，可 以防止漆膜泛白。
（2）芳香族胺如间苯二胺和二苯硫砜二胺（I），毒性很大，反 应性 则较低，它们的加合物与脂肪族的加合物比较，有较高的 玻璃化温度，交联速度慢，操作寿命长，适用于烘烤固化，所得 漆膜的耐热性好。
因此颜料最好加在胺组分中，不要加在含环氧树脂的组分中。 （4）催化剂
室温固化的双组份体系，需要催 化剂，一般为酚或三级胺。DMP-30 是一种效率很高的催化剂，同时具有 三级胺和酚的结构：
酸与酸酐的固化体系
酸酐很难直接与环氧基作用，一般先要打开酸酐的环。酸酐开环通 常有两种形式。
酸酐开 环形式
酸酐受活泼氢化合物的影响而开环