脂环族环氧树脂的特性及用途

脂环族环氧树脂的特性及用途
因为脂环族环氧树脂分子结构中的环氧基不是来自环氧丙烷，环氧基直接连接在脂环上，所以，脂环族环氧树脂与双酚A型环氧树脂相比较，具有以下特点：1.热稳定性良好：由于脂环族环氧树脂的环氧基直接连接在脂环上，能形成紧密的刚性分子结构，固化后交联密度增大，因而热变形温度比较高，马丁耐热可以达到190℃以上，热分解温度大于360℃。

固化收缩率小，拉伸强度高。

但是由于环氧当量小，交联密度高，固化物较脆，韧性差。

2.耐侯性好：脂环族环氧树脂的分子结构中不含苯环，具有良好的耐侯性能和抗紫外辐射。

3.电绝缘性能优异：由于合成的过程中不含氯、钠等离子，因此脂环族环氧树脂都具有良好的介电性能，无论是从比电阻还是从介电损耗角正切值看，均较双酚A型环氧树脂为优。

4.工艺性能好：脂环族环氧树脂的粘度都比较小，因此，在浇注和压制制件时作业较方便，这一点，尤其是对大部件的制件加工时，更显得重要。

另外，由于脂环族环氧树脂具有黏度小的特点．还可以将它作为良好的环氧树脂活性稀释刑。

5.安全性高：脂环族环氧树脂对有机酸和酸酐的反应活性比对胺类的反应活性大．因此，在酸性固化剂中便能充分固化。

这样一来就避免了使用毒性大、挥发性大的胺类固化则，对操作人员比较安全。

脂环族环氧树脂主要用途：
1. 稀释剂
可用作活性稀释剂的脂环族环氧化合物有环氧-269、206、201及221。

其中，环氧269、206都是高沸点、低粘度的液体，即使是在-60℃仍保持液体状态，是环氧树脂很好的稀释剂。

且随着用量的增加，环氧体系粘度显著下降，但热变形温度几乎是恒定的，这是一般环氧稀释剂不能与之相比的。

各种稀释剂对固化物性能的影响如表7所示。

环氧269是一种双环氧基的活性稀释剂，固化后交联度高，并保持原有环状结构，所以耐热温度高、机械性能好。

2. 绝绕灌封材料
由脂环族环氧化合物制造的有机绝缘体代替了户外高压装置中的陶瓷制品。

与陶瓷相比，它具有重量轻、体积小，抗冲击性好等优点，而且可以较经济地制成大小、形状各异的产品。

由于它具有优良的电气特性和颜色稳定性，可用作发光二极管的封装材料。

加入多元醇增塑剂后，在变压器、高压线圈以及各种小型电子元件的灌封方面应用广泛，这类产品可以同时满足热冲击电阻良好、热变形温度高、临界电气特性优良的要求。

3. 复合材料
脂环族环氧化合物的耐热性、力学性能及耐候性好，尤其是黏度小，适用期长，
特别适用于湿法层压成型和缠绕成型制造高强度耐热复合材料。

以脂环族环氧化合物做的玻璃钢层压制品，固化后的材料结构紧密，具有高热变形温度(300℃以上)，优良的热稳定性及耐候性，冲击强度高、电绝缘性好。

4. 模具制造
脂环族环氧化合物还可作塑料模具中的树脂组分，所得的固化物耐热性好，有较好的机械强度，体积收缩率小，精确度较高，适合做精密铸模和模具。

比起金属模具，它具有易于加工、价格低、重量轻、利于模塑操作等优点。

日本专利报道了用ZH92-21、铝粉、甲基四氢苯酐在促进剂作用下分步固化制作出热传导性好、表面光洁度高的真空成型模具、低压浇铸模具、注塑反应成型模具、吹塑及发泡模具等。

5. 胶粘剂
脂环族环氧化合物因其可与不洁表面甚至于油质金属表面形成高强度化学键而在粘接应用上独具特色，明显忧于缩水甘油醚类环氧树脂。

以ZH207制成的胶粘剂粘接铝片时有这样的特点：室温下粘接强度一般，但在逐步升温时，粘接强度有所提高。

6. 涂料
脂环族环氧化合物在涂料应用方面也很有特色。

以这类树脂为基料制得的涂料可耐高温，如ZH68-01耐温230℃以上，ZH 206达250℃以上，ZH207则可达300℃.脂环族结构赋与电气涂料的表面电阻和漏电痕阻，有助于户外涂料颜色的保持和耐久。

由脂环族环氧和含按基的树脂混合交联得到性能优良的涂料，可用于罩面漆、汽车底漆以及需要相对高成膜性的工业涂装等。

紫外光固化涂料以其固化快、无需高温、不产生气泡、膜面光泽好等优点日益受到广泛重视。

以脂环族环氧为主要成分制得的这类涂料耐候性强、硬度高、耐磨、抗冲击、耐化学腐蚀、粘接性好，可用于印刷线路板阻焊油墨、光盘的外涂料及金属、塑料的罩面保护等。

环氧树脂在工艺品制备上的应用
众所周知环氧树脂具有好的可操作性，能采用粘、涂、浇灌等多种方法成型，因而是制备工艺品的很好材料。

可以用它来粘结贝壳、玻璃、卵石、绒布使之成为各种造型的工艺品；可以用它将各种植物、动物放在一定形状的模具中浇灌成标本式的工艺品；也可以将它浇灌在模具中制成佛像、动物及各种造型的彷玉器、铜器、石器的工艺品；还可以用它将照片、图画封贴在工艺制品上；当然可以用环氧树脂涂料在玻璃、瓷器、石板上绘画了。

环氧树脂粘接剂配方很简单，可根据粘接对象将6101环氧树脂（或634环氧树脂）、脂肪胺类固化剂、滑石粉等制成液状、糊状的粘接剂。

环氧树脂涂料则还要加一些颜料、溶剂之类的原料，使之适合涂刷对象的要求。

浇灌模制品的浇注料应根据工艺品的透明度、色彩、软硬度、固化制度、模形的复杂程度来设计浇注料的配方。

环氧树脂的改性
1、概述
环氧树脂具有良好的综合力学性能、高度的粘合力、收缩率小、稳定性好、优异的电绝缘性能，作为涂料、胶粘剂、复合材料树脂基体、电子封装材料等在机械、电子、电器、航天、航空、涂料、粘接等领域得到了广泛的应用。

然而，由于固化后的环氧树脂交联密度高，内应力大，因而存在质脆、耐疲劳性、耐热性、抗冲击韧性差等缺点，难以满足工程技术的要求，使其应用受到一定的限制。

特别是制约了环氧树脂不能很好地用于结构材料等类型的复合材料，为此，国内外学者对环氧树脂进行了大量改性研究。

其中，最主要的是改善环氧树脂的脆性、耐湿热性。

环氧树脂可通过化学方法改性和物理方法进行改性。

化学方法改性主要是合成新型结构的环氧树脂及新型结构的固化剂；物理方法改性主要是通过与改性剂形成共混结构来达到提高性能的目的。

两种方法比较起来，第一种方法从工艺、成本及难易程度来讲都比第二种方法处于劣势。

因此，目前对环氧树脂的改性主要是通过共混结构实现的。

环氧树脂的增韧途径主要有三类：①刚性无机填料、橡胶弹性体和热塑性塑料聚合物等形成两相结构进行增韧。

②用热塑性塑料连续贯穿于环氧树脂网络中形成半互穿网络型聚合物来增韧改性。

③通过改变交联网络的化学结构组成(如在交联网络中引入“柔性段”)以提高交联网络的活动能力。

环氧树脂的耐湿热性能的改善，主要是通过在环氧树脂分子中引入含稠环的结构单元和合成含氟的环氧树脂，以及采用新的固化剂代替传统的DDS等。

改性后的环氧树脂，由于耐湿热性和韧性的提高，将进一步扩大环氧树脂在电子电器产品、复合材料受力构件以及高性能结构胶粘剂等方面的应用。

另一方面，尽管环氧树脂具有良好的加工工艺性，但对于不同的应用，其操作工艺需要作适当的改善。

如二酚基丙烷型环氧树脂，由于黏度较大，在某些操作中工艺性差，就需要在固化体系中加入稀释剂来降低黏度，改善操作工艺性能。

因此，为了满足不同的应用，需要加入稀释刘、填料、增强剂等不同的添加剂。

环氧树脂流动性的调节:环氧树脂配合物的流动性，对于涂料，衬里，浇铸等用途是很重要的。

为适应这些要求必须降低粘度，或者提高黏度，或者赋予触变性，能达到这些要求的配合材料称为流动性调节剂。