环 氧 树 脂 应 用 转载

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环氧树脂的固化及应用ppt课件

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环氧树脂简介
环氧树脂是指分子中含有两个或两 个以上环氧基团的那一类有机高分 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,使它们与多种类型的固化剂发 生交联反应而成不溶、不熔的具有 三向网状结构的高聚物。
•力学性能高 •附着力强 •固化收缩率小 •工艺性好 •优良的电绝缘性 •稳定性好 •环氧固化物的耐热性一般为80~100℃
• • • • •
环氧树脂的分类
脂线缩缩缩 环型水水水 族脂甘甘甘 类肪油油油 环族胺酯醚 氧类类类类 树环环环环 脂氧氧氧氧
树树树树 脂脂脂脂
环氧树脂固化原理
• 多元胺的固化原理 • 多元酸固化原理 • 碱性固化剂

其剂

本( 身催 环

相化 氧 当剂 树

稳) 脂 定或 在

有无 害固
化 原 理
影响环氧树脂固化的因素
环氧树脂的结构
• 环氧树脂(含环氧酯)由于分子结构 差异,在与活泼氢化合物、含质子 给予体化合物、合成树脂以及引发 剂等进行固化反应时具有不同的活 性。环氧树脂含有吸电子基团时, 会增加路易斯碱(亲核试剂)固化剂 的反应速度、降低与路易斯酸(亲 电试剂)固化剂的反应速度;环氧 树脂分子中含有给电子基团时,会 增加与路易斯酸固化剂的得反应速 度,降低与路易斯碱固化剂的反应 速度
杂化 质剂 存, 在固 时化
,进
多元胺的固化原理
多元酸固化原理
• 无促进剂存在时
•叔胺进攻酸酐生成羧酸盐阴离子:
•羧酸盐阴离子和环氧基反应生成氧阴离子:
• 生成的仲羟基再和另一个环氧基反应
•氧阴离子与另一个酸酐进行反应再生成羧酸盐阴离子:
环氧树脂的固化剂

纳米粒子改性环氧树脂的研究进展

纳米粒子改性环氧树脂的研究进展
厚, 但可 由场致 发射 形成通 路 。纳 米粒 子 增强 环 氧树 脂 的 导
电性 就是 这 3 导 电机 制相互 竞争 的结果 。 种
1 2 制备方 法 .
环 氧树脂 纳米复合 材料 的制 备方 法 主要 有 直接 共 混法 、 插 层聚合 法 、 溶胶 一 法等 。 凝胶 ] () 1 直接 共 混 法 该 方法 是制备 纳米 环氧树脂 基 复合 材 料最 直 接 的方 法 。
(h l0 0 ) c x l 9 9
的比表面积就越大, 与树脂基体接触面积也越大 , 材料受冲
*陕西省工业攻关项 目(0 0 01 ) 陕西省教 育厅专项科研 计划(0 0K5 9 ; 2 1 K1—8 ; 2 1J 7 ) 西安工程 大学创N  ̄ -
王琼 : ,9 6 生, 男 18 年 硕士
层单元 , 并使其均匀分散 于聚合物基体 中, 实现 了聚合物和 硅酸盐片层在纳米尺度上的复合 。
通常是将经偶联剂处理的纳米粒子用超声波处理 , 填充于环
氧 树脂 中 , 后加 入 固化 剂 , 成 复 合 材 料 。当 对 填 充 有 纳 然 形 米 材料 的环 氧树脂 溶 液进行 超声 波 处理 时 , 在 混合 液 中产 会
生空穴或气泡 , 它们在声场的作用下振动 。当声压达到一定 值时 , 空穴或气泡迅速增长, 然后突然闭合 , 在液体的局部区 域产生极高的压力, 导致液体分子剧烈运动。这种压力或液
能、 电磁性 能、 光学等方面的最新研 究进展 , 并对其应 用前景进行 了展 望, 最后提 出了一种新 的方案 , 以期提 高其综合
性能 , 而拓 宽环氧树 脂在 电子封 装材料 方面的应用领域 。 从
关 键 词 纳米粒子 环 氧树脂 改性

三.环氧树脂的应用与发展

三.环氧树脂的应用与发展

三.环氧树脂的应用与发展1.环氧树脂的发展史:环氧树脂是1938年由P.Castam申请瑞士专利,由汽巴公司在1946年研制出最早的环氧粘接剂,1949年美国的S.O.Creentee研制了环氧涂料。

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。

全国生产环氧树脂的厂家有60多家,主要有:无锡树脂厂、上海树脂厂、天津津东化工厂、上海新华树脂厂、晨光化工二厂、济南树脂厂、南通化工二厂、嘉兴化工厂等厂家。

2.环氧树脂的应用:①涂料工业:环氧树脂在涂料工业中需用量最大,目前较广泛使用的水基涂料、粉末涂料和高固分涂料。

水基涂料用于汽车车身的阳离子电泳涂料和饮料罐内涂;环氧型粉末涂料是应用最早的粉末涂料,目前主要课题是改善烘焙时的保色性并降低烘焙温度;高固分涂料要求低粘度环氧树脂,例如F型环氧树脂和海固树脂。

②电子电气工业:低分子环氧树脂用于电气绝缘材料,例如机电产品的浸绝缘处理,浇注为电机定子或万伏电缆头,电视机的变压器中使用的阻燃环氧树脂。

③建筑工业:在冬季施工或水中操作时,采用低温固化或水下固化可得到粘接力强、耐酸碱和耐久性的效果。

④胶粘剂、密封剂和复合材料领域:环氧树脂在胶粘剂、密封剂中应用最高。

在复合材料领域,用石墨纤维或碳纤维、玻璃纤维进行增强,获得性能优异的轻型高强材料。

四.环氧树脂的分类1、缩水甘油基型环氧树脂:包括缩水甘油醚环氧树脂、缩水甘油酯环氧树脂和氨基环氧树脂三部分,而缩水甘油醚环氧树脂由双酚A型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、双酚F型环氧树脂和环氧化酚醛树脂。

2、环氧化烯烃:脂肪族环氧树脂、脂环族环氧树脂和混合型环氧化烯烃对于双向可控硅,闭合开关K,灯应发亮,断开K,灯应不息灭。

然后将电池反接,重复上述步骤,均应是同一结果,才说明是好的。

否则说明该器件已损坏。

环氧树脂工业污染标准

环氧树脂工业污染标准

《环氧树脂工业污染物排放标准》编 制 说 明(征求意见稿)《环氧树脂工业污染物排放标准》编制组2008年3月目 录1 编制《环氧树脂工业污染物排放标准》的必要性 (1)1.1课题来源 (1)1.2我国环氧树脂生产状况 (1)1.3编制《环氧树脂工业污染物排放标准》的必要性 (2)2 《环氧树脂工业污染物排放标准》的编制原则和预期目标 (3)2.1编制原则 (3)2.2预期目标 (4)3 环氧树脂生产方法及污染物控制情况 (4)3.1环氧树脂生产方法 (4)3.2环氧树脂污染物种类 (6)3.3环氧树脂生产中污染物排放情况 (6)4 国、内外环氧树脂生产和污染物控制情况 (10)4.1国外环氧树脂生产和污染物控制情况 (10)4.2国内环氧树脂生产和污染物控制情况 (12)5 《环氧树脂工业污染物排放标准》主要技术内容和指标的确定 (16)5.1适用范围 (16)5.2术语和定义 (16)5.3执行时段 (16)5.4水污染物排放限值的确定 (16)5.5大气污染物排放限值的确定 (19)5.6污染物排放标准的先进性分析 (20)5.7监测方法 (20)6 《环氧树脂工业污染物排放标准》达标分析和环境效益分析 (20)6.1达标分析 (21)6.2环境效益分析 (22)《环氧树脂工业污染物排放标准》编制说明1制订标准的必要性1.1 课题来源《环氧树脂工业污染物排放标准》是国家环保总局对污染物排放标准体系进行战略调整的内容之一。

2003年国家环保总局在全国范围内公开征集环境标准项目(第一批)编制单位,中国石油化工勘查设计协会申报后,通过评审。

国家环保总局下发《关于公布2003年度环境标准编制单位名单的通知》(环办函[2003]508号)。

《环氧树脂工业污染物排放标准》由中国石油化工勘查设计协会牵头,中国天辰化学工程公司、中蓝连海设计研究院等单位参与制订。

1.2 我国环氧树脂生产状况环氧树脂系指含有2个或2个以上环氧基,并以脂肪族、脂环族或芳香族的链段为主链的高分子缩聚物。

脂环族类环氧树脂

脂环族类环氧树脂

脂环族类环氧树脂脂环族类环氧树脂是一种广泛应用于化工、材料等领域的重要材料。

它具有优异的物理性能和化学稳定性,被广泛应用于涂料、粘合剂、复合材料等领域。

本文将详细介绍脂环族类环氧树脂的特性、制备方法以及应用领域。

脂环族类环氧树脂是一种具有环状结构的高分子化合物。

它的特点是具有较高的玻璃化转变温度、强度和刚度,同时还具有优良的耐化学品性能和耐热性。

脂环族类环氧树脂的分子中含有环氧基团,这使得它具有较好的胶接性能和可塑性,可通过热硬化反应形成三维网络结构,从而获得较高的综合性能。

脂环族类环氧树脂的制备方法多样,常见的方法包括酚醛法、环氧化法和酸酐法等。

酚醛法是通过酚与醛的缩聚反应得到树脂前驱体,再通过环氧化反应形成环氧树脂。

环氧化法则是通过环氧化剂与双键化合物反应得到环氧树脂。

酸酐法是通过酸酐与酸醇反应生成环酸酐,再与环氧树脂基团反应形成环氧树脂。

这些方法各有优缺点,可以根据具体需求选择合适的方法进行制备。

脂环族类环氧树脂的应用十分广泛。

在涂料领域,脂环族类环氧树脂可以作为主要的固化剂,能够提供涂层的硬度、耐化学品性能和耐热性。

在粘合剂领域,脂环族类环氧树脂可以与其他树脂进行共混,形成具有优异性能的胶粘剂。

在复合材料领域,脂环族类环氧树脂可以与纤维增强材料进行复合,形成具有高强度和高刚度的复合材料,广泛应用于航空航天、汽车等领域。

脂环族类环氧树脂还可以用于电子封装材料、电子胶粘剂、防腐涂料等领域。

它在这些领域中的应用能够提供优异的电气绝缘性能和化学稳定性,确保器件和设备的长期稳定工作。

脂环族类环氧树脂是一种重要的高分子材料,具有优异的性能和广泛的应用领域。

随着科学技术的不断进步,脂环族类环氧树脂的性能和应用领域将会得到进一步拓展和完善,为各个领域的发展提供更多可能性。

环氧树脂的命名及双酚A型环氧树脂的性质

环氧树脂的命名及双酚A型环氧树脂的性质

、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 数字组一第H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I、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H数字组。

第H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EP0336I-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2II 一290g/mol(5), 含有活性剂⑵,密度为1.20-1.29 g/cm3 (4),加有填料⑵和具有耐热注(5),其名称为EP 00552—425。

玻璃钢的材质说明

玻璃钢的材质说明

纤维增强环‎氧树脂复合‎材料(玻璃钢)成型工艺及‎应用一、前言相比传统材‎料,复合材料具‎有一系列不‎可替代的特‎性,自二次大战‎以来发展很‎快。

尽管产量小‎(据法国Ve‎t rote‎x公司统计‎,2003年‎全球复合材‎料达700‎万吨),但复合材料‎的水平已是‎衡量一个国‎家或地区科‎技、经济水平的‎标志之一。

美、日、西欧水平较‎高。

北美、欧洲的产量‎分别占全球‎产量的33‎%与32%,以中国(含台湾省)、日本为主的‎亚洲占30‎%。

中国大陆2‎003年玻‎班纤维增强‎塑料(玻璃纤维与‎树脂复合的‎复合材料、俗称“玻璃钢”)逾90万吨‎,已居世界第‎二位(美国200‎3年为16‎9万吨,日本不足7‎0万吨)。

复合材料主‎要由增强材‎料与基体材‎料两大部分‎组成:增强材料:在复合材料‎中不构成连‎续相赋于复‎合材料的主‎要力学性能‎,如玻璃钢中‎的玻璃纤维‎,CFRP(碳纤维增强‎塑料)中的碳纤维‎素就是增强‎材料。

基体:构成复合材‎料连续相的‎单一材料如‎玻璃钢(GRP)中的树脂(本文谈到的‎环氧树脂)就是基体。

按基体材料‎不同,复合材料可‎分为三大类‎:树脂复合材‎料金属基复合‎材料无机非金属‎基复合材料‎,如陶瓷基复‎合材料。

环氧树脂基‎复合材料的‎优点:1、为什么采用‎环氧树脂做‎基体?1)固化收缩率‎代低,仅1%-3%,而不饱和聚‎酯树脂却高‎达7%-8%;2)粘结力强;3)有B阶段,有利于生产‎工艺;4)可低压固化‎,挥发份甚低‎;5)固化后力学‎性能、耐化学性佳‎,电绝缘性能‎良好。

6)值得指出的‎是环氧树脂‎耐有机溶剂‎、耐碱性能较‎常用的酚醛‎与不饱和聚‎酯树脂为佳‎,然耐酸性差‎;固化后一般‎较脆,韧性较差。

2、环氧玻璃钢‎性能(按ASTM‎)以FW(纤维缠绕)法制造的玻‎纤增强环氧‎树脂的产品‎为例,将其与钢比‎较。

表1 GF/EPR与钢‎的性能比较‎(准确性值得‎商榷,请参看相关‎资料)表2 几种常用材‎料与复合材‎料的比强度‎和比模量(准确性值得‎商榷,请参看相关‎资料)图1 复合材料的‎比强度与比‎刚性二、纤维增强环‎氧树脂复合‎材料成型工‎艺简介 1、手糊成型(hand lay up)图2 手糊成型示‎意图(1)概要 依次在模具‎表面上施加‎ 脱模剂 胶衣一层粘度为‎0.3-0.4PaS 的‎中等活性液‎体热固性树‎脂(须待胶衣凝‎结后)一层纤维增‎强材料(玻纤、芳纶、碳纤维......),纤维增强材‎料有表面毡‎、无捻粗纱布‎(方格布)等几种。

脂环族环氧树脂 Word 文档

脂环族环氧树脂 Word 文档

脂环族环氧树脂(环氧化脂环烯烃化合物)是含有两个脂环环氧基的低分子化合物。

其本身并不是聚合物,但是与固化剂作用后能生成性能优异的三维体型结构的聚合物。

它的合成原理与缩水甘油型环氧树脂不同,分子中的环氧基是利用不饱和脂环化合物的双键环氧化形成的。

工业上通常是由含有两个双键的脂环烯烃化合物经过过氧化物(如过氧化乙酸)的氧化作用形成环氧化脂环烯烃化合物。

1、脂环族环氧树脂的特性(1)分子结构脂环族环氧树脂的分子结构中没有苯环和羟基,但含有脂环。

环氧基直接连在脂环上,而不是像双酚%型环氧树脂那样通过醚键连在苯环上。

(2)反应活性化学结构决定了脂环族环氧树脂与双酚%型环氧树脂之间的一个重要差别是它们与固化剂的反应活性有很大的不同。

脂环族环氧树脂的反应活性比双酚A型环氧脂的小。

用酸酐固化时,二者差别不大。

而与胺类反应时,脂环族环氧树脂的反应速度要慢得多。

胺类难以固化脂环族环氧树脂的原因是由于双酚%型环氧树脂中具有下列结构:(2)树脂及固化物的性能脂环族环氧树脂是低分子化合物,环氧当量小,交联密度大,再加上有热稳定性好的刚性脂环,因此耐热性高,但较脆,韧性差,固化收缩小,拉伸强度高。

由于合成过程中不含Cl、Na等离子,所以电性能好,尤其是高温电性能及耐弧性好。

不含苯环,因而耐紫外线及耐候性好。

2、脂环族环氧树脂的用途(1)活性稀释剂许多种脂环族环氧化合物都可作为活性稀释剂。

尤其是环氧269和环氧206都是高沸点、低黏度的液体,与环氧树脂混合后不仅环氧体系的黏度显著下降,而且固化后的热变形温度几乎是恒定的,力学性能也不降低,这是一般环氧稀释剂不能与之相比的。

(2)绝缘材料、灌封材料及浇注材料脂肪族环氧树脂耐候性好,可制成户外高压绝缘子以取代陶瓷制品。

它具有质轻、体积小、冲击性好、制作简便等特点。

由于它具有优良的电气性能和颜色稳定性,可用作发光二极管的封装材料。

用多元醇增塑后在变压器、高压线圈及各种小型电子元件的灌封方面应用广泛。

常用环氧树脂参数总结

常用环氧树脂参数总结

常用环氧树脂参数总结一、缩水甘油基型环氧树脂:1.缩水甘油醚型环氧树脂1.1双酚A型环氧树脂:双酚A型环氧树脂是应用最广泛的树脂之一,占环氧树脂总产量的90%。

在分子结构中含有羟基和醚键,固化过程进一步生成新的—OH和—O—,使固化物具有很高的内聚力和粘附力。

因此可以对金属、陶瓷、木材、水泥和塑料进行粘接。

另外,双酚A型环氧树脂属无毒树脂,其白鼠的最低口服致死量为LD50为11.4g/kg。

双酚A型环氧树脂的牌号与性质表新牌号原牌号外观粘度(Pa.s)软化点(℃)环氧值E—55616#浅黄粘稠液体6-8----0.55-0.56E—51618#浅黄粘稠液体10-16----0.48-0.54E—446101#黄色高粘度液体20-40----0.41-0.47E—42634#同上----21-270.38-0.45E—35637#同上----20-350.30-0.40E—31638#浅黄粘稠液体----40-550.23-0.38E—20601#黄色透明固体----64-760.18-0.22E—14603#同上----78-850.10-0.18E—12604#同上----85-950.10-0.18E—06607#同上----110-1350.04-0.07E—03609#同上----135-1550.02-0.04E—01665#液体30-40----0.01-0.031.2双酚S型环氧树脂双酚S型环氧树脂是由双酚S和过量环氧氯丙烷在碱性条件下缩聚得到的耐高温环氧树脂。

双酚S为浅黄色固体,由东北石化研究所研制,全名为“4,4‘—二羟基二苯双缩水甘油醚环氧树脂”,胺类、酸酐、咪唑均能固化双酚S,其固化物具有热变形温度高、热稳定性能好的特点。

这是因为分子中极性强的砜基—SO2—取代双酚A中的异丙基,提高了热稳定性;砜基改善了粘附力,增强了环氧基的开环活性。

1.3双酚F型环氧树脂双酚F型环氧树脂是由双酚F和过量环氧氯丙烷(1:10),在四甲基氯化铵和NaOH条件下,经醚化和闭环反应,缩聚而成的。

第1、2章环氧树脂概述

第1、2章环氧树脂概述

1.5.2 固化后环氧树脂的特牲指标
机械强度:
抗伸强度、弯曲强度、抗冲击强度、 弹性模量、硬度 介电常数、介电强度、功率因数、击穿电压 功耗因数、 耐电孤 性、电阻系数、
电性能:
耐化学品性: 耐酸性、耐碱性、耐各种溶剂及各种介质 耐热性: 热变形温应、热分解温度、热失量、热膨胀 固化产物的结构: 熟化度、转化率、交联度、微观结构 耐环境性: 盐雾、风蚀、潮气、烟雾、大气、老化性等
在水中浸24小时后
240分钟 400-500伏特/米
表1-5 各种树脂成型品的电性能比较
(5)机械强度高 固化后的环氧树脂具有很强的内聚力,而分子 结构致密,所以其机械强度相对高于酚醛树脂 和聚酯树脂。
表1—6 环氧树脂浇铸件力学性能
项目
数据
项目
数据
拉伸强度/MPa
45.12-68.67
杨氏弹性模量 /MPa
1.4.2 环氧树脂的应用
由于环氧树脂具有优良的特性,因此广泛应用在 国民经济的各个领域。按其应用的方式可分为: 涂覆材料、增强材料、浇铸材料、模塑料、胶粘 剂、改性剂,如表1-7所示:
表1—7 环氧树脂的应用领域
金属底漆 汽车车身、船舶、 涂 贮罐、桥梁、管道等 料 罐头涂料 食品罐头、铁桶内 壁、易拉罐内、外壁等 胶 粘 剂 交通工具 飞机胶粘点焊、船 舶螺旋桨、等 土木建筑 混凝土预制件固定; 瓷砖、玻璃粘接等 集成电路装,电动机铁芯绝 缘等 绝缘珠、互感器、开关箱等
环氧树脂的常规分析项目及各种标号见表1-8
表1-8 环氧树脂的常规分析项目及各种标号
序号 1 2 3 4 5 6 7
检验项目
国际标准 ISO
试验方法简 述 JIS 目测
日本标准

环氧树脂知识讲解ppt课件

环氧树脂知识讲解ppt课件
二、 环氧树脂发展简史 环氧树脂的研究始于20世纪30年代。1934年德国I.G.Farben公司的 的P. Schlack发现用胺类化合物可使含有多个环氧基团的化合物聚合成 高分子化合物,生成低收缩率的塑料,从而获得德国专利。稍后,瑞士 Gebr.de Trey公司的Pierre Castan和美国Devoe & Raynolds公司的S. O. Greelee用双酚A和环氧氯丙烷经缩聚反应制得环氧树脂,用有机多 元胺或邻苯二甲酸酐均可使树脂固化,并具有优良的粘接性。不久,瑞 士的Ciba公司、美国的Shell公司以及Dow Chemical公司都开始了环 氧树脂的工业化生产及应用开发研究。进入20世纪50年代,在普通双酚 A环氧树脂生产应用的同时,一些新型的环氧树脂相继问世。1960年前 后,相继出现了热塑性酚醛环氧树脂、卤代环氧树脂、聚烯烃环氧树脂。
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双酚S型环氧树脂(简称DGEBS树脂):
O C H 2 C H C H 2 O
氢化双酚A型环氧树脂:
O C H 2 C H C H 2 O
SO 2
C H 3 C C H 3
OC H 2 C HC H 2 O
n
O H
SO 2
O C H 2 C HC H 2 O
OC H 2 C HC H 2 O
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三、 按状态分类 按室温下的状态,环氧树脂可分为液态环氧树脂和固态环氧树脂。 液态树脂指相对分子质量较低的树脂,可用作浇注料、无溶剂胶粘剂和 涂料等。固态树脂是相对分子质量较大的环氧树脂,是一种热塑性的固 态低聚物,可用于粉末涂料和固态成型材料等。
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第三节 环氧树脂的性质与特性指标

环氧树脂种类和性能

环氧树脂种类和性能

环氧树脂种类及性能一、定义1、环氧树脂EpoxyResin是泛指含有两个或两个以上环氧基,以脂肪族、脂环族或芳香族等有机化合物为骨架并能通过环氧基团反应形成有用的热固化产物的高分子低聚体Oligomer;当聚合度n为零时,称之为环氧化合物,简称环氧化物Epoxide;这些低相对分子质量树脂虽不完全满足严格的定义但因具有环氧树脂的基本属性在称呼时也不加区别地统称为环氧树脂;典型的环氧树脂结构如下式;2、环氧基是环氧树脂的特性基团,它的含量多少是这种树脂最为重要的指标;描述环氧基含量有以下几种不同的表示法:⑴环氧当量:是指含有1mol环氧树脂的质量,低相对分子质量分子量环氧树脂的环氧当量为175~200g mol⁄,随着分子量的增大环氧基间的链段越长,所以高分子量环氧树脂的环氧当量就相应的高;⑵环氧值:每100g树脂中所含有环氧基的物质的量摩尔;这种表示方法有利于固化剂用量的计量和用量的表示;因为固化剂用量的含义是每100g环氧树脂中固化剂的加入量partperhundredofresin缩写成phr;我国采用环氧值这一物理量;环氧当量=100/环氧值3、粘度的定义粘度:液体在流动时,在其分子间产生的内摩擦的性质,称为液体的黏性,黏性的大小用黏度表示,是用来表征液体性质相关的阻力因子;粘度单位有两种:1、厘泊cps2、毫帕秒m·pas1厘泊cps=1毫帕秒m·pas二、种类及性能1、双酚A型环氧树脂:双酚A即二酚基丙烷型环氧树脂即二酚基丙烷缩水甘油醚;在环氧树脂中它的原材料易得、成本最低,因而产量最大在我国约占环氧树脂总产量的90%,在世界约占环氧树脂总产量的75%~80%,用途最广,被称为通用型环氧树脂;由双酚A型环氧树脂的分子结构决定了它的性能具有以下特点:⑴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需求;⑵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;⑶固化物有很高的强度和粘结强度;⑷固化物有较高的耐腐蚀性和电性能;⑸固化物有一定的韧性和耐热性;⑹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F型环氧树脂:这是为了降低双酚A型环氧树脂本身的粘度并具有同样性能而研制出的一种新型环氧树脂;通常是用双酚F二酚基甲烷与环氧氯丙烷在NaOH作用下反应而得的液态双酚F型环氧树脂;⁄,对双酚F型环氧树脂的特点是黏度小,不到双酚A型环氧树脂黏度的13纤维的浸渍性好;其固化物的性能与双酚A型环氧树脂几乎相同,但耐热性稍低而耐腐蚀性稍优;液态双酚F型环氧树脂可用于无溶剂涂料、胶粘剂、铸塑料、玻璃钢及碳纤维复合材料等;3、多酚型缩水甘油醚环氧树脂:多酚型缩水甘油醚环氧树脂是一类多官能团环氧树脂;在其分子中有两个以上的环氧基,因此固化物的交联密度大,具有优良的耐热性、强度、模量、电绝缘性、耐水性和耐腐蚀性;4、脂肪族缩水甘油醚环氧树脂:脂肪族缩水甘油醚环氧树脂是由二元或多元醇与环氧氯丙烷在催化剂作用下开环醚化,生成氯醇中间产物,再与碱反应,脱HCl闭环,形成缩水甘油醚;脂肪族缩水甘油醚环氧树脂是由二个或二个以上环氧基与脂肪链直接相连而成;在分子结构里没有苯环、脂环和杂环等环状结构;这类树脂绝大多数粘度很小,大多数品种居于偶水溶性,大多数是长链型分子,因此富有柔韧性;但其耐热性较差;5、缩水甘油酯型环氧树脂:缩水甘油酯型环氧树脂是20世纪50年代发展起来的一类环氧树脂,是分子结构中有二个或二个以上缩水甘油酯基的化合物;其主要特点是:⑴黏度小,工艺性好;可用于浇注、包封,也可用作活性稀释剂;⑵反应活性大,凝胶时间只有双酚A型环氧树脂的一半左右;、⑶与其他环氧树脂的相溶性好,可与之混用以改进普通环氧树脂的性能;⑷粘接强度高,固化物的力学性能好;⑸具有良好的耐超低温性;在-196℃到-253℃的超低温条件下,任具有比双酚A型环氧树脂高的抗剪强度;⑹电绝缘性好,尤其是耐漏电痕迹性好;⑺表面光泽度及透光性好;⑻由于分子中不含酚氧基,因此耐候性优于双酚A型环氧树脂;⑼主要缺点是酯键的存在使耐水性、耐酸性和耐碱性较差,耐热性也较低;6、缩水甘油胺型环氧树脂:缩水甘油胺型环氧树脂是用伯胺或仲胺与环氧氯丙烷合成的含有二个或二个以上缩水甘油胺基的化合物;这类环氧树脂的特点是多官能性,黏度低,活性高,环氧当量小,交联密度大,耐热性高,粘接力强,力学性能高,耐腐蚀性好,可与其它类型环氧树脂混用;其缺点是有一定脆性,分子结构中有环氧基又有胺基,因此有自固化性,贮存期短;7、环氧化烯烃化合物:⑴脂环族环氧树脂:脂环族环氧树脂环氧化脂环烯烃化合物是含有二个脂环环氧基的低分子化合物;本身不是聚合物,但是与固化剂作用后能生成性能优异的三维体型结构的聚合物;脂环族环氧树脂是低分子化合物,黏度小、工艺性好;可作为活性稀释剂用;环氧当量小,交联密度大,再加上有热稳定性好的刚性脂环,因此耐热性高,但较脆,韧性差;固化收缩小,拉伸强度高;由于合成过程中不含Cl、Na等离子,所以电性能好,尤其是高温电性能及耐电弧性好;不含苯环,因而耐紫外线及耐候性好;⑵脂肪族环氧化烯烃化合物:它是以脂肪族烯烃的双键用过氧化物环氧化而制得的环氧树脂;在其分子结构中没有苯环、脂环和杂环,只有脂肪链;其性能特点:a、为线型大分子;同时具有聚丁二烯橡胶结构和环氧树脂结构,因此具有良好的冲击韧性和粘结性能;b、和脂环族环氧树脂相似,易与酸酐类固化剂发生反应,而与亲核性固化剂胺类的反应性较低;c、树脂分子中还含有双键和羟基;d、当采用酸酐-多元醇为固化剂,并同时添加苯乙烯及过氧化物引发剂,则可进一步增加交联密度,从而提高耐热性及力学性能;e、与固化剂混溶后黏度小,操作方便,工艺性好;f、固化物有良好的耐热性,热变形温度可达200℃以上,在高温下有非常突出的强度保持率;粘结性、耐候性及电性能均优异,在200℃电性能很稳定;g、主要缺点是固化收缩率大;8、杂环型和混合型环氧树脂⑴杂环型缩水甘油环氧树脂:这是一类含有杂环的高性能环氧树脂;缩水甘油基直接连接在杂环上,因而具有优异的耐热性、耐候性和电性能;主要产品有:a、三聚氰酸环氧树脂三聚氰酸三缩水甘油环氧树脂、TGIC:是三聚氰酸与环氧氯丙烷在催化剂作用下合成的一种具有三氮杂环的多官能团环氧树脂;TGIC的反应活性比双酚A型环氧树脂要高,溶解性差,所以通常都用酸酐做固化剂,加热固化,它具有优异的耐高温性、化学稳定性、耐紫光老化性和耐候性;力学性能和电性能良好,尤其是在高温下能保持优良的力学性能和电性能;固化物硬而脆,耐机械冲击和热冲击性能差;b、海因Hydantion环氧树脂:海因环氧树脂是含有海因环五元二氮杂环的一类新型环氧树脂;这类树脂可以是缩水甘油胺型、缩水甘油醚型或缩水甘油酯型树脂,也可以是单海因核或多海因核树脂;其具有下列特点:①黏度低、工艺性好;②热稳定性好,耐热性高;③耐候性好;其涂料在日光或紫外线暴晒下,不易发黄和粉化;④在高电压及超高压下电性能突出,尤其是具有优良的耐电弧性和抗漏电痕迹性,可用做耐高电压绝缘器件;⑤极性很强、黏度低,因而对玻璃纤维、碳纤维和多种填料都是有很好的润湿能力和粘结性,可在不降低工艺性的前提下添加大量填料,从而使膨胀系数及成本降低;⑥毒性小;可用作食品包装和卫生包装用的涂料、无毒胶粘剂等;⑦水溶性海因环氧树脂可用来处理纺织品、纸张,以提高其强度和抗皱性能;⑵混合型环氧树脂:这是一类在其分子中同时含有两种不同类型环氧基的环氧树脂;因此它同时具有这两类环氧树脂的特性;从而在其固化性能和使用性能上带来了一些单一类型环氧树脂所不具备的特点;例如,由于两类环氧基的活性不同,因而有可能实现分段固化,或制成B阶树脂,亦有可能实现低温固化高温使用的要求;在选择固化剂时有更大的灵活性;这就给配方设计和工艺设计提供了更多的选择余地,能更好地满足工艺要求和使用要求,扩大了使用范围;。

环氧树脂种类及应用

环氧树脂种类及应用

第一部分环氧树脂的分类1、缩水甘油基型环氧树脂:包括缩水甘油醚环氧树脂、缩水甘油酯环氧树脂和氨基环氧树脂三部分,而缩水甘油醚环氧树脂由双酚A型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、双酚F型环氧树脂和环氧化酚醛树脂。

2、环氧化烯烃:脂肪族环氧树脂、脂环族环氧树脂和混合型环氧化烯烃一、双酚A型环氧树脂的合成1.双酚A型环氧树脂的合成途径:①低分子量液态双酚A型环氧树脂由过量环氧氯丙烷(ECH)与双酚A (BA)在碱(NaOH)的存在下缩聚而成;另一个方法是由不饱和环状烃类的双键氯化而生成环氧环状物得到脂环族环氧。

②高分子量固态环氧树脂的途径:a.“太妃糖法”:双酚A与环氧氯丙烷在化学计算是碱存在下直接反应b.“熔融法”:以低分子量液态双酚A型环氧树脂为原料在催化剂存在下,用双酚A型扩展化学键得到聚合度较高(n>2000)的产物。

这种工艺得到没有副产物的高纯产品,分子量分布窄,主要是抑制副反应,减少链支化。

2.双酚A型环氧树脂的合成反应双酚A型环氧树脂由ECH和BA经醚化和闭环两步反应制得。

3.双酚A型环氧树脂合成反应过程的副反应①水解:ECH水解成甘油,环氧基水解为2—乙二醇。

②环氧氯丙烷与存在于中间体的酸性羟基反应,形成被裹胁的氯。

③环氧氯丙烷与酚羟基的反常加成(β加成)④链支化反应:双酚A型环氧树脂的链支化:⑤脱HCl反应不完全,树脂残留可水解氯。

这些反应的产生使ECH消耗增大,环氧基含量降低,可水解氯使氯总含量增高,树脂质量不纯,粘度或熔点上升。

二、氯含量的影响环氧树脂中残存的氯以三种形式出现:氯离子(Cl-),可水解氯和不可水解氯。

Cl-是残留的NaCl离子,可水解氯和不可水解氯是副反应产物。

1. 氯含量的影响①可水解氯使脂肪多胺固化环氧体系的适用期大为缩短②熔融法制备较高分子量固态环氧树脂用的液态环氧树脂原料可以水解,氯含量使原反应速度降低。

因此原料树脂中可水解氯最好在0.03 wt%(300PPm)以下。

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[应用技术]环氧树脂在模具上的应用一、概况环氧树脂模具又称树脂模具,它具有制造周期短、成本低、特别适合形状复杂的制品和产品更新换代快速的工业领域;因此,在国外先进国家已得到广泛的应用,特别在汽车制造业、玩具制造业、家电制造业、五金行业和塑料制品等工业系统使用得更为普及。

环氧树脂模具按不同的结构和用途,采用各种性能的环氧树脂、固化剂、增韧剂和填料(铁粉、铝粉、硅微粉、重晶石粉等)等配制成模具树脂,同时以玻璃纤维布和碳纤维布作增强材料而制成的。

环氧树脂模具按不同用途和技术要求,能设计出不同的环氧模具树脂配方组份。

从国内、外环氧树脂模具实际应用统计,环氧树脂适合于制作以下几种类型的模具,在冷压模具方面有:弯曲模、拉延模、落锤模、铸造模等;在热压模具方面有:塑料注射模、注腊模、吹塑模、吸塑模、泡沫成型模、皮塑制品成型模等。

环氧树脂模具的制造特点,是制造简易,快速,成本低;例如一些外形复杂、难成形的金属模具,用环氧树脂制造,采用浇注法或低压成形法,就能一次成形,无需大型精密切削机床,也可不用高级钳工。

有些金属模具制造的周期要几个月至半年,采用环氧树脂模具一般只要3~5天就可完成,其成本仅仅是钢模的15~20%左右,而且树脂模具使用寿命很长,磨损了还可以很快修补好,继续使用。

因此,环氧树脂模具的制造是一项打破传统机械加工工艺的新技术、新材料和新工艺。

环氧树脂模具,在国外都是大型工厂设立的专门研制中心制造的,而在国内仅在于国防工业单位研制了一些,一般工厂企业都缺乏这方面的制造工艺技术和配方,所以在我国环树脂模具的应用、普及和发展的速度很缓慢。

今后随着新材料、新技术的发展,环氧树脂应用技术的推广,环氧树脂模具的综合性能和制造技术被广泛了介和认识,环氧树脂复合材料性能的提高,树脂模具的制作工艺和应用工艺的简化,环氧树脂模具必然会得到飞跃的发展,成为新的高效率的低成本的先进模具。

二、环氧树脂模具的种类1、环氧树脂冷压类型的模具(1)弯曲模、成形模、拉延模、切口模等。

环氧树脂的复合材科主要用来制造凹凸模,可以浇注成形,也可以低压模压法成形,它可以冲压或拉延0.8毫米钢板2毫米以下的铝板,寿命在万次以上不磨损。

对于大型拉延模具,如汽车驾驶室顶盖件,用环氧树脂制造模具显示出更大的优越性,无需大型切削机床。

切口模用来制造结构复杂的大型零件,在凹凸模刃口部嵌以钢带。

用环氧树脂制造的弯曲成形模具,冲压的另件有吊扇的风叶等,风叶型面尺寸要求很高,因关系到风量和使用效果等,环氧树脂模具固定在l O O吨冲床上冲压成形,冲压次数巳达三十余万次,树脂模具还在使用。

(2)落锤模采用环氧树脂落锤模,可以冲压2.5毫米厚的铝板,1.5毫米厚的不锈钢板。

树脂做的模具,协调性能好,工艺简单,制造周期短,比铝锌模缩短3/4时间,还可节省大量的有色金属,降低成本。

(3)铸模关于铸模如模型、芯盒、型板等,采用环氧树脂制作铸模的优点:①树脂模具制造周期短,如铝模制造周期约一个月,而树脂模具制作只需3~5天②树脂模具使用寿命长,如铝模用到二千次就要大修,而树脂模可用到二万次;③树脂模具修理简单、方便;④树脂模具重量轻,劳动生产率高。

因此,国、内外巳普遍、广泛的应用环氧树脂制作铸模。

结构形式:有树脂包复式模具和全树脂整体式模具。

此外,环氧树脂还能制作锤击模、爆炸成形模、液压成形模、拉伸模胎、移形模、检验模等,以上的树脂模具,大部分是用来制造飞机,汽车或火箭上的另部件。

环氧树脂模具制造速度快,成本低、协调性能好,能解决一般金属模具制造中的技术难关。

2、环氧树脂热压类型的模具(1)注腊模用于压注腊型的模具,一般用金属制作模具,批量小的、要求不高的也采用石膏模。

先用注腊模注出腊型,根据腊型再做成壳模,溶腊后浇注金属。

树脂的注腊模,强度高,成型方便,光洁度高,耐磨性好,导热性稍差一些,在加工成形雕塑的型面时,经济效益就更高了。

(2)塑料注射模随着工程塑料的飞跃发展与广泛的应用,塑料模具的制造,就更显出重要性了。

环氧树脂注射模具是国内外正在努力突破的一项新技术。

据资料介绍,环氧树脂注射模国外作为一种简易、快速模具,因为它成型快,外形精确,但缺点是耐热性差,因此,在树脂模具设计时应考虑冷却水管道,来提高注塑次数。

我国也有几个单位在研制这类树脂模具,并取得了良好的应用,注塑次数巳达万次以上,环氧树脂模具型面无变化。

在树脂模具配方设计上的优化和模具结构上的改进,使树脂模具的热态强度、导热系数都有较高的水平。

因此,如果产品型面为雕塑的型面,机加工简直无法加工的,则更显出环氧树脂模具的优越性。

(3)吹塑模和吸塑模具这类模具都要求环氧树脂配方固化物要有良好的热态强度和导热系数,它最大的优点是成形方便,这些树脂模具都属于开发应用中的模具。

三、制造环氧树脂模具的材料与性能制造树脂模具的基体树脂有酚醛树脂、不饱和聚酯树脂、环氧树脂等。

在这些基体树脂中,环氧树脂的机械、物理性能最好,工艺性也好。

所以现在都用环氧树脂制造模具,如现在最高强度的复合材料,就是环氧树脂与硼纤维、碳纤维等制成的。

基体树脂:常用的环氧树脂有双酚A环氧树脂,如;YD-128、E一51、E一44等;线型酚醛环氧树脂F-44和F-45;氨基多官能团环氧树脂AFG-80、AFG-90;脂环族环氧树脂R-122等。

根据不同树脂模具的机械强度要求、耐热性要求和精度要求选择基体树脂类型,再设计配方。

固化剂:胺类固化剂:脂肪胺、缩聚胺、芳香胺、改性芳香胺等;咪唑类固化剂:2-甲基咪唑、改性咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑等;酸酐类固化剂:甲基四氢苯酐、改性甲基四氢苯酐、氯桥酸酐、均苯四甲酸二酐等。

增韧剂:LDY-050活性增韧剂、LDY-052反应型增韧剂、LDY-055海岛结构增韧剂、高聚合度聚硫橡胶、端羧基丁睛橡胶等。

纤维增强材料:玻璃纤维(布)、碳纤维(布)、硼纤维(布)等。

填料:硅微粉、铁粉、铝粉、铜粉、氧化铝粉、重晶石粉等。

环氧树脂模具复合材料,是由基体树脂、固化剂,增韧剂,填料和纤维增强材料等组成,起固化反应而达到高性能的模具树脂。

根据不同模具不同的结构和技术要求,设计不同的配方,配方不同,其成形工艺,固化工艺也不同。

环氧树脂模具配方浇注体典型的力学、物理性能:抗压强度:120~150 MPa抗冲强度:25~38 KJ/m2抗弯强度:110~160 MPa布氏硬度: 20~30 MPa固化时收缩 O.2~0.5%四、制造环氧树脂模具的工艺方法1、浇注工艺制造按环氧树脂配方比例称量和混合,然后浇注入模型模具,按配方工艺要求,采用室温或高温固化成型。

也可采用振动浇注工艺。

2、层压工艺制造玻璃纤维或碳纤维增强的环氧树脂模具,在固化时不用压力的,在模型里层迭纤维增强材料并层层涂以环氧树脂混合料,称为接触层迭工艺。

固化时如在加压下进行,可增加玻璃纤维含量,称加压层压工艺。

3、短玻璃纤维增强与树脂的混合物,能够在简易的金属模内成形。

总之,不同的模具,根据模具的结构、模具的类型、模具的技术要求来设计不同的环氧树脂配方和制造工艺,才能制造出良好的环氧树脂模具。

氨基-环氧树脂防护涂料在油井集输系统的应用一,前言近几年,我国大部分油田都相继进入了中高含水期。

由于油田采水量的提高,油水井管串及地面集输系统的腐蚀也日趋严重。

在井下管串的防腐蚀工艺中,各油田已广泛推广应用涂料防护技术。

由于井下管串都是在千米以下深度的特殊环境中工作,所用防护涂层必须具备优良的耐持续高温、耐磨擦、耐高盐度地层水的性能;此外,为了与阴极保护技术相配套,还要求涂层具有良好的抗静电剥离特性。

如此种种严酷的技术条件限制,就使得可以选用作为油管防护的涂料为数不多了。

经考察和调查,目前国内在油管的涂料防护技术中以使用环氧-酚醛涂料最为普遍,虽然它能基本满足上述各种要求,但缺点是需要用大量的二甲苯溶剂,对工作环境的污染严重。

其次,该涂料涂膜的固化温度高达200℃左右,需要配备特殊的加热设备。

为此,我们经试验以氨基-环氧树脂涂料代替环氧-酚醛涂料,使固化温度降至120~140℃范围内。

并且尽量不使用有机溶剂作稀释剂,以减少对环境的污染。

据文献资料报道,氨基-环氧树脂涂料的机械强度与抗热氧降解性能均不如环氧-酚醛涂料,因而有必要对氨基环氧树脂加以改性。

根据在大分子中引入芳杂环结构,可以增加大分子的刚性,从而改善其机械强度及耐热性能的原理,我们选用具有优良抗老化作用的芳香胺作固化剂来代替脂肪族缩胺固化工艺。

芳香胺不但抗老化作用强,毒性小,而且为醇溶性物质,与氨基环氧树脂相溶性、配合性良好。

但芳香胺单独使用时在常温下同氨基-环氧树脂之间的交联反应速度过慢,不能在室温下应用,因而又用二元酚为促进剂与芳香胺复配制成改性芳香胺固化剂。

通过系统的配方设计和固化反应试验及现场实际应用结果表明,经过改性芳香胺固化剂固化的改性氨基-环氧树脂防护涂料的各项技术指标,均已达到或超过环氧-酚醛涂料,为油田涂层防护技术开辟了新的途径。

二、实验与结果(一) 材料及仪器1,LAZ-氨基树脂三聚氰胺衍生物经与醇醚化而成,自制合成产品。

2,E-44环氧树脂,环氧值≥0.44 eq/100g。

3,反应型增韧剂:LDY-052。

4,改性芳香胺固化剂:LHS-120。

5,漆膜冲击试验仪,漆膜柔韧性试验仪,摆杆式漆膜硬度仪,漆膜附着力测定仪(画圈法)等。

(二)实验配方l、防腐涂料配方LAJ--氨基树脂 50 份(重量比)E-44 环氧树脂50 份LDY-052 反应型增韧剂10 份LHS-120 改性芳香胺固化剂30 份HGH-400偶联化硅微粉50 份重辉络岩粉50 份无水乙醇适量2、氨基-环氧树脂防护涂料的配制基体树脂的配制:按比例取氨基树脂和环氧树脂,先加热、搅拌反应制取基体树脂。

然后再制成涂料。

然后,按照GB1727-79规定的方法制备标准样板,经过10小时室温固化,涂膜均可达到表千。

然后将涂料样枚置于电热恒温干燥箱中缓缓升温至130℃,在130±5℃下固化20分钟,自然冷却后取出,分别按照GBl730-79、GBl731—79、GBl732—79和GBl720-79规定的方法测定涂膜的硬度、柔韧性、抗冲击强度和附着力。

测定结果如下(同时列出经过200℃固化的环氧-酚醛涂膜性能测试结果以资比较):氨基-环氧树脂防护涂料酚醛-环氧树脂防护涂料硬度:0.74 0.70柔韧性(级): 1 1抗冲击强度(Kg·cm):>50 >50咐着力(级): 1 23、常温固化与高温固化结果比较为了将改性氨基-环氧树脂防护涂料推广到油田集输系统中去,我们又对室温固化七天的改性氨基-环氧树脂防护涂料的涂膜样板进行了性能测试;结果表明,除涂膜表面硬度略低(硬度为:0.66)外,其它性能与热固化完全一致。

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