环氧树脂

一、环氧树脂概述

环氧树脂（Epoxy Resin）是指分子结构中含有2个或2个以上的环氧基并在适当的化学试剂下能形成三维网状固化物的化合物的总称，是一类重要的热固性树脂。环氧树脂既包括含环氧基的低聚物，也包括含环氧基的低分子化合物。环氧树脂作为胶黏剂、涂料和复合材料等的树脂基体，广泛应用于水利、交通、机械、电子、家电、汽车及航天航空等领域。

二、环氧树脂的发展史

环氧树脂的研究始于20世纪30年代，有德国一家化工公司的研究员研制成功。不久，在瑞士和美国都开始了工业化的生产和研究。环氧树脂是由双酚A和环氧氯丙烷经过缩聚反应制得环氧树脂。中国研制环氧树脂始于1956年，在沈阳、上海两地首获得了成功，1958年在上海和无锡开始了工业化生产。

三、环氧树脂及其固化物的性能特点

1、力学性能高。环氧树脂具有很强的内应力，材料结构致密，所以他的力学性能高于酚醛树脂和不饱和树脂等通用的热固性树脂。

2、附着力强。环氧树脂固化体系中含有活性较大的环氧基、羟基以及醚键、胺键、酯键等极性基团，赋予环氧树脂固化物对金属、陶瓷、玻璃、混泥土、木材等极性基材有优良的附着力。

3、固化收缩小。一般为1％左右，是热固性树脂中收缩最小的品种之一，所以固化后的体积变化不大。

4、工艺性好。环氧树脂固化时基本上不产生低分子挥发物，所以

可高温固化或低温固化，能于各种固化剂配合制造无溶剂、高固体、等环保型绝缘材料。

5、绝缘性能优良。双酚A环氧树脂是环氧树脂中介电性能最好的品种之一。

6、稳定性好，抗化学药品性能优良。不含碱、盐等杂物的环氧树脂不易变质。环氧树脂的保质期一般为一年，超出保质期如检验合格仍可以使用。环氧树脂固化后具有优良的化学稳定性。其耐酸、碱、盐等多种介质腐蚀的性能高于其它类型的环氧树脂。

7、环氧树固化物的耐热性。环氧树脂一般耐热在200度左右，根据不同的固化剂固化物有不同的耐热性。普通的产品耐热在80～100℃。

四、环氧树脂的固化反应及使用工艺

1、环氧树脂本身非常稳定，单独的环氧树脂放入200℃烘箱中也不会发生变化。因为环氧树脂分子中含有活泼的环氧基，因而反应性很强，能与固化剂发生固化反应生产网状大分子。环氧树脂的固化

2、环氧树脂和固化剂混合后发生三维交联反应，此反应是属于放热性的化学反应。主要和混合料的温度有关，在料温偏高时环氧的活泼基团和固化剂很容易引起反应。所以在使用环氧时环氧的预热温度不宜过高，一般保持在90度以内，混合料温度在40～50度左右。

3、由于环氧树脂是放热反应，在使用时每次配料的重量不宜过多，根据环氧的反应原理配料量越多越容易引起混合料的反应速度。

4、混合料放置的时间不宜过长。由于混合料本身带有温度，混合后的环氧树脂粘度很低，在常温下很容易沉降。沉降后的环氧树脂如果灌封到产品中会给产品带来极大的风险。因为沉降后的环氧内部的配比已经失调，浮在上面的都是环氧树脂和固化剂，在固化的时候会产生巨大的收缩和强大的内应力。对固化的产品可能造成变形、开裂、绝缘强度下降等一系列的问题。建议配好的混合料常温放置时间不超过1小时，放置时间过常的混合料在使用时需要再次搅拌。

5、固化温度的控制。热固性双酚A环氧树脂和酸酐固化剂所产生的固化物的特性和固化温度有直接的关系。（例）回扫变压器（FBT）所使用的环氧树脂，如果固化温度失调可能会产生以下几种问题：1、产品的表面发脆。2、固化物表面树脂分层较厚。3、TG值偏低。4、颜色不正、高压包产生电晕等问题。

6、配比失调。在使用环氧树脂时如果在计量时出现重大误差，会给产品带来以下几种常见的问题：1、表面硬度发软或发脆。2、绝缘强度下降。3、老化试验时间缩短。

7、搅拌失控。环氧树脂灌封料一般是分为A/B组分，在使用时需要称量和搅拌。按照搅拌要求，推荐使用机器搅拌。例如：搅拌不均匀的环氧树脂会造成产品的哪些不良因素？

1、产品的硬度会下降。

2、绝缘强度不稳定。3灌封好的产品通过高温环氧树脂很容易软化或变成液体从产品中流出。

五、环氧树脂固化剂

环氧树脂固化剂分为酸酐固化剂和胺类固化剂。酸酐固化剂固化

条件加温固化。固化物有较强的机械性能和电气性能，主要应用于高压电子元器件的绝缘封装。胺类固化剂是一种常温固化剂，对皮肤有较强的刺激性，一般应用于低压电气的绝缘封装。

六、环氧树脂灌封料的组成

A组分由环氧树脂、稀释剂、氢氧化铝、硅微粉等材料组成。经过搅拌反应生成A组份。

B组分由酸酐固化剂和催化剂经过搅拌反应生成B组分。

七、环氧树脂灌封料质量控制点

1、检测项目：外观、粘度、凝胶、固化物硬度、绝缘强度。

2、检测方法：

外观：采用目测观看颜色和杂质。

粘度：采用恒温式旋转式粘度剂进行粘度监控。

凝胶：采用恒温凝胶测试仪测试固化速度。

硬度：采用邵氏硬度计测试硬度。

绝缘强度：产品制造成1.5mm后的模片采用耐压测试仪进行

绝缘强度测试。