耐高温环氧树脂胶粘剂的研究
高性能环氧树脂胶黏剂的制备及应用研究进展
高性能环氧树脂胶黏剂的制备及应用研究进展摘要:环氧树脂胶黏剂因其优良的粘性及力学性质,可在多种情况下与多种底物产生较强的粘性而被广泛使用,但是,环氧树脂胶黏剂自身具有较强的交联性,极易发生断裂,从而制约了环氧树脂胶黏剂的结构粘合力,随着粘合工艺的不断进步,对粘合剂的要求也越来越高,因此,发展高性能的环氧树脂胶黏剂是当务之急,本文介绍环氧树脂胶黏剂的固化原理,并对不同性质的环氧树脂胶黏剂的使用进行探讨。
关键词:高性能;环氧树脂胶黏剂;应用与发展;1.环氧树脂固化机理由于环氧树脂中羟基或二级羟基的存在,再加上其自身所含的极性基团及较高的反应活性,使其具有较好的粘接性能。
结果表明,环氧树脂胶黏剂的固化反应主要有聚加成和均聚化两种,使环氧树脂胶黏剂的分子量增大,交联程度增大,实际上,由于固化剂、催化剂等因素的影响,环氧树脂的交联结构可以同时形成羟基或环氧基,两者最大的不同在于,在环氧树脂的固化过程中,固化剂分子的存在与否,聚加成反应是环氧树脂胶黏剂固化中应用最广泛的反应类型,该类反应中使用的固化剂含有活性氢化合物,包括酰胺、胺和硫醇。
环氧树脂基体与不同的化学反应分子发生反应,其固化过程为一种加合反应。
所得产物为环氧大分子,经反应位点与固化剂分子相连,形成环氧大分子,因此,可以将固化剂看作是一种聚合物,但是,目前的均聚物主要是环氧分子在反应中的固化,其聚合产物主要为环氧单体在反应位上的键合而成,其聚合产物主要为环氧单体的聚合,与聚合加成中的固化剂相比,催化型固化剂在均聚中并未形成环氧树脂基体,对环氧基体的固化性能没有明显的影响。
2.环氧树脂胶黏剂的性能特点环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯是热固性树脂并称三大热固性树脂,这是目前应用最广泛,用量最大的热固性树脂,由于其特殊的环氧基结构,加上羟基、醚键等反应性基团,使其具有很多优良的性质,与其它热固性树脂相比,环氧树脂胶黏剂的品种最多,但性能也各不相同,环氧树脂胶黏剂的固化剂种类较多,配合大量的促进剂、改性剂、添加剂等,可发展出多种不同的组合和组配,因此,可以得到各种性能优良、各具特色的环氧树脂固化体系,它具有很强的通用性,可以很好地适应并满足各种应用及生产工艺的需要,这是其他热固性树脂所无法相比的。
耐高温环氧树脂的研制、性能
缩水甘油胺-醚型耐高温环氧树脂的研制、性能与应用梁平辉苏浩吉海静常熟佳发化学有限责任公司(215533)采用多元酚与多元胺为原料,与环氧氯丙烷反应,合成出系列耐高温环氧树脂。
产品具有粘度较低,储存稳定性好,反应活性高等特点,固化产物具有良好耐热性与综合机械性能,可广泛应用于纤维增强复合材料、耐热绝缘材料等方面。
前言近年来我国环氧树脂的用量增长速度已居世界第一,随着用量的不断扩大,对环氧树脂的品种结构也提出了许多新的要求,如复合材料、电气绝缘材料的轻量化,使原来限于军用的一些材料逐步走向民用,一些高端技术产品对耐高温环氧树脂的需求量不断增加。
尽管国内外在耐高温环氧树脂方面也开发了一些品种,并形成了一定产量,但根本不能满足当前及今后发展的需要。
国内外已开发的耐高温环氧树脂主要品种有多官能酚醛环氧树脂、双酚S 环氧、缩水甘油胺型环氧树脂、环上双键氧化的脂环族环氧树脂等品种。
国外主要生产厂有美国道氏化学、壳牌、联合碳化物公司、瑞士汽巴-嘉基公司、日本东都化成、三菱瓦斯化学公司等。
由于该类特种环氧树脂最初的用途主要是供军用,生产高模量、高强度纤维复合材料,因此,国外对这类材料的制造技术在长时间内进行技术封锁,限制进口。
国内仅有少数几家科研单位曾进行过小批量试制,但其产量十分有限,价格昂贵,根本不能满足当前民用快速增长的需求,且生产过程的安全性、产品的储存稳定性等技术问题也没有得到很好的解决。
在品种性能方面,现有的耐高温环氧树脂性能上也存在一些缺陷,如环上双键氧化的脂环族环氧树脂,对固化剂的选择范围较窄,固化物太脆,须进行增韧改性,而进行增韧改性后又使其耐热性下降。
酚醛环氧树脂、双酚S、TGIC等环氧树脂室温下是固体或粘度非常高,对一些在常温或温度较低条件下加工,如湿法缠绕、拉挤成型复合材材料等生产工艺受到限制。
因此,研制出粘度较低,加工工艺性好、产品储存稳定性好、成本适中的耐高温环氧树脂,并迅速实现其产业化生产对促进我国国民经济的发展,特别是对满足航空航天、高性能复合材料、绝缘材料工业的发展,促进该领域的技术进步与产品升级换代将具有极其重要的现实意义。
耐高温环氧树脂胶黏剂研究进展
耐高温环氧树脂胶黏剂研究进展作者:苏江来源:《建材发展导向》2014年第01期摘要:耐高温环氧树脂具有很强的结胶性、制作工艺简单、综合性能很好,被广泛应用于生活和工业的各个领域。
耐高温环氧树脂胶黏剂的耐高温性能主要取决于固化物的热氧化稳定性和热变形温度,固化物的基团结构距离越短,其交联密度就越大,分子链上的脂环、芳环、杂环等耐高温基团就会也多其热变形温度也会随之增加,文章通过对耐高温环氧树脂胶黏剂的制备方法、影响因素等问题,对耐高温环氧树脂进行深入研究。
关键词:耐高温环氧树脂;胶黏剂;研究进展1 耐高温环氧树脂发展现状分析1.1 耐高温环氧树脂概述耐高温环氧树脂是的化学添加剂有很多,改性剂和固化剂都是添加剂中最为常用的固态胶黏剂,在高温条件下,耐高温环氧树脂胶黏剂的稳定性很好,其环氧基团和极性基团的结构非常稳定,应用在工业材料当中,可以使工业材料具有很高的粘结力,同时耐高温环氧树脂的内环结构还具有很强的胶结强度。
1.2 耐高温环氧树脂应用范围耐高温环氧树脂胶黏剂以其优异的性能被广泛应用在航天、航空、电力、核电、电子等现代技术要求高的发展领域,例如:核电站的重要构件组成部位都要使用耐高温200度以上的环氧树脂胶黏剂;车辆离合器、制动带等设备粘结也需要能在260~320℃工作的环氧树脂胶黏剂;火箭发动机的部件连接其瞬间温度会高达450~550℃的高温,所以在部件连接过程中也会用到耐高温环氧树脂胶黏剂。
与其他耐高温胶黏剂相比,环氧树脂胶黏剂具有制作工艺简单、综合性能好、结交强度高、收缩率小、固化挥发物少等性能优点。
因此,要满足我国现代工业对胶黏剂的耐高温要求就必须加强环氧树脂胶黏剂的研究。
2 环氧树脂胶黏剂耐温性的影响因素目前,我国对胶黏剂的定义依据仍然没有确定,对其分类的办法没有统一标准,所以耐高温环氧树脂胶黏剂在一定的时间内、其介质、温度中保持要求的胶结结构强度,或强度保持率来测定的。
环氧树脂胶黏剂的耐高温性主要取决于固化物的热氧化稳定性和热变形稳定性。
【精品】耐高温胶粘剂的研究进展
概述:胶粘剂分为有机胶粘剂和无机胶粘剂两大类,是一种很重要的精细化工产品,其应用已深入到国民经济的各个领域。
其中,耐高温胶粘剂更是广泛应用于航空航天、电子、汽车、机械制造等高技术领域。
随着科学技术的迅速发展,对胶粘剂在特殊环境下耐热性、耐介质性及其它性能的要求愈加苛刻,为此,国内外大量科研单位和企业正不断研发具有新用途、新性能的耐高温胶粘剂。
对于胶粘剂耐高温性的定义、分类及评价标准国内外尚未统一。
一般来讲,耐高温性应按照在特定温度、时间和介质中能保持设计所要求的胶接强度或具有一定的强度保持率来评定。
也就是说耐高温胶粘剂除能满足一定的温度要求外,还必须满足以下综合性能:有良好的热物理和热化学性能;有良好的加工性;在较高的温度和使用工作条件下,有较高的粘接强度和较好的物理机械性能并在规定的时间内能保持这种性能.1有机胶粘剂有机耐高温胶粘剂种类较多。
目前研究较多、应用较广的主要有环氧树脂类、酚醛树脂类、有机硅类以及含氮杂环聚合物,其它类型的耐高温胶粘剂正在研发之中。
近几年,研究人员对上述胶粘剂系列的热稳定性、氧化稳定性、粘接性能等方面的研究取得了较大的进展。
1.1耐高温环氧类胶粘剂环氧树脂(EP)是泛指含二个或二个以上环氧基的高分子化合物的总称,是一种从液态到粘稠、固态多种形态的热固性树脂.这类物质不能单独使用,只有和固化剂混合后才能固化交联起到粘接作用.耐高温环氧胶粘剂具有胶接强度高,综合性能好,使用工艺简便的特点.突出优点是固化过程中挥发物少,收缩率小,可在—50—232℃长期工作,最高使用温度可达500—1000℃。
但不经改性的环氧胶粘剂固化后较脆,机械性能、耐热性能差。
而环氧树脂、固化剂的分子结构以及它们之间相互反应性决定了固化物的热变形温度和热氧化稳定性,因此选用耐高温、热稳定性优良的固化剂以及在胶系中加入增韧剂、抗热氧剂和其它功能性填料是改善环氧胶粘剂的有效途径。
白宗武等人用端羧基液丁晴橡胶(CTBN)对环氧树脂进行韧性改性得到了一种耐高温,韧性好的胶粘剂,该胶在200~250℃仍可保持12~13MPa的粘接强度,适用于高温环境作业。
耐高温环氧树脂胶粘剂的研究进展
耐高温环氧树脂胶粘剂的研究进展介绍了提高环氧胶粘剂耐温性的改性方法,主要包括:加入耐高温树脂改性、引入耐高温基团或耐热材料改性、通过固化剂提高耐高温性等,并对其发展进行了展望。
标签:耐高温;环氧树脂;胶粘剂随着社会的进步,耐高温胶粘剂在航空航天、汽车、电子、军工和机械制造业等技术领域应用越来越广泛[1]。
关于胶粘剂耐高温性的定义、分类及评价标准国内外尚未统一,一般来说,耐高温性应按照在特定的温度、时间和介质中能保持设计所要求的胶接强度,或具有一定的强度保持率来评定。
即耐高温胶粘剂必须满足以下要求:①热失重温度较高、热变形温度及分解温度较高,有良好的热物理和热化学性能;②在较高温度的工作条件下,有较好的物理机械性能和较高的粘接强度,并能在规定的时间内保持这种性能;③良好的加工性能;④温度周期变化下的耐热性较好,且能够在短时间内承受高温的考验。
环氧树脂以其优异的粘接性能、高耐热性及良好的工艺性能得到广泛的应用,但是固化后的环氧树脂胶中C—C键、C—H键键能较小且带有羟基等结构,使得环氧固化物一般都很脆,抗剥离、抗冲击等能力较差,易受水影响,耐高温性能较差。
因此,对耐高温胶粘剂的研究是满足现代工业对胶粘剂耐高温性要求的重要途径,是科研工作者的一项重要课题。
1 影响环氧胶粘剂耐温性的主要因素影响环氧胶粘剂耐高温性的因素有2方面,一是固化物的热变形温度,二是固化物的热氧化稳定性。
固化物的交联密度越大,芳环等耐热性基团的热变形温度也越高,耐热性能越优异。
环氧树脂胶粘剂的耐高温性主要取决于环氧树脂本身的分子结构和固化剂的耐热性,同时,添加改性剂对提高耐热性能也具有很大的影响。
首先,选用耐高温的环氧树脂,通过增加交联密度来提高环氧树脂胶粘剂耐热性;其次,选用耐高温的固化剂,固化剂具有多官能度和稳定的化学结构,与环氧树脂反应后可增加环氧树脂的交联密度,从而提高环氧树脂的耐热稳定性,其主要结构有芳香族多胺、改性胺或酸酐等;最后,通过添加改性剂来提高环氧树脂的耐热性,如橡胶弹性体改性、热塑性树脂改性、有机硅改性和无机填料改性等均能有效提高胶粘剂的强度和耐热性。
耐高温有机胶粘剂的研究进展
耐高温有机胶粘剂的研究进展1 前言随着科学技术的进步,合成胶粘剂有了越来越广泛的应用,尤其是近年来在航空、航天、电子、汽车和机械制造工业等技术领域对合成胶粘剂的耐高温性能提出了更高的要求。
例如导弹或宇宙飞船在重返大气层时,要经受高温气流冲刷,表面温度可达2300~2600℃,需要耐热胶粘剂用于陶瓷防热瓦的粘合;飞机和火箭的头部及翼部的前端在飞行中和空气剧烈摩擦,其表面温度可达200~300℃ 甚至500~2000℃,接近壳体表面的部分就需要使用耐高温结构胶粘剂;各种机动车辆的离合器摩擦片、制动带的粘接则需要可在250~350℃区间内使用的结构胶;法国幻影式2000战斗机的发动机中的印刷电路控制板要求胶粘荆使用温度达260℃ 。
另外,耐高温胶粘剂也是制备某些航天器的零部件,汽车、坦克、装 甲车的密封圈及耐磨件必要的原材料之一。
耐高温胶粘剂目前没有严格的界限,一般认为凡属下列情况者可视为耐高温胶粘剂。
(1)在121~175℃下长期使用(累计1~5年),或者在204~232℃下累计使用20~40 kh。
(2)在260~371℃下累计使用200~1 000 h。
(3)在371~427℃下累计使用24~200 h。
(4)在538~816℃下使用2~10 min。
一般的聚合物胶粘剂最高使用温度仅350℃,温度再高只能短期或瞬间使用。
而无机胶粘剂耐热温度虽然很高,但粘接强度和耐久性能很差,无法用于结构粘接。
各种胶粘剂长期使用温度如下:1O00℃——无机/有机杂化胶粘剂(瞬间耐高温);800℃——无机胶粘剂;400℃——酚醛树脂改性有机硅聚合物;350℃——聚苯并咪唑、聚酰亚胺;300℃——有机硅聚合物、双马来酰亚胺;200℃——环氧树脂、缩醛或橡胶改性酚醛树脂。
其中有机硅聚合物、酚醛树脂、聚苯并咪唑和聚酰亚胺作为耐热性能优异的高分子材料,广泛用于耐热材料的粘接。
有机硅聚合物由于固化温度较低,并具有良好的韧性,主要用作密封胶粘剂;聚酰亚胺由于耐热老化性能优异,粘接强度较高,主要用于航空、航天领域的耐高温结构粘接;酚醛树脂由于含有大量苯环,高温下可以碳化形成石墨化层和碳化层,因此瞬间耐热性能优异,在航空、航天瞬间耐热胶粘剂领域得到广泛应用;而聚苯并咪唑虽然耐热性能优异,但制备工艺复杂、成本过高、粘接强度过低,工艺性能差,在胶粘剂领域已经不再 使用。
(整理)提高环氧胶粘剂耐热性的研究进展
提高环氧胶粘剂耐热性的研究进展【大中小发布时间:2011-03-11 14:40:18 浏览次数:672 】随着科技的进步,航天航空、电子、汽车、机械制造等尖端技术领域对提高材料耐热性的要求越来越高,而与之相关的胶粘剂的耐高温性遇到了严峻的考验,这也成为推动现代胶接技术和耐高温胶粘剂发展的主要动力之一,耐高温胶粘剂也是伴随着高新技术的发展而进步的。
对于胶粘剂耐高温性的定义、分类及评价标准国内外尚未统一,也可笼统的理解为常温使用胶粘剂的使用温度范围不高于80℃;中温使用胶粘剂的使用温度环氧树脂胶范围不高于130℃;高温使用胶粘剂的使用温度范围不低于150℃。
通常,耐高温性是按照在特定温度、时间和介质中能保持设计所要求的胶接强度或具有一定的强度保持率来评定,也就是说耐高温胶粘剂还必须满足以下综合性能:(1)有良好的热物理和热化学性能,热变形温度高,分解及热失重的温度高;(2)有良好的加工性;(3)在使用工作条件下,长时间于高温场合仍具备原有性能;(4)温度周期变化下的耐热性好,且能在短时间内承受高温的考验。
1·耐热环氧树脂胶粘剂概况环氧树脂胶粘剂是以环氧树脂为主体配制而成,环氧树脂大分子末端有环氧基,链中间有羟基和醚键,在固化过程中还会继续产生羟基和醚键,结构中含有苯环或杂环。
这些结构决定了环氧树脂胶粘剂具有粘接强度高、收缩率小、尺寸稳定、电性能优良、耐介质性好、易于改性,用途广泛等特点。
近年来,随着科学技术的发展,对环氧胶粘剂的耐热性提出了更高的要求,一般的环氧胶使用温度-60~150℃,长期可靠工作温度低于100℃。
因此必须采取改性措施以提高耐热性,才能适应诸多领域的需要[1]。
环氧胶粘剂的耐热性受环氧树脂的分子结构、固化剂种类、改性剂等影响。
采用耐高温环氧树脂、耐热性固化剂、耐高温热塑性树脂、无机填充剂等都可以有效地提高环氧胶粘剂的耐热性。
通过提高环氧树脂的官能度,改善树脂固化物的交联密度是提高复合材料的耐热性的有效途径。
耐高温改性环氧树脂粘接剂的制备及改性机理研究
V o l.9 N o.3功 能 高 分 子 学 报734 Sep. 1996Jou rnal of Functi onal Po lym ers耐高温改性环氧树脂粘接剂的制备及改性机理研究3白宗武 张秋红33 汪晓东(北京化工大学高分子系,北京 100029)摘 要 采用新型固化体系和端羧基丁腈橡胶(CTBN)作为环氧树脂的改性剂,制备了一种具有耐高温、高强度、韧性好等特点的环氧树脂粘接材料。
同时对改性机理及增韧机理进行了初步探讨。
关键词 环氧树脂,化学改性,增韧机理,耐热性,端羧基丁腈橡胶中图分类号 O63311 环氧树脂分子结构中含有环氧基团,固化后产生大量对基材有良好亲和力的羟基。
因此,环氧树脂作为粘接材料具有粘附性能好、内聚强度高、低收缩性、蠕变小、掺和性好等优点[1]。
但未改性的环氧树脂固化物性脆且耐高温性能差。
随着航空、电子、机械工业的发展,对应用于这些领域中的环氧树脂的粘接强度和耐温等级提出了更高的要求。
因此研制具有韧性好、强度高、耐高温的改性环氧树脂成为目前较为热门的课题。
液体丁腈橡胶增韧环氧树脂不仅可以明显地改善环氧树脂的韧性,而且其它性能也得到了改进[2]。
液体丁腈橡胶和环氧树脂可以任何比例混合,得到由坚硬的固体到柔软的弹性体一系列不同状态的产物,这给实际应用提供了广阔的选择余地。
许多研究表明:液体橡胶作为增韧剂其用量在10~40%时最佳[3]。
固化剂对改性环氧树脂固化物的性能影响较大[4]。
因此选择合适的固化剂体系对改善环氧树脂的耐温性能是至关重要的。
本文采用端羧基丁腈橡胶(CTBN)及特殊固化体系制备了一种耐温性、粘接性、韧性均较高的环氧树脂粘接材料,对其性能进行了初步评价,并就制备过程中的反应机理进行了探讨。
1实验部分111实验原料 E251环氧树脂:岳阳石化公司生产;环氧值:0148~0154;软化点:40℃;粘度<215Pa ・s。
SP固化剂树脂:蚌埠耐高温树脂厂生产,棕褐色液体,含磷多羟基聚合物。
耐高温热固性树脂胶粘剂的研究动态
是指由苯酚和甲醛经缩聚反应而得的合成树脂, 它 是最早合成的一类热固性树脂。酚醛树脂原料易得, 合成方便, 并且具有良好的机械强度和耐热性能, 尤 其具有突出的瞬时耐高温烧蚀性能, 而且树脂本身 又有广泛改性的余地。所以酚醛树脂改性的目的主 要是改进脆性或其他物理性能, 以提高其对纤维增 强材料的粘接性能, 并改善复合材料的成型工艺条 件等。改性一般通过下列途径: ①封锁酚羟基。酚醛 树脂的酚羟基在树脂制造过程中一般不参与化学反 应。在树脂分子链中留下的酚羟基容易吸水, 使固化 制品的电性能、耐碱性和力学性能下降。同时酚羟基 易在热或紫外光作用下生成醌或其他结构, 造成制 品颜色的不均匀性。②引进其他组分。引进与酚醛树 脂发生化学反应或与它相容性较好的组分, 分隔或 包围羟基, 从而达到改变固化速度、降低吸水性的目 的。引进其他的高分子组分, 则可兼具两种高分子材
1.1 改性环氧胶粘ห้องสมุดไป่ตู้ 1.1.1 环氧- 酚醛胶粘剂
酚醛树脂合成工艺简单, 价格便宜, 对各种材料 的粘接力强, 能耐高温, 在 300 ℃条件下仍具有较高 的粘接强度。而环氧树脂由于结构中含大量功能性 极性基团, 除本身固化体系具有较高的耐热性和粘 接力外, 还可在加热条件下与酚醛树脂匹配成固化 体系, 形成高度交联的结构。这个体系的优点是性能 较全面, 耐高温及耐超低温, 耐热老化、大气老化及 湿热老化, 此外, 还具有优异的高温持久性及耐高温 蠕变性, 其缺点是较脆。
即聚硅氧烷中的烷氧基与环氧树脂中的羟基产生脱醇反应聚硅氧烷中的羟基与环氧树脂中的羟基产生脱水反应聚硅氧烷中的羟基与环氧树脂中的环氧基进行醚化反应含氨基的聚硅氧烷与环氧树脂进行加成反应含羧基的聚硅氧烷与环氧树脂进行酯化反应含巯基的聚硅氧烷与环氧树脂进行加成反应
关于耐高温环氧树脂胶粘剂的研究进展分析
关于耐高温环氧树脂胶粘剂的研究进展分析发布时间:2021-09-06T16:05:12.053Z 来源:《中国科技信息》2021年9月下作者:王军哲[导读] 随着社会的发展与进步,耐高温胶粘剂逐步实现了在电子、汽车、航天、器械制造等方面的应用。
文章就耐高温胶黏剂应用条件、影响环氧树脂胶粘剂因素、提升环氧树脂胶粘剂热稳定性举措、耐高温环氧树脂胶粘剂的研究进展进行了分析与论述。
广东小太阳砂磨材料有限公司王军哲 528322摘要:随着社会的发展与进步,耐高温胶粘剂逐步实现了在电子、汽车、航天、器械制造等方面的应用。
文章就耐高温胶黏剂应用条件、影响环氧树脂胶粘剂因素、提升环氧树脂胶粘剂热稳定性举措、耐高温环氧树脂胶粘剂的研究进展进行了分析与论述。
关键词:关于耐高温环氧树脂胶粘剂的研究进展分析一、耐高温胶黏剂应用条件耐高温胶黏剂要发挥出其具体性能,需满足以下条件:其一,热失重、热变形、分解温度皆处于较高水平,热化学与热物理性能较好;其二,处于较高温度时,粘接强度、物理机械性能较好;其三,加工性能良好;其四,温度周期变化范围内有着较好的耐热性,且在短时间内可以经受高温辐射。
二、影响环氧树脂胶粘剂因素影响环氧树脂胶粘剂耐温性的具体因素包括以下两种:其一是各种固化物真实热变形温度,其二是热氧化稳定性。
热稳定性很大程度上影响着胶粘剂高温状态下的力学性能,而热氧化稳定性则决定了胶粘剂可使用的极限温度。
通常状态下,胶粘剂耐热性可在一定程度上缩短所用固化物结构中交联点之间的距离,提升交联密度,使得分子链上杂环、脂环、芳环等各种形式耐热刚性基团数量增多,并可有效提升其高温力学性能。
但是在采用以上方式时,通常会提升固化物本身脆性,使其强度降低,故而要使其满足耐高温特性,还需增加其韧性。
固化物本身的热氧化稳定性,即抵抗外界对其热氧化破坏的能力,与其组成分子的物理结构、化学结构有着直接的关系,针对这种情况,可选择在固化剂中掺入抗氧剂来进行优化。
耐高温环氧树脂粘结剂(doc4)
耐高温环氧树脂粘结剂关于环氧树脂高温粘结剂的定义、分类及评价在国内外至今没有统一的标准。
一般说来,耐高温性应按照在特定的温度、时间和介质中能保持设计所需要的粘结强度,或具有一定的强度保持率来评价。
与其他耐高温粘结剂相比教,耐高温环氧树脂粘结剂的特点是;胶接强度高,综合性能好,使用工艺简单。
突出的优点是固化过程中挥发份少,仅0.5~1.5%左右,收缩率小,一般在0.05~0.1~左右。
可在-60℃~232℃下长期使用,最高工作温度可达260~316℃。
耐高温环氧树脂粘结剂可分为高温固化、中温固化和室温固化耐高温粘结剂。
影响环氧树脂胶粘剂的主要因素环氧胶粘剂的耐高温性主要取决于固化物的热变形温度和热氧化稳定性。
前者决定高温下的力学性能(强度、模量、蠕变等),后者决定了极限使用温度(分解温度)。
这些都取决于树脂及固化剂的分子结构和相互的反映性。
一般说来,固化物中交联密度越高,分子链上芳环、酯环、杂环等耐热性刚性基团越多,则固化物热变形温度就越高,高温力学性能愈大,耐热性越好,但是脆性也越大。
脆性太大会使强度降低,通常要进行增韧。
热氧化稳定性是指固化物抵抗热氧化破坏的能力,它与固化物的化学结构有关,可添加抗氧化剂加以改善。
一般在无氧情况下,环氧树脂的热分解温度在300℃以上,而在空气中使用时,一般在180~200℃就会发生热氧化分解。
在此温度下老化一段时间,强度下降更大。
脂环族环氧树脂在200℃以下比较稳定,但是高于200℃时,热氧化破坏比双酚A型环氧树脂双酚A型环氧树脂更严重。
芳香胺固化的双酚A环氧树脂的热氧化稳定性比脂环或芳香酸酐固化的双酚A型环氧树脂稳定差。
因为胺固化的环氧树脂结构中含有比较多的羟基,在较低的温度下就比较容易脱水,此外,胺类上的N原子也比较容易受到热氧化破坏。
酸酐固化物中很少生成羟基。
在290℃以上时,两类固化剂的环氧固化产物主链都会断裂。
一般说来,固化温度要求高的体系漆耐热性也高。
环氧树脂改性方法的研究现状及进展
环氧树脂改性方法的研究现状及进展环氧树脂是一种重要的结构胶粘剂和复合材料基体,具有优良的力学性能和化学稳定性,因此在航空航天、汽车、船舶、建筑等领域有着广泛的应用。
由于其自身固有的缺陷,如脆性、耐热性差等,限制了其在高端领域的应用。
为了改善环氧树脂的性能,研究人员通过各种方法对其进行改性,以期提高其力学性能、耐热性、耐化学性等特性。
本文将对环氧树脂改性方法的研究现状及进展进行综述。
一、环氧树脂的特性及应用环氧树脂是一种由环氧化合物和含有活泼氢的化合物(如酚、胺等)反应而成的热固性树脂。
其分子中含有环氧基(-O-CH2-CH2-O-),这种环氧基在加热或与固化剂反应时可以发生开环聚合,形成三维网络结构,从而固化成耐热、耐化学介质的固体物质。
环氧树脂具有优异的粘接性、抗化学性、电气性能和加工性能,因此在航空航天、汽车、船舶、建筑等领域有着广泛的应用。
传统的环氧树脂具有脆性、耐热性差等缺陷,限制了其在高端领域的应用。
改性环氧树脂的研究成为了当前的热点之一。
二、环氧树脂改性方法的研究现状1.填料改性填料是改性环氧树脂最常用的方法之一。
常见的填料包括纳米粒子、纤维素纤维、碳纤维等。
填料的加入可以有效地提高环氧树脂的力学性能,如增强强度、模量和耐热性。
填料还可以改善环氧树脂的导热性和阻燃性。
目前,纳米填料的研究尤为活跃,如纳米硅、纳米氧化锌、纳米碳管等。
2.改性固化剂环氧树脂的性能很大程度上取决于其固化剂的种类和性能。
研究人员通过改变固化剂的化学结构或添加助剂等方法,来改善环氧树脂的性能。
常见的改性固化剂包括酚醛树脂、聚酯树脂、聚氨酯等。
通过与这些树脂的共混或者化学修饰,可以显著地改善环氧树脂的综合性能。
3.化学改性化学改性是通过在环氧树脂分子中引入其他功能基团,来改善其性能。
常见的化学改性方法包括醚化、酯化、硅化等。
这些方法可以使环氧树脂具有更好的耐热性、耐化学性和耐候性。
4.辐照交联改性辐照交联是利用高能辐射对环氧树脂进行交联,从而提高其热稳定性和机械性能的一种方法。
不同环氧树脂固化剂的固化性能研究
耐热性是指环氧树脂在高温下保持其物理和化学 性质的能力。耐热性好的环氧树脂可以在较高温 度下使用,不易变形或变色。
02 耐腐蚀性
耐腐蚀性是指环氧树脂抵抗化学物质侵蚀的能力。 耐腐蚀性好的环氧树脂可以用于制造长期在恶劣 环境下使用的产品,如化工设备、船舶等。
03 绝缘性
绝缘性是指环氧树脂作为绝缘材料的能力。良好 的绝缘性能对于电子、电气和电力设备至关重要, 可以保证设备的安全运行和可靠性。
缺点
酚醛类固化剂的反应活性较低,需要加热才能完全固化;且酚醛树脂有一定的脆性,可能会影 响制品的韧性。
潜伏性固化剂
优点
具有较长的储存期,使用前不需 要添加其他促进剂;加热或光照 条件下可快速固化,适用于自动 化生产。
缺点
潜伏性固化剂的价格相对较高, 可能不适合一些大规模应用;某 些潜伏性固化剂可能需要特定的 触发条件才能发生固化反应。
03
酚醛类固化剂
酚醛类固化剂是由酚和醛类化合物缩聚而成的,具有较高的耐热性和绝
缘性,适用于高温和绝缘材料等领域。
环氧树脂固化剂的应用领域
01 涂料
环氧树脂固化剂可以制备高性能的涂料,具有优 异的防腐、耐磨、耐候等性能,广泛应用于汽车、 船舶、桥梁等领域。
02 胶粘剂
环氧树脂固化剂制备的胶粘剂具有粘附力强、耐 高温、耐化学腐蚀等优点,用于各种材料的粘接 和密封。
酸酐类固化剂
优点
固化产物具有优异的热稳定性和化学稳定性,耐 腐蚀性能好;对金属和非金属都有良好的粘附力。
缺点
酸酐类固化剂的反应活性较低,需要加热才能完 全固化;固化过程中释放出小分子,可能会影响 制品的外观和性能。
酚醛类固化剂
优点
酚醛类固化剂具有较高的耐热性和电绝缘性能;可在高温条件下保持稳定的性能。
耐高温环氧树脂研究进展探讨
耐高温环氧树脂研究进展探讨本文主要讲了如何提高环氧树脂耐高温的方法,一方面可以对环氧树脂进行改性,主要是采用共混、共聚等方法,比如塑性聚合物、纳米材料等;另一方面是借助环氧树脂或固化剂本身来向其导入一种可以改善它的耐热性能的新结构,比如芳环、多官能度结构和液晶结构等。
并且提出了耐高温环氧树脂现阶段遇到的问题以及对今后的研究做出了展望。
标签:环氧树脂;耐热结构;改性0 引言环氧树脂因其在力学、电绝缘性能以及化学稳定性方面具备很好的优势,大多被应用在化工、电子、航空等领域。
由于环氧树脂基复合材料与普通复合材料相比,在不但在力学性能方面能够满足要求,同时也具备良好的耐高温性能,是用作航空航天用途的复合材料的首选。
还有很重要的一点,固化体系的配比和基体树脂的内部结构决定着复合材料的耐热性。
本文主要从两方面提高环氧树脂的耐热性,一是对环氧树脂进行改性,二是通过通过环氧树脂或固化剂本身为它们导入新结构以改善其耐热性能。
1 借助环氧树脂或固化剂本身进行新结构导入1.1 多官能度结构为得到耐热性较好的环氧树脂固化物,可以增加官能度来提高固化物的交联密度。
目前很多国外公司开发出各种多官能团环氧树脂,比如Avon Advanced Polymer Science公司开发出的新型环氧树脂,官能团度高达100,具有高达315℃的玻璃转化温度。
还有研究者用双酚A和对羟基甲苯作为原料,成功制备了多官能团度环氧树脂,而且测试了它的热力学性能,证明了增加官能团度确实可以使环氧树脂固化物的耐热性提高。
1.2 耐热性刚性基团苯环、联苯、稠环等结构都是刚性基团,而且具有耐热性,如果把它们引入到环氧树脂结构中,可以提高聚合物骨架的刚度,从微观上讲,限制了分子的旋转运动,从而使环氧树脂的热分解、玻璃化转变温度等耐热性能得到提高。
杨明山等研究者用雙环戊二烯和1-萘酚作为原料,合成了含有双环戊二烯和萘环的环氧树脂,相比传统的邻甲酚醛环氧树脂,其玻璃化转变温度提高了20℃左右,在氮气中的分解温度也达到352℃。
耐高温及阻燃环氧树脂改性的研究进展
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热固性树脂
第 20 卷
苯( TMBP) 和柔性的双酚 A 环氧树脂 (D GEBA) 用 2 - 萘酚质量分数的提高呈线性增加 。例如试样 4
第 2 期
郝惠军等 : 耐高温及阻燃型环氧树脂改性的研究进展
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合成了一种含磷的环氧树脂 ( GDP) , 分别用不含磷 的胺类固化剂和含磷的新型芳香的或聚氧乙烯胺固 化剂固化 , 在含磷率达到 6119 %时 , 850 ℃残碳率 将近 30 % , 氧指数达到 32 。 3 硅 、磷 、胺协同改性
通常用聚酰亚胺或酰亚胺化合物添加进环氧基 体 , 或用来作固化剂 , 以提高环氧树脂的热稳定性 和阻燃性 。但是 Chuan2Shao Wu 等人[12 ] 第一次采 用三苯基膦和甲乙酮作催化剂和溶剂使带羟基的马 来酰亚胺与环氧基进行简单的加成反应 , 得到互穿 网络结构 。马来酰亚胺改性后的环氧固化物玻璃化 转变温度从 369 ℃提高到 381~386 ℃, N2 氛中 800 ℃残碳率最高可达 2713 % , LO I 值可达 2915 。
研究表明 , 硅和磷在阻燃行为中有协同增强效 应 。另一方面 , 把氮引入磷阻燃体系中可使 LO I 值提高 。这些物质的协同作用使成本降低 , 不但提 高了热稳定性 , 而且增加了阻燃效率 。
Chin2L uns Chians 等人[4 ]用双酚 A 和四乙氧基 硅烷通过溶液 —凝胶过程合成一种有机 —无机混合 物 。溶胶 —凝胶法能成功地把硅和磷与环氧交联网 络结合在一起 , 从而提高其阻燃性能 。改性后的环 氧树脂体系起始失重温度降低 (含磷组分分解) , 但 是氮氛下高温残碳率增加明显 , 在 600 ℃和 800 ℃ 时分 别 为 36 % 和 31 % ( 未 改 性 的 只 有 19 % 和 1418 %) , LO I 值从 24 提高到 32 。
环氧树脂 高温固化剂
环氧树脂与高温固化剂一、环氧树脂概述环氧树脂是一类重要的热固性树脂,由环氧氯丙烷和多元醇或多元酚进行缩聚反应生成。
由于其分子结构中含有的醚键和羟基,环氧树脂展现出良好的粘附性、绝缘性、尺寸稳定性以及耐腐蚀性。
在各种应用领域中,环氧树脂被广泛用作结构胶粘剂、涂料、密封剂和电子元件的包覆材料。
二、高温固化剂的特性高温固化剂是一种特殊的化学品,常用于促进环氧树脂在较高温度下进行固化反应。
这类固化剂通常具有以下特性:1.高温稳定性:能够在较高的温度下保持稳定,不易分解或变质。
2.反应活性:能够在适当的温度和条件下与环氧树脂发生交联反应,促使树脂固化。
3.相容性:与环氧树脂具有良好的相容性,能够均匀地分散在树脂中,避免沉淀或分离。
4.低挥发性:在高温固化过程中不易挥发,降低环境污染。
5.耐化学腐蚀性:高温固化剂应具备耐化学腐蚀的特性,以确保其在各种恶劣环境中的长期稳定性。
三、环氧树脂与高温固化剂的相容性环氧树脂与高温固化剂之间的相容性对其固化效果和应用性能至关重要。
理想的相容性意味着固化剂能够与环氧树脂完全混合,且在储存和使用过程中不会发生分离或沉淀。
良好的相容性有助于确保树脂的均匀固化,进而获得一致的物理和化学性能。
四、高温固化剂在环氧树脂中的作用高温固化剂在环氧树脂的固化过程中起着关键作用。
其主要功能包括:1.引发剂:高温固化剂能够提供引发环氧树脂固化的活性基团,促使树脂在加热条件下发生交联反应。
2.催化剂:某些高温固化剂可以作为催化剂,加速环氧树脂的固化反应速率,缩短固化时间。
3.改性剂:通过改变高温固化剂的组分,可以对环氧树脂的最终性能进行优化调整,如提高韧性、硬度或改善耐热性等。
4.填料润湿剂:高温固化剂有助于润湿和分散填料,确保填料在环氧树脂中均匀分布,提高复合材料的性能。
5.促进相分离:某些高温固化剂能促进环氧树脂在固化过程中的相分离,形成微孔结构,从而提高材料的吸湿性和透气性。
五、环氧树脂高温固化剂的应用领域由于其独特的性能和广泛的应用范围,环氧树脂高温固化剂在多个领域都发挥着重要作用:1.航空航天:用于制造飞机和航天器的结构部件、密封材料和涂层,要求材料具有高强度、耐高温和良好的绝缘性能。