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環氧樹脂的特點和用途

  • 環氧樹脂的特點和用途

    環氧樹脂是泛指分子中含有兩個或兩個以上環氧基團的有機高分子化合物,環氧樹脂的分子結構是以分子鏈中含有活潑的環氧基團爲其特征,環氧基團可以位于分子鏈的末端、中間或成環狀結構。由于分子結構中含有活潑的環氧基團,使它們可與多種類型的固化劑發生交聯反應而形成不溶、不熔的具有三向網狀結構的高聚物。

    環氧樹脂的性能和特性
    1. 固化方便。環氧樹脂體系幾乎可以在0~180℃範圍內固化, 耐熱性能比較低,超過180 ℃會炭化。
    2. 粘附力強。環氧樹脂分子鏈中固有的極性羟基和醚鍵的存在,使其對各種物質具有很高的粘附力。環氧樹脂固化時的收縮性低,産生的內應力小,這也有助于提高粘附強度。
    3. 收縮性低。環氧樹脂和所用的固化劑的反應是通過直接加成反應或樹脂分子中環氧基的開環聚合反應來進行的,沒有水或其它揮發性副産物放出。它們和不飽和聚酯樹脂、酚醛樹脂相比,在固化過程中顯示出很低的收縮性(小于2%)。
    4. 力學性能。固化後的環氧樹脂體系具有優良的力學性能。
    5. 電性能。固化後的環氧樹脂體系是一種具有高介電性能、耐表面漏電、耐電弧的優良絕緣材料。
    6. 化學穩定性。通常,固化後的環氧樹脂體系具有優良的耐堿性、耐酸性和耐溶劑性。
    7. 尺寸穩定性。上述的許多性能的綜合,使環氧樹脂體系具有突出的尺寸穩定性和耐久性。
    8. 耐黴菌。固化的環氧樹脂體系耐大多數黴菌,可以在苛刻的熱帶條件下使用 。

    環氧樹脂一般和添加物同時使用,以獲得應用價值。添加物可按不同用途加以選擇,常用添加物有以下幾類:(1)固化劑;(2)改性劑;(3)填料;(4)稀釋劑;(5)其它。 其中固化劑是必不可少的添加物,無論是作粘接劑、塗料、澆注料都需添加固化劑,否則環氧樹脂不能固化。
    由于用途性能要求各不相同,對環氧樹脂及固化劑、改性劑、填料、稀釋劑等添加物也有不同的要求。現將它們的選擇方法簡介于下:

    一. 環氧樹脂的選擇:

    用途 環氧值 機械特性 例子
    塗料 <0.25(低) 高溫時強度差 601、604、607、609
    粘接劑 0.25-0.45(中) 高低溫度時強度均好 6101、634
    澆注灌封 >0.40(高) 強度較大,但較脆 618、6101

    二. 固化劑的選擇
    常用環氧樹脂固化劑有脂肪胺、脂環胺、芳香胺、聚酰胺、酸酐、樹脂類、叔胺,另外在光引發劑的作用下紫外線或光也能使環氧樹脂固化。常溫或低溫固化一般選用胺類固化劑,加溫固化則常用酸酐、芳香類固化劑。

    三. 改性劑的選擇
    改性劑的作用是爲了改善環氧樹脂的鞣性、抗剪、抗彎、抗沖、提高絕緣性能等。常用改性劑有:

    改性劑 性能 劑量
    聚硫橡膠 提高沖擊強度和抗剝性能 50-300%
    聚酰胺樹脂 改善脆性,提高粘接能力 50-100%
    聚乙烯醇叔丁醛,丁腈橡膠 提高抗沖擊鞣性
    聚酯樹脂 提高抗沖擊鞣性 20-30%
    酚醛樹脂 改善耐溫及耐腐蝕性能 50-100%
    尿醛三聚氰胺樹脂 增加抗化學性能和強度
    糠醛樹脂 改進靜彎曲性能,提高耐酸性能
    乙烯樹脂 提高抗剝性和抗沖強度
    異氰酸酯 降低潮氣滲透性和增加抗水性
    硅樹脂 提高耐熱性
    鄰苯二甲酸二丁酯,鄰苯二甲酸二辛酯 增韌劑,提高柔性

    四. 填料的選擇
    填料的作用是改善制品的一些性能,並改善樹脂固化時的散熱條件,用了填料也可以減少環氧樹脂的用量,降低成本。不同的填料,其大小最好小于100目,用量視用途而定。常用填料簡介如下:
    石棉纖維、玻璃纖維 增加韌性、耐沖擊性
    石英粉、瓷粉、鐵粉、水泥、金剛砂 提高硬度
    氧化鋁、瓷粉 增加粘接力,增加機械強度
    石棉粉、硅膠粉、高溫水泥 提高耐熱性
    石棉粉、石英粉、石粉 降低收縮率
    鋁粉、銅粉、鐵粉等金屬粉末 增加導熱、導電率
    石墨粉、滑石粉、石英粉 提高抗磨性能及潤滑性能
    金剛砂及其它磨料 提高抗磨性能
    雲母粉、瓷粉、石英粉 增加絕緣性能
    各種顔料、石墨 具有色彩
    適量(27-35%)P、AS、Sb、Bi、Ge、Sn、Pb的氧化物添加在樹脂中能在高熱度、壓力下保持粘接性。

    五. 稀釋劑的選擇
    其作用是降低粘度,改善樹脂的滲透性。稀釋劑可分惰性及活性二大類,用量一般不超過30%。

    活性稀釋劑

    名稱 牌號 劑量 備注
    二縮水甘油醚 600 30% 需多加計算量固化劑
    多縮水甘油醚 630 同上 同上
    環氧丙烷丁基醚 660 15% 同上
    環氧丙烷苯基醚 690 同上 同上
    二環氧丙烷乙基醚 669 同上 同上
    三環氧丙烷丙基醚 662 同上 同上


    惰性稀釋劑

    名稱 劑量 備注
    二甲苯 15% 不需多加固化劑
    甲苯 同上 同上
    同上 同上
    丙酮 同上 同上


    在加入固化劑之前,必須對所使用的樹脂、固化劑、填料、改性劑、稀釋劑等所有材料加以檢查,應符合以下幾點要求:
    (1)、不含水份:含水的材料首先要烘幹。
    (2)、純度:除水份以外的雜質含量最好在1%以下,若雜質在5-25%時雖也可使用權,但須增加配方的百分比。少量使用時用試劑級較好。
    (3)、了解各材料是否失效。
    在缺少驗收條件的廠,使用前最好按配方做個小樣試驗。

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