环氧树脂的分类

guoshihai21 · 发表于 2009-3-5 14:59:24

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环氧树脂一般和添加物同时使用，以获得应用价值。添加物可按不同用途加以选择，常用添加物有以下几类：（1）固化剂；（2）改性剂；（3）填料；（4）稀释剂；（5）其它。
其中固化剂是必不可少的添加物，无论是作粘接剂、涂料、浇注料都需添加固化剂，否则环氧树脂不能固化。
由于用途性能要求各不相同，对环氧树脂及固化剂、改性剂、填料、稀释剂等添加物也有不同的要求。现将它们的选择方法简介于下：
（一）环氧树脂的选择
1、从用途上选择
作粘接剂时最好选用中等环氧值（0.25-0.45）的树脂，如6101、634；作浇注料时最好选用高环氧值（>0.40）的树脂，如618、6101；作涂料用的一般选用低环氧值（<0.25）的树脂，如601、604、607、609等。
2、从机械强度上选择
环氧值过高的树脂强度较大，但较脆；环氧值中等的高低温度时强度均好；环氧值低的则高温时强度差些。因为强度和交联度的大小有关，环氧值高固化后交联度也高，环氧值低固化后交联度也低，故引起强度上的差异。
3、从操作要求上选择
不需耐高温，对强度要求不大，希望环氧树脂能快干，不易流失，可选择环氧值较低的树脂；如希望渗透性也，强度较好的，可选用环氧值较高的树脂。
（二）、固化剂的选择
1、固化剂种类：
常用环氧树脂固化剂有脂肪胺、脂环胺、芳香胺、聚酰胺、酸酐、树脂类、叔胺，另外在光引发剂的作用下紫外线或光也能使环氧树脂固化。常温或低温固化一般选用胺类固化剂，加温固化则常用酸酐、芳香类固化剂。
2、固化剂的用量
（1）胺类作交联剂时按下式计算：
胺类用量=MG/Hn
式中：
M=胺分子量
Hn=含活泼氢数目
G=环氧值（每100克环氧树脂中所含的环氧当量数）
改变的范围不多于10-20%，若用过量的胺固化时，会使树脂变脆。若用量过少则固化不完善。
（2）用酸酐类时按下式计算：
酸酐用量=MG（0.6~1）/100式中：
M=酸酐分子量
G=环氧值（0.6~1）为实验系数
3、选择固化剂的原则：固化剂对环氧树脂的性能影响较大，一般按下列几点选择。
（1）、从性能要求上选择：有的要求耐高温，有的要求柔性好，有的要求耐腐蚀性好，则根据不同要求选用适当的固化剂。
（2）、从固化方法上选择：有的制品不能加热，则不能选用热固化的固化剂。
（3）、从适用期上选择：所谓适用期，就是指环氧树脂加入固化剂时起至不能使用时止的时间。要适用期长的，一般选用酸酐类或潜伏性固化剂。
（4）、从安全上选择：一般要求毒性小的为好，便于安全生产。
（5）、从成本上选择。
（三）、改性剂的选择
改性剂的作用是为了改善环氧树脂的鞣性、抗剪、抗弯、抗冲、提高绝缘性能等。常用改性剂有：
（1）、聚硫橡胶：可提高冲击强度和抗剥性能。
（2）、聚酰胺树脂：可改善脆性，提高粘接能力。
（3）、聚乙烯醇叔丁醛：提高抗冲击鞣性。
（4）、丁腈橡胶类：提高抗冲击鞣性。
（5）、酚醛树脂类：可改善耐温及耐腐蚀性能。
（6）、聚酯树脂：提高抗冲击鞣性。
（7）、尿醛三聚氰胺树脂：增加抗化学性能和强度。
（8）、糠醛树脂：改进静弯曲性能，提高耐酸性能。
（9）、乙烯树脂：提高抗剥性和抗冲强度。
（10）、异氰酸酯：降低潮气渗透性和增加抗水性。
（11）、硅树脂：提高耐热性。
聚硫橡胶等的用量可以在50-300%之间，需加固化剂；聚酰胺树脂、酚醛树脂用量一般为50-100%，聚酯树脂用量一般在20-30%，可以不再另外加固化剂，也可以少量加些固化剂促使反应快些。
一般说来改性剂用量越多，柔性就愈大，但树脂制品的热变形温度就相应下降。
为改善树脂的柔性，也常用增韧剂如：邻苯二甲酸二丁酯或邻苯二甲酸二辛酯。
（四）、填料的选择
填料的作用是改善制品的一些性能，并改善树脂固化时的散热条件，用了填料也可以减少环氧树脂的用量，降低成本。因用途不同可选用不同的填料。其大小最好小于100目，用量视用途而定。常用填料简介如下：
填料名称作用

石棉纤维、玻璃纤维增加韧性、耐冲击性
石英粉、瓷粉、铁粉、水泥、金刚砂提高硬度
氧化铝、瓷粉增加粘接力，增加机械强度
石棉粉、硅胶粉、高温水泥提高耐热性
石棉粉、石英粉、石粉降低收缩率
铝粉、铜粉、铁粉等金属粉末增加导热、导电率
石墨粉、滑石粉、石英粉提高抗磨性能及润滑性能
金刚砂及其它磨料提高抗磨性能
云母粉、瓷粉、石英粉增加绝缘性能
各种颜料、石墨具有色彩
另外据资料报导适量（27-35%）P、AS、Sb、Bi、Ge、Sn、Pb的氧化物添加在树脂中能在高热度、压力下保持粘接性。
（五）、稀释剂的选择
其作用是降低粘度，改善树脂的渗透性。稀释剂可分惰性及活性二大类，用量一般不超过30%。常用稀释剂如下：

活性稀释剂
名称牌号用途备注
二缩水甘油醚 600 ~30% 需多加计算量固化剂
多缩水甘油醚 630 同上同上
环氧丙烷丁基醚 660 ~15% 同上
环氧丙烷苯基醚 690 同上同上
二环氧丙烷乙基醚669 同上同上
三环氧丙烷丙基醚662 同上同上
惰性稀释剂
名称用量备注
二甲苯 ~15% 不需多加固化剂
甲苯同上同上
苯同上同上
丙酮同上同上
在加入固化剂之前，必须对所使用的树脂、固化剂、填料、改性剂、稀释剂等所有材料加以检查，应符合以下几点要求：
（1）、不含水份：含水的材料首先要烘干，含少量水的溶剂应尽量少用。
（2）、纯度：除水份以外的杂质含量最好在1%以下，若杂质在5-25%时虽也可使用权，但须增加配方的百分比。少量使用时用试剂级较好。
（3）、了解各材料是否失效。
在缺少验收条件的厂，使用前最好按配方做个小样试验。

kpwlibo · 发表于 2009-3-5 17:32:04

受教了，不过还没有写完

烟斗无烟 · 发表于 2009-3-31 11:02:36

谢谢，还不完整。

maomao_bye · 发表于 2009-5-7 22:57:25

我们公司购买的用来做粘结剂用，原来还有这么多啊。学习了。

lkygm · 发表于 2009-5-22 09:12:30

不是很完整吧！只是个简介。看看用在什么地方作什么用！
原料按比例匹配，受控温度、成型、试验等。

yvhusrfku · 发表于 2009-6-3 12:41:23

我们每天都在用环氧树脂

yvhusrfku · 发表于 2009-6-3 12:42:24

我们是做纸塑模具的,不知道它还在哪些领域?

csdlfj001 · 发表于 2009-11-27 09:30:47

这篇文章正确的命名应为----环氧树脂的应用---讲的是如何选辅助材料作配方。

准确的环氧树脂分类可以参读下面的文章：

环氧树脂的分类
环氧树脂经历50多年的研制与发展，已经开发上百种规格的品种：

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—55 616#  浅黄粘稠液体 6－8       －－－－ 0.55－0.56
E—51 618#  浅黄粘稠液体  10－16       －－－－ 0.48－0.54
E—44 6101#  黄色高粘度液体 20－40       －－－－ 0.41－0.47
E—42 634# 同上       －－－－       21－27    0.38－0.45
E—35 637# 同上       －－－－       20－35    0.30－0.40
E—31 638#  浅黄粘稠液体  －－－－       40－55    0.23－0.38
E—20 601#  黄色透明固体  －－－－       64－76    0.18－0.22
E—14 603# 同上       －－－－       78－85    0.10－0.18
E—12 604# 同上       －－－－       85－95    0.10－0.18
E—06 607# 同上       －－－－       110－135 0.04－0.07
E—03 609# 同上       －－－－       135－155 0.02－0.04
E—01 665# 液体       30－40       －－－－ 0.01－0.03
　　1．2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。
　　双酚F型环氧树脂的粘度低，可用于碳纤维复合材料、玻纤增强塑料以及地下油井的灌封材料。
　　1．4环氧化线型酚醛树脂
　　环氧酚醛是由低分子量酚醛树脂与环氧氯丙烷在酸催化剂下缩合而成，兼有酚醛和双酚A型环氧树脂的优点。按线型酚醛树脂分子量和发羟基含量不同，可以合成不同分子量和官能度的环氧酚醛，如甲酚线型酚醛树脂。
　　环氧酚醛高粘度半固体，平均官能度为2.5－6.0，软化点≤28℃，环氧值0.53－0.57，在上海树脂厂和无锡树脂厂生产。为改善工艺，添加低粘度的稀释剂，或与双酚A混合使用。
　　胺类、酸酐类和咪唑均能固化环氧酚醛。在150℃以下固化环氧酚醛和双酚A型环氧树脂的热变形温度相近。例如：
固化剂                   固化条件          用量%       热变形温度（℃）
                                                            环氧酚醛双酚A
4，4‘一二氨基二苯甲烷  93℃，2h204℃,25h    28             206 167
间苯二胺                   同上             16             205 160
三乙烯四胺             166℃,4h             14             150 127
4，4‘一二氨基二苯砜 177℃,18h             34             220 190
六次甲苯四胺                同上             100             210 196
内次甲苯四氢苯二甲酸酐  97℃,2h232℃,15h    101             206 178
甲苯内次甲苯四氢苯二甲酸酐
+DMP—30             93℃,2h260℃,24h    101             298 228
邻苯二甲酸酐          177℃,18h             40             125 107
三氟化硼—甲乙胺       93℃,2h177℃,18h    5             239 160
2乙基-4甲基咪唑       80℃,2h204℃,24h    2             260
　
　1．5其他缩水甘油醚型环氧树脂
　　A．1，1，2，2—四（对羟基苯基）乙烷四缩水甘油醚环氧树脂：（四酚基乙烷四缩水甘油醚环氧树脂）呈白色固体，熔点80℃，平均官能度3.2－3.5，环氧值为0.45－0.50。其粘接性能：
         试验条件             δ剪切（kg/cm2）
            定温                   296
            —65℃                259
         260℃/8H                90
         260℃/200H             95
         260℃/400H             77
　　B．间苯二酚双缩水甘油醚型环氧树脂（680#）
　　此缩水甘油醚环氧树脂的粘度低为0.4Pa.s(25℃), 环氧值为0.78~0.85，由上海新华树脂生产。
　　C．均苯三酚三缩水甘油醚环氧树脂
　　此缩水甘油醚环氧树脂是一类高活性的粘稠液体环氧树脂，环氧值为0.87，由均苯三酚和过量环氧氯丙烷合成。
　　由于苯环的吸电子效应，提高环氧基的反应活性，尤以均苯三酚三缩水甘油醚反应活性最高，例如1，4—环乙烷二甲胺固化，反应速度比双酚A型环氧树脂高10倍。
　　D．F—76# 环氧树脂（双间苯二酚缩甲醛四缩水甘油醚）
  　　其粘度为2000~2700CP（25℃），环氧值0.75－0.77。

2．氨基环氧树脂（芳香胺缩水甘油基型环氧树脂）
　　2．1对氨基苯酚三缩水甘油基环氧树脂
　　这是由对羟基苯胺和环氧氯丙烷缩聚得到的浅棕色液体，环氧值为0.87，25℃粘度为1.5－5.0 Pa.s。其反应活性是双酚A型环氧树脂的10倍，可用酸酐、双氰双胺和咪唑固化，中科院化学所生产。
　　2．2氨基四官能环氧树脂（AG—80#）
　　又称4，4‘—二氨基二苯醚四缩水甘油基环氧树脂或称4，4‘—二氨基二苯基甲烷四缩水甘油基环氧树脂。由4，4’—二氨基二苯甲烷、4，4‘—二氨基二苯醚、4，4’—二氨基二苯砜在催化剂和碱作用下与环氧氯丙烷加成缩聚而成。
　　该树脂为浅黄色液体，环氧值为0.75－0.80，由上海合成树脂所生产。其平均官能度为3－3.5，二氨基二苯甲烷、咪唑衍生物、酸酐均能固化氨基四官能环氧树脂。固化后树脂的交联密度高，在高
温150℃老化3万小时，其胶接强度没有变化。
　　2．3 AFG—90# 环氧树脂
　　在常温下为棕色液体，粘度小，25℃时为1.6-2.3Pa.s, 环氧值为0.85-0.95.

　　3.缩水甘油酯型环氧树脂（从有机酸制备）
　　3.1 711# 环氧树脂(脂环族):
　　又称四氢化邻苯二甲酸双缩水甘油酯环氧树脂是914#双组分室温快固胶的主体环氧之一,且和双酚A相溶性好。
　　711#呈浅黄色液体，粘度低为0.45~0.6Pa.s（25℃），环氧值为0.63－0.67，耐超低温性能良好，天津合成材料所生产。
　　3．2 TDE—85# 环氧树脂
　　（1，2，环氧环己烷4，5二甲酸二缩水甘油酯）脂环族缩水甘油酯环氧树脂的粘度低，适宜灌注，包封及活性高，在电气工业广泛使用。天津合成材料所生产。
　　3．3 731#环氧树脂
　　又称邻苯二甲酸二缩水甘油酯，呈浅黄色液体，粘度为0.8 Pa.s/25℃，环氧值为0.60-0.65，天津合成材料所生产。
　　3．4 732# 环氧树脂
　　又称间苯二甲酸二缩水甘油酯，呈白色结晶，熔点为60~63℃，环氧值为0.60－0.63，天津合成材料所生产。
　　3．5 均苯三甲酸三缩水甘油酯：
　　呈白色固体状，熔点为78-80℃，环氧值为0.78，大连化学物理所生产。
　　3．6 672#（FA—68）环氧树脂
　又称对苯二甲酸二缩水甘油酯，由上海有机所生产。
　　3．7 CY—183# 环氧树脂
　　又称六氢化邻苯二甲酸二缩水甘油酯，由中科院化学所生产。
　　3．8 内次甲苯四氢化邻苯二甲酸二缩水甘油酯，呈棕黄色液体，粘度为1.16 Pa.s/25℃，环氧值为0.57，晨光化工二院生产。
　　3．9 对羟基苯甲酸缩水甘油酯
　　呈棕红色液体，粘度为1.5－5.0 Pa.s/25℃，环氧值为0.87，由中科院化学所生产。

二、环氧化烯烃树脂
　　1．环氧化聚丁二烯（D—17#环氧树脂）
　　由液体聚丁二烯经醋酸氧化制得的一种浅黄色粘稠液体。在分子结构中，既有环氧基，也有双键、羟基和酯基侧链。
　　D—17#的粘度为0.8－2 Pa.s，易溶于苯、甲苯和丙酮中，易于酸酐固化反应，也能与胺类固化，由于树脂分子具有较长的碳链，因此树脂可以用来改善双酚A的脆性，具有十分优异的韧性。
　　D—17#对于橡胶制品与玻璃钢的胶接优于通常的环氧树脂胶。固化条件为：100℃，2h;150℃,4h;180℃,4h。
　　2．脂环族环氧树脂：
　　2．1 脂环族环氧的概念：从含有不饱和双键结构的脂环族经双键氧化或与次氯酸加成环氧化制得。具有如下结构的烯烃可转化为环氧基。
　　A．不饱和双键在分子链末端
　　B．不饱和双键在分子链主段中
　　C．不饱和双键在脂环族化物的骨架上
　　2．2 脂环族环氧的特性
　　脂环族环氧的粘度很低，可作为高粘度环氧树脂的活性稀释剂；其固化物热稳定性良好，耐化学试剂和耐大气老化性好。
　　脂环族环氧对胺类固化剂反应性很低，咪唑及三级胺几乎不固化它。例如：芳香胺固化双（2，3一环氧基环戊基）醚即6300#，6400#和烯双环氧6269#；间苯二胺固化1，3一双（环氧化乙烯基）环戊烷；酸酐（六氢苯酐）固化3，4一环氧基6一甲基环己烷甲酸3，4一环氧基6一甲基环己烷甲酯（6201#）。
　　2．3 脂环族环氧的制备
　　A．过醋酸氧化法，这是烯烃环氧化的最主要方法。
　　B．氯化乙酰法：以二苯醚为骨架的4，4‘—双（环氧化异丙基）二苯醚，环氧基在侧链上，用1%对甲苯磺酸固化。
　　C．次氯酸加成法
　　2.4 脂环族环氧的种类
　　A．W—95# 环氧树脂[双（2，3一环氧基环戊基）醚]
　　环氧值为0.95，粘度为0.03－0.05 Pa.s/25℃。此环氧树脂溶于乙醇、异丙醇、丙酮和苯等，可用酸酐和胺类固化，是一种耐高温胶，具有优良的柔韧性、热老化性和耐化学介质性。固化条件：85℃，6h;160℃,6h.
　　B． 6221#环氧树脂和6201#环氧树脂
　　又称3，4—环氧化环己烷甲酸3‘，4’—环氧化环己烷甲酯或3，4—环氧化6—甲基环己烷甲酸3‘，4’—环氧6—甲基环己烷甲酯。
　　6221#和6201#是以丁二烯为原料制备的低粘度液体环氧，对于芳香胺和咪唑的活性很低。通常采用酸酐类固化，但由于H—71环氧树脂分子结构中没有羟基，用六氢苯二甲酸酐固化是需加1－2%乙二醇或其他含羟基物质，使酸酐开环，可使凝胶化时间缩短一倍左右。
　　C．6206#和6269#
　　6206#又称乙烯基环乙烯双环氧，呈浅黄色液体，环氧值为1.3
　　6269#称萜烯双环氧，呈无色透明液体，环氧值为0.9－1.0
　　D．R—122或6207#（二氧化双环戊二烯）
　　双环戊二烯双氧化呈白色固体，环氧值为1.22。

三、特种环氧树脂
1．海因树脂（Hydantoin  环氧树脂  Resins）
　　1970年瑞士Ciba  Geigy对海因（乙丙酰脲）氮杂环进行研制，用HCN、NH3、CO2及醛或酮合成海因环。
　　目前主要的工业产品是低粘度（1.5－2.5 Pa.s/25℃）的5，5一二甲基海因环氧树脂，商业名称为XB2793，由江苏丹阳县河阳化工厂生产。
　　海因环氧树脂具有优异特点：
　　① 粘度低，工艺性能好。一般均为1.5－2.5 Pa.s，比双酚A的最低粘度13－15 Pa.s低得多。
　　② 热稳定性能良好，耐高温，在180℃上使用5000小时以上，在130℃使用寿命为40年。
　　③ 耐高电压和抗漏电性良好，适合于电气工业。
　　④ 海因环氧树脂的极性很强，对碳纤维、玻璃纤维等具有很好的润湿能力。
　　2．阻燃树脂
　　2．1 溴化树脂：用四溴双酚A环氧树脂合成的含溴量为40 wt%，具有难燃性能。
　　2．2磷化环氧树脂

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