環(huán)球塑化網(wǎng)訊：
一、環(huán)氧樹脂概況
環(huán)氧樹脂(簡寫EP)是一類在分子結(jié)構(gòu)中含有環(huán)氧基的高分子聚合物。其種類很多，大部分是由雙酚A和環(huán)氧氯丙烷進(jìn)行縮聚的產(chǎn)物。由于分子中含有一定數(shù)量的醚鍵、羥基、苯核等，因而具有良好的電絕緣性、粘結(jié)性、加工性能優(yōu)異、固化產(chǎn)品化學(xué)穩(wěn)定性好、收縮率低、強(qiáng)度高。廣泛用于電子電器絕緣材料、涂料、粘接劑、復(fù)合材料各方面。
環(huán)氧樹脂中，常用的添加劑種類有：
固化劑：其作用是把線型環(huán)氧樹脂變成不熔不溶的體型結(jié)構(gòu)常用的種類有：多元胺、多元酸及多元酸酐等。種類不同，用量也不同，少則10%，,多則40%。
稀釋劑：作用是降低樹脂的粘度，其中分活性和非活性兩種。活性稀釋劑有：環(huán)氧丙烷丁基醚、環(huán)氧丙烷苯基醚等，用量為樹脂量的5-20%，非活性稀釋劑有：丙酮、甲苯、正丁醇、苯乙烯、環(huán)己酮等，用量為5-15%。.
填料：作用是降低材料成本及提高某些性能。有時(shí)添加量為25%，有時(shí)高達(dá)樹脂量的7一3倍。硅微粉、云母、高嶺土、滑石粉、石膏粉、銅粉、鋁粉、鈦白粉等。
增強(qiáng)劑：作用是提高強(qiáng)度，如玻璃纖維、石棉纖維等。
阻燃劑：起阻燃作用，如溴的化合物：二溴苯基縮水甘油醚等。
增韌劑：作用是增加EP的韌性，如非活性增韌劑為增塑劑，一般用量為5-20%，活性增韌劑主要是單官能團(tuán)的環(huán)氧化植物油、多官能團(tuán)的熱塑性聚酸胺樹脂、聚硫橡膠、丁腈橡膠等。
EP常用的幾個(gè)指標(biāo)名詞有：
環(huán)氧當(dāng)量：含有一克當(dāng)量環(huán)氧基的樹脂重量克數(shù)。環(huán)氧
當(dāng)量大，說明樹脂的分子量大.
環(huán)氧值：每100克環(huán)氧樹脂中，含有的環(huán)氧基當(dāng)量。
環(huán)氧基含量：EP每一分子中，環(huán)氧基的百分含量。
其他有：有機(jī)氯量、無機(jī)氯量，軟化點(diǎn)等。
EP的主要性質(zhì)如下：
體積電阻系數(shù)：大于1015歐姆·厘米;拉伸強(qiáng)度46-70兆帕、沖擊強(qiáng)度10-20千焦耳/平方米，楊氏模量2300-2500兆帕，馬丁耐熱溫度超過100℃，室溫下的吸水率小于0.5%。
EP的型號(hào)組成分四部分：第一部分為組成物質(zhì)名稱，用字母表示;第二部分為改性物質(zhì)的名稱也用字母表示，沒有時(shí)劃一橫線，第三部分為環(huán)氧值的平均數(shù)，第四部分即基本名稱。
如E-0.51環(huán)氧樹脂，則表示主要組成物質(zhì)為二酚基丙烷，沒有改性物質(zhì)，其環(huán)氧值指標(biāo)的平均值為0.51當(dāng)量/100克，該樹脂為環(huán)氧樹脂。
二、改性環(huán)氧樹脂
目前EP樹脂品種不斷增加，按化學(xué)結(jié)構(gòu)可分為：
1、縮水甘油醚類：有甘油EP、酚醛EP、溴化EP等。
2、縮水甘油酯類，由酸酐與環(huán)氧氯丙烷合成;或由苯酐、水、環(huán)氧氯丙烷在氫氧化鈉作用下合成。
3、縮水甘油胺類：由胺與環(huán)氧氯丙烷合成。
4、脂肪族類：由脂肪族與環(huán)氧氯丙烷合成，或是環(huán)烯烴進(jìn)行環(huán)氧化制得。如丁二烯和巴豆醛在高溫高壓下加成，再經(jīng)雙烯化、氧化合成制得。
還有用高純度雙酚A和環(huán)氧氯丙烷，用兩步法合成低分子量的海因環(huán)氧樹脂，特點(diǎn)是低粘度、酣候性好，電性能優(yōu)異。
各種增韌環(huán)氧樹脂的方法有：
用液體端羧基丁腈橡膠(CTBN)增韌：一般添加量為10 %，其中CTBN的丙烯腈含量在18-30%較好，其中還可并用30%的二氧化硅，以避免加入CTBN后的強(qiáng)度降低。
用硅橡膠增韌：其添加量為30份，同時(shí)再添加70份液體酸酐、0.1份催化劑、110份填料、適量分散劑等。
用聚丁二烯增韌：加入30份較好，其中端羧基的聚丁二烯效果較明顯。
用聚硫橡膠增韌：可提高沖擊強(qiáng)度及拉伸剪切強(qiáng)度。
用液體氯丁二烯一甲基丙烯酸羥乙酯共聚物(CP-HE-MA)增韌，可提高剪切強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度、剝離張度。
用端羧基丙二醇聚醚(CTPE)增韌：官能度為1.90，分子量為1300-2300，用量20份，則增韌效果很明顯。
用端羧基聚氧化丙烯醚增韌：用且30份以下，同時(shí)并用2份二氧化硅，在120℃下固化2小時(shí)，則效果良好。
用酚氧基樹脂增韌：其分子量為15000，用量為30%，可明顯降低內(nèi)應(yīng)力。
用二官能團(tuán)的聚丙二醇二縮水甘油醚(PPG)增韌：用量為30%。.在120℃溫度下固化，其沖擊韌性大大提高。
用酮酐樹脂(TOA)增韌，可改善工藝性能，效果好。
其他還有：聚癸二酸酐(PSPA)，己二醇二丙烯酸酯(HHDA)等增韌效果良好。
另外以環(huán)氧樹脂為主體制備互貫網(wǎng)絡(luò)聚合物(IPN) ，也能使EP樹脂的增韌技術(shù)有新的發(fā)展。
如用100份環(huán)氧樹脂、25份聚丙烯酸正丁酯，同步法合成二者的互貫網(wǎng)絡(luò)體系，同時(shí)再添加30份鄰苯二甲酸酐，及適量的偶氮二異丁腈、鄰苯二甲酸二烯丙酯，其沖擊強(qiáng)度可提高1.3倍，拉伸強(qiáng)度稍有提高。
還有用蓖麻油型聚氨酯與EP制IPN結(jié)構(gòu)體系，其力學(xué)性能和熱性能得到大幅度提高。
硅氧烷、丙烯酸酯、含氟彈性體增韌EP。目前正受到人們重視。
環(huán)氧樹脂改性的重點(diǎn)是：提高耐熱性、耐燃性、延長使用期和貯存期、樹脂單組分化、低粘度、低溫固化性等。
三、環(huán)氧樹脂應(yīng)用舉例
實(shí)例1：阻燃型環(huán)氧樹脂
環(huán)氧樹脂的阻燃劑有添加型和反應(yīng)型兩大類。
添加型阻燃劑有：無機(jī)類阻燃劑如二氧化硅、水合氧化鋁、三氧化二銻、鋁酸鈣、氫氧化鎂等;鹵素類阻燃劑有：全氯戊環(huán)癸烷、三氯環(huán)氧丁烷、四溴丁烯、六溴苯等;磷類阻燃劑有：紅磷、三苯基磷、二乙基磷酸羥甲基酯、磷酸三芐基酯等。
反應(yīng)型阻燃劑：四氯雙酚A、四溴雙酚A、三聚氯化磷腈、二溴季戊二醇等。
其中添加型阻然劑一般用量為10-200份，如用12份全氯戊環(huán)癸烷和10份三氯化銻同時(shí)加進(jìn)，也有用160份鋁酸鈣的，也有添加30%重量的鹵代三亞磷酸酯效里也很好。
反應(yīng)型阻燃劑一般在一定溫度下反應(yīng)才能制得，如四氯雙酚A是在85-90℃下反應(yīng)2小時(shí)，加入甲苯一丁醇溶液，調(diào)節(jié)溫度65-70℃，逐漸滴加30%氫氧化鈉溶液，升溫至70-75℃，維持2小時(shí)，再加一定量甲苯一丁醇溶液，攪拌熱水洗滌，3-4次至中性即可。
實(shí)例2：環(huán)氧人造大理石
通常的不飽和聚酯型人造大理石，尺寸穩(wěn)定性差，沖擊強(qiáng)度低，而環(huán)氧人造大理石可以克服這些缺點(diǎn)。固化劑選用芳香胺類，如二乙基二氨基二苯甲烷(DDDM)等。在100-120℃溫度下固化2小時(shí)，增韌劑可選擇羧端基丁腈橡膠、低分子量尼龍、聚硫橡膠等;稀釋劑選用環(huán)氧氯丙烷;填料可用碳酸鈣、鈦白粉、石粉、硫酸鈣、高嶺土等。其基本配方如下：
環(huán)氧樹脂100
二乙基二氨基二苯甲烷 23
低分子量尼龍18
環(huán)氧氯丙烷18
碳酸鈣120
其生產(chǎn)工藝流程與不飽和聚酯人造大理石生產(chǎn)相似。還可用分層澆鑄法成型。
實(shí)例3：氰胺一環(huán)氧玻璃布層壓板
將氰胺單體、苯酚、甲醛三者反應(yīng)制成氰胺樹脂溶液，然后再和環(huán)氧樹脂在60-70℃下，進(jìn)行共縮聚反應(yīng)1-2小時(shí)，即可得氰胺環(huán)氧共聚樹脂。
將上述共聚樹脂溶液浸漬0.1毫米厚的平紋無堿玻璃
布，然后在90-120℃下烘焙15分鐘成坯布，坯布的含膠量
為45%左右，再將坯布于160-180℃，壓力為9-11兆帕條件下件下層壓、保溫保壓1小時(shí)后，在100℃'以下出模?；蛟?40-150℃熱處理2小時(shí)，再升溫至170℃處理2水時(shí)，以提高層壓板性能。
氰胺一環(huán)氧共聚樹脂的熱穩(wěn)定性較好，失重5%時(shí)的溫度為312℃，失重50%時(shí)的溫度為503℃。
氰胺-環(huán)氧共聚樹脂、KH-550偶聯(lián)劑處理過的玻璃纖維布、無堿玻瑞纖維布三者的表面張力大小基本接近，分別為：37 ×10-5、35×10-5、 28×10-5N/Cm，所以三者浸潤性能較好，制品性能優(yōu)異。
實(shí)例4：環(huán)氧樹脂燒蝕材料
環(huán)氧樹脂燒蝕材料用于航天飛行器上，分內(nèi)外涂層兩種。基本配方為：
E51環(huán)氧樹脂100
2,4-咪唑 8
端羧基丁腈橡膠(CTBN) 20(其中丙烯腈含量為30%)
ZB阻燃劑 5
氫氧化鋁 5
有時(shí)，強(qiáng)調(diào)提高粘接強(qiáng)度時(shí)，則采用CTBN的分子量為2000-4000。丙烯腈含量在20%以上，添加量在15-25份為宜;若強(qiáng)調(diào)提高沖擊強(qiáng)度時(shí)，則CTBN用量應(yīng)在30份以上。
