环氧树脂种类及性能

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1、环氧树脂种类及性能一、 定义1、环氧树脂(Epoxy Resin)是泛指含有两个或两个以上 环氧基，以脂肪族、脂环族或芳香族等有机化合物为骨架并能 通过环氧基团反应形成有用的热固化产物的高分子低聚体 (Oligomer)。当聚合 n为时，称之为环氧化合物，简称环氧化物(Epoxide)。这些低相对分子质树脂虽完全满 足严格的定义但因具有环氧树脂的基本属性在称呼时也加区 别地统称为环氧树脂。典型的环氧树脂结构如下式。2、环氧基是环氧树脂的特性基团，它的含多少是这种 树脂最为重要的指标。描述环氧基含有以下几种同的表示 法： 环氧当 ：是指含有 1 mol 环氧树脂的质，低相对 分子质(分子)环氧树

2、脂的环氧当为175200随着分子的增大环氧 基间的链段越长，所以高分子环氧树 脂的环氧当就相应的高。(2)环氧值：每100g树脂中所含有环氧基的物质的(摩 尔)。这种表示方法有于固化剂用的计和用的表示。因为固化剂用的含义是每 100g环氧树脂中固化剂的加入 (part perhundred of resin缩写成phr)。我 国采用环氧 值 这一物。环氧当 =100/环氧值3 、粘的定义 粘：液体在动时，在其分子间产生的内摩擦的性 质，称为液体的黏性，黏性的大小用黏表示，是用来表 征液体性质相关的阻因子。粘单位有两种： 1、厘泊 (cps) 2、毫帕秒(mpas)1厘泊（cps） = 1毫帕秒

3、（mpas）二、 种类及性能1、双酚A型环氧树寸脂：双酚A （即二酚基丙烷）型 环氧树脂即二酚基丙烷缩水甘油醚。在环氧树脂中它的原材 得、成本最低，因而产最大（在我国约占环氧树脂总产的90%，在世界约占环氧村脂总产的 75%80%），用途 最广，被称为通用型环氧树脂。由双酚 A 型环氧树脂的分子结 构决定它的性能具有以下特点： 是热塑性树脂，但具有热固性，能与多种固化剂，催化 剂及添加剂形成多种性能优异的固化物，几乎能满足各种使用 需求。 树脂的工艺性好。固化时基本上产生小分子挥发物， 可低压成型。能溶于多种溶剂。 固化物有很高的强和粘结强。 固化物有较高的耐腐蚀性和电性能。 固化物有一定的韧

4、性和耐热性。 主要缺点是：耐热性和韧性高，耐湿热性和耐候性 差。2、双酚F型环氧村脂：这是为低双酚 A型环氧村脂 本身的粘并具有同样性能而研制出的一种新型环氧树脂。通 常是用双酚F （二酚基甲烷）与环氧氯丙烷在NaOH作用下反 应而得的液态双酚 F 型环氧树脂。双酚 F 型环氧树脂的特点是黏小，到双酚 A 型环氧树 脂黏的，对纤维的浸渍性好。其固化物的性能与双酚A型环氧村脂几乎相同，但耐热性稍低而耐腐蚀性稍优。液态双 酚F型环氧村脂可用于无溶剂涂、胶粘剂、铸塑、玻璃钢 及碳纤维复合材等。3、多酚型缩水甘油醚环氧树脂:多酚型缩水甘油醚环氧树脂是一类多官能团环氧树脂。在其分子中有两个以上的环氧基，

5、因此固化物的交联密度大，具有优良的耐热性、强度、模量、电绝缘性、耐水性和耐腐蚀性。4、脂肪族缩水甘油醚环氧树脂：脂肪族缩水甘油醚环氧树脂是由二元或多元醇与环氧氯丙烷在催化剂作用下开环醚化，生成氯醇中间产物，再与碱反应，脱HCl闭环，形成缩水 甘油醚。脂肪族缩水甘油醚环氧树脂是由二个或二个以上环氧基与 脂肪链直接相连而成。在分子结构里没有苯环、脂环和杂环等 环状结构。这类树脂绝大多数粘度很小，大多数品种居于偶水 溶性，大多数是长链型分子，因此富有柔韧性。但其耐热性较 差。5、缩水甘油酯型环氧树脂：缩水甘油酯型环氧树脂是20 世纪50年代发展起来的一类环氧树脂，是分子结构中有二个 或二个以上缩水甘

6、油酯基的化合物。其主要特点是： 黏度小，工艺性好。可用于浇注、包封，也可用作活性 稀释剂。 反应活性大，凝胶时间只有双酚A型环氧树脂的一半左 右。、 与其他环氧树脂的相溶性好，可与之混用以改进普通环 氧树脂的性能。 粘接强度高，固化物的力学性能好。具有良好的耐超低温性。在T96C到-253C的超低温条 件下，任具有比双酚A型环氧树脂高的抗剪强度。 电绝缘性好，尤其是耐漏电痕迹性好。 表面光泽度及透光性好。由于分子中不含酚氧基，因此耐候性优于双酚A型环氧 树脂。 主要缺点是酯键的存在使耐水性、耐酸性和耐碱性较 差，耐热性也较低。6、缩水甘油胺型环氧树脂：缩水甘油胺型环氧树脂是用 伯胺或仲胺与环氧

7、氯丙烷合成的含有二个或二个以上缩水甘油 胺基的化合物。这类环氧树脂的特点是多官能性，黏低，活 性高，环氧当小，交联密大，耐热性高，粘接强，学 性能高，耐腐蚀性好，可与其它类型环氧树脂混用。其缺点是 有一定脆性，分子结构中有环氧基又有胺基，因此有自固化 性，贮存期短。7、环氧化烯烃化合物： 脂环族环氧树脂：脂环族环氧树脂（环氧化脂环烯烃化 合物）是含有二个脂环环氧基的低分子化合物。本身是聚合 物，但是与固化剂作用后能生成性能优异的三维体型结构的聚 合物。脂环族环氧树脂是低分子化合物，黏小、工艺性好。可 作为活性稀释剂用。环氧当小，交联密大，再加上有热稳 定性好的刚性脂环，因此耐热性高，但较脆，韧

8、性差。固化收 缩小，伸强高。由于合成过程中含Cl、Na 等离子，所以电性能好，尤其是高温电性能及耐电弧性好。含苯环，因而 耐紫外线及耐候性好。 脂肪族环氧化烯烃化合物：它是以脂肪族烯烃的双键用 过氧化物环氧化而制得的环氧树脂。在其分子结构中没有苯 环、脂环和杂环，只有脂肪链。其性能特点：a、为线型大分子。同时具有聚丁二烯橡胶结构和环氧树脂 结构，因此具有好的冲击韧性和粘结性能。b、和脂环族环氧树脂相似，与酸酐类固化剂发生反应，而与亲核性固化剂（胺类）的反应性较低。c、树脂分子中还含有双键和羟基。d、当采用酸酐一多元醇为固化剂，并同时添加苯乙烯及过 氧化物引发剂，则可进一步增加交联密，从而提高耐

9、热性及 学性能。e、与固化剂混溶后黏小，操作方，工艺性好。f、 固化物有好的耐热性，热变形温可达200C以上， 在高温下有非常突出的强保持。粘结性、耐候性及电性能 均优异，在200C电性能很稳定。g、主要缺点是固化收缩大。8、杂环型和混合型环氧树脂 杂环型缩水甘油环氧树脂：这是一类含有杂环的高性能 环氧树脂。缩水甘油基直接连接在杂环上，因而具有优异的耐 热性、耐候性和电性能。主要产品有：a、三聚氰酸环氧树脂（三聚氰酸三缩水甘油环氧树脂、 TGIC）：是三聚氰酸与环氧氯丙烷在催化剂作用下合成的一种 具有三氮杂环的多官能团环氧树脂。 TGIC 的反应活性比双酚 A 型环氧树脂要高，溶解性差，所以通

10、常用酸酐做固化剂，加 热固化，它具有优异的耐高温性、化学稳定性、耐紫光化性 和耐候性。学性能和电性能好，尤其是在高温下能保持优 的学性能和电性能。固化物硬而脆，耐机械冲击和热冲击 性能差。b、海因 （Hydantion）环氧树脂：海因环氧树脂是含有海 因环（五元二氮杂环）的一类新型环氧树脂。这类树脂可以是 缩水甘油胺型、缩水甘油醚型或缩水甘油酯型树脂，也可以是 单海因核或多海因核树脂。其具有下特点： 黏低、工艺性好。 热稳定性好，耐热性高。 耐候性好。其涂在日光或紫外线晒下，发黄和 粉化。 在高电压及超高压下电性能突出，尤其是具有优的耐 电弧性和抗电痕迹性，可用做耐高电压绝缘器件。 极性很强、

11、黏低，因而对玻璃纤维、碳纤维和多种填 是有很好的润湿能和粘结性，可在低工艺性的前提 下添加大填，从而使膨胀系数及成本低。 毒性小。可用作食品包装和卫生包装用的涂、无 毒胶粘剂等。 水溶性海因环氧树脂可用来处纺织品、纸张，以 提高其强和抗皱性能。 混合型环氧树脂：这是一类在其分子中同时含有两 种同类型环氧基的环氧树脂。因此它同时具有这两类环 氧树脂的特性。从而在其固化性能和使用性能上带来一 些单一类型环氧树脂所具备的特点。如，由于两类环 氧基的活性同，因而有可能实现分段固化，或制成 B 阶 树脂，亦有可能实现低温固化高温使用的要求。在选择固 化剂时有大的灵活性。这就给配方设计和工艺设计提供 多的选择余地，能好地满足工艺要求和使用要求， 扩大使用范围。