(1) 力学性能高。环氧树脂具有很强的内聚力,分子结构致密,所以它的力学性能**酚醛树脂和不饱和聚酯等通用型热固性树脂。
(2) 附着力强。环氧树脂固化体系中含有活性较大的环氧基、羟基以及醚键、胺键、酯键等极性基团,赋予环氧固化物对金属、陶瓷、玻璃、混凝士、木材等极性基材以优良的附着力。
(3) 固化收缩率小。一般为1%~2%。是热固性树脂中固化收缩率小的品种之一(酚醛树脂为8%~10%;不饱和聚酯树脂为4%~6%;**硅树脂为4%~8%)。线胀系数也很小,一般为6×10-5/℃。所以固化后体积变化不大。
(4) 工艺性好。环氧树脂固化时基本上不产生低分子挥发物,所以可低压成型或接触压成型。能与各种固化剂配合制造无溶剂、高固体、粉末涂料及水性涂料等环保型涂料。
(5) 优良的电绝缘性。环氧树脂是热固性树脂中介电性能优的品种之一。
(6) 稳定性好,抗化学药品性优良。不含碱、盐等杂质的环氧树脂不易变质。只要储存得当(密封、不受潮、不遇高温),其储存期为1年。**期后若检验合格仍可使用。环氧固化物具有优良的化学稳定性。其耐碱、酸、盐等多种介质腐蚀的性能优于不饱和聚酯树脂、酚醛树脂等热固性树脂。因此环氧树脂大量用作防腐蚀底漆,又因环氧树脂固化物呈三维网状结构,又能耐油类等的浸渍,大量应用于油槽、油轮、飞机的整体油箱内壁衬里等。
(7) 环氧固化物的耐热性一般为80~100℃。环氧树脂的耐热品种可达200℃或更高。
环氧树脂的发明曾经历了相当长的时期。早在1891年,德国的Lindmann用对苯二酚与环氧氯丙烷反应,缩聚成树脂并用酸酐使之固化。但是它的使用价值没有被揭示。1930年,瑞士的Pierre Castan和美国的S.O.Greenlee进一步进行研究,用**多元胺使上述树脂固化,显示出很高粘接强度,这才引起了人们的重视。广泛地讲,环氧树脂可以从含有链烯基的母体化合物合成,也可以从含有活性氢原子的母体化合物合成。20世纪初首先报导了烯烃的环氧化,但直到20世纪40年代中期,Swern和他在美国农业部的合作伙伴开始研究聚不饱和**油的环氧化时,此项技术也仅应用于高相对分子质量单环氧化合物的生产并引起广泛的工业化规模开发的兴趣。 10年之后才应用于环氧树脂合成技术之中。大约在20世纪20年代中期已经报导了双酚A与环氧氯丙烷反应产物,15年后**了不稳定的环氧化脂肪胺中间产物的生产技术。1933年德国的Schlack研究现代双酚A环氧树脂同双酚A的分离技术。尽管一年之后Schlack报导了双环氧化合物同**酸、无机酸、胺和硫醇的反应,但确定双酚A环氧树脂的工业价值的还是瑞士De Trey Freres公司的Castan和美国Devoe&Rayno1ds公司的Greenlee。1936年,Castan生产了琥珀色环氧氯丙烷一双酚A树脂,并同邻苯二甲酸酐反应生产出用于浇铸和模塑制品的具有工业意义的热固性制品。1939年年初Greenlee也*自生产出了高分子质量双酚A环氧氯丙烷树脂并用于高级热固性涂料。1937年到1939年欧洲曾尝试用环氧树脂补牙,但没有成功。
我国虽然已经成为世界较大的环氧树脂生产与消费国,但由于我国环氧树脂生产厂商发展较先进国家晚了几十年,[2]因此目前国内还没有一家环氧树脂生产厂商的产能排到世界**大厂商之列,同时由于我国环氧树脂生产厂商有100 余家,而发达国家各国的环氧树脂生产厂家一般为几家或十几家,因此我国环氧树脂行业集中度低,行业内尚没有具有**规模优势的生产厂商。环氧树脂具有伸羟基和环氧基,伸羟基可以与异氰酸酯反应。环氧树脂作为多元醇直接加入聚氨酯胶黏剂含羟基的组分中,使用此方法只有羟基参加反应,环氧基未能反应用酸性树脂的、羧基,使环氧开环,再与聚氨酯胶黏剂中的异氰酸酯反应。还可以将环氧树脂溶解于乙酸乙酯中,添加磷酸加温反应,其加成物添加到聚氨酯胶黏剂中;胶的初黏;耐热以及水解稳定性等都能提高0 r还可用 醇胺或胺反应生成多元醇,在加成物中有叔氮原子的存在,可加速NCO反应。用环氧树脂作多羟基组分结合了聚氨酯与环氧树脂的优点,具有较好的粘接强度和耐化学性能,制造聚氨酯胶黏剂使用的环氧树脂一般采用EP-12、EP-13、EP-16和EP-20等品种。我国环氧树脂产品结构单一,总体质量距国际水平有一定差距。普通环氧树脂占国内环氧树脂总产量的绝大部分,高品质环氧树脂的比例较小,这造成国内市场上一方面普通环氧树脂供大于求,竞争激烈,产能利用率不高;另一方面电子元件封装**、覆铜板**、功能性粉末涂料、电工浇铸、汽车底漆和风力叶片等对适用性、稳定性要求较高的高品质环氧树脂供不应求,大量依赖进口。
酚醛树脂是由苯酚和甲醛在催化剂条件下缩聚、经中和、水洗而制成的树脂,其 中以苯酚和甲醛树脂为较重要。也是世界上较早由人工合成的,至今仍很重要的 高分子材料。因选用催化剂的不同,可分为热固性和热塑性两类。酚醛树脂具有 良好的耐酸性能、力学性能、耐热性能,广泛应用于防腐蚀工程、胶粘剂、阻燃 材料、砂轮片制造等行业。 NL 固化剂是酚醛树脂呋喃树脂的高效低毒固化剂。NL 固化剂毒性低,基本无 刺激味,树脂固化后强度高、耐蚀性好,使用用量少,操作方便,储存期长。本 品适用于热固性酚醛树脂及呋喃树脂的常温固化。用来配制酚醛树脂及呋喃胶 泥;玻璃钢制品;制笔、制刷、竹木等制品的粘合;也可用作铸造树脂的室温固 化剂。暗灰色液体相对密度 (20℃)1.16±0.01 粘度(涂-4,25℃) 秒 20-30 总酸度(以 H2SO4 计)% 18±2 游离酸(以 H2SO4 计)% 3-5 储 存期 一年以上(密闭存放)应用对酚醛树脂或呋喃树脂,NL 固化剂的用量范围 一般为 5-12%。环境温度 20℃时,2130 酚醛树脂的 NL 固化剂用量为 8% 左右,NL 固化剂用量可随温度调整。
1、 形式多样。各种树脂、固化剂、改性剂体系几乎可以适应各种应用对 形式提出的要求,其范围可以从较低的粘度到高熔点固体。
2、 固化方便。 选用各种不同的固化剂, 环氧树脂体系几乎可以在 0~180℃ 温度范围内固化。
3、 粘附力强。环氧树脂分子链中固有的极性羟基和醚键的存在,使其对 各种物质具有很高的粘附力。环氧树脂固化时的收缩性低,产生的内应力小,这 也有助于提高粘附强度。
4、 收缩性低。环氧树脂和所用的固化剂的反应是通过直接加成反应或树 脂分子中环氧基的开环聚合反应来进行的,没有水或其它挥发性副产物放出。它 们和不饱和聚酯树脂、酚醛树脂相比,在固化过程中显示出很低的收缩性(小于 2%)。
5、 力学性能。固化后的环氧树脂体系具有优良的力学性能。
6、 电性能。固化后的环氧树脂体系是一种具有高介电性能、耐表面漏电、 耐电弧的优良绝缘材料。
7、 化学稳定性。通常,固化后的环氧树脂体系具有优良的耐碱性、耐酸 性和耐溶剂性。像固化环氧体系的其它性能一样,化学稳定性也取决于所选用的 树脂和固化剂。适当地选用环氧树脂和固化剂,可以使其具有特殊的化学稳定性 能。
8、 尺寸稳定性。上述的许多性能的综合,使环氧树脂体系具有**的尺 寸稳定性和耐久性。
9、 耐霉菌。固化的环氧树脂体系耐大多数霉菌,可以在苛刻的热带条件 下使用。
将酚醛环氧树脂引入乙烯酯树脂的骨架中,合成的乙烯基酯树脂一般称Novolac乙烯基酯树脂。树脂具有较高的热稳定性。树脂固化后,交联密度大。其热变形温度达120-135℃,可以延长使用寿命并具有优良的耐腐蚀性,特别对含氯溶液或**溶剂耐腐蚀性好。为了适应耐高温强度情况的需要,较多厂家对酚醛环氧乙烯基酯树脂进行了改性,提高了树脂的交联密度和耐热性能,具有优良的耐酸、耐溶剂腐蚀性和抗氧化性能,适用于各种高温强腐蚀情况,如脱硫装置(FGD)、高温烟囱等。
柔性
为了适应各种防腐蚀工程施工的需要,发展了柔性乙烯基酯树脂,柔性乙烯基酯树脂具有对钢和混凝土表面很高的粘接性,与传统的环氧乙烯基酯树脂相比,其延伸率更高,粘接强度大大的提高,抗冲强度提高近4倍,层间强度提高20%,并具有*特的耐磨性。
①用于耐腐蚀内衬、灌缝材料或底涂树脂,如整体砂浆地坪制作中的底涂,可以省略国内施工操作中的玻璃钢隔离层制作,在提高整体性能的同时,也可节省成本;
②管接件等各种材料的粘接;
③与Kevlar纤维或其它增强材料合用,制作高强度和耐疲劳的制品,如运动或*头盔、帆船等。
PU改性
该类型树脂是通过氨基甲酸酯(如TDI)对环氧乙烯基酯树脂进行改性而成,兼有链内不饱和性和链端的不饱和性。和通常的双酚A环氧乙烯基酯树脂相比,具有优异的耐腐蚀性、柔韧性和良好工艺性,由于氨基甲酸酯的引入,提高了树脂与纤维的相容性,并能保持树脂表面良好的气干性。能够适合于缠绕等各种工艺。
其它应用
国内市场上乙烯基酯树脂除上述品种外,还有两大类:一类是较多厂家采用的丙烯酸型乙烯基酯树脂,或在该树脂基础上用氨基甲酸酯改性处理,该类型树脂耐温等级比相应的甲基丙烯酸型乙烯基酯下降10—20℃,树脂的延伸率上升,但由于缺乏甲基对酯键的保护作用,导致树脂的耐腐蚀性能如耐碱性下降;另一类树脂是我国特色产品,它是富马酸改性双酚A环氧乙烯基酯树脂,但从严格意义上说,它不属于乙烯基酯树脂,而是乙烯基酯树脂与双酚A不饱和聚酯树脂中的一个过渡品种,这种类型的乙烯基酯树脂具有交联密度高、脆性和收缩大的特点,由于树脂中的酯键含量比标准型乙烯基树脂高40-50%,因此其耐碱性相对较差。