類型分類
3、 縮水甘油胺類環氧樹脂
4、 線型脂肪族類環氧樹脂
5、 脂環族類環氧樹脂
複合材料工業上使用量最大的環氧樹脂品種是上述第一類縮水甘油醚類環氧樹脂,而其中又以二酚基丙烷型環氧樹脂(簡稱
雙酚A型環氧樹脂)為主。其次是縮水甘油胺類環氧樹脂。
1、 縮水甘油醚類環氧樹脂
(1)二酚基丙烷型環氧樹脂 二酚基丙烷型環氧樹脂是由二酚基丙烷與環氧氯丙烷縮聚而成。
工業二酚基丙烷型環氧樹脂實際上是含不同
聚合度的分子的混合物。其中大多數的分子是含有兩個環氧基端的
線型結構。少數分子可能支化,極少數分子終止的基團是氯醇基團而不是
環氧基。因此環氧樹脂的
環氧基含量、氯含量等對樹脂的固化及固化物的性能有很大的影響。 工業上作為樹脂的控制指標如下:
①
環氧值。環氧值是鑑別環氧樹脂性質的最主要的指標,工業環氧樹脂型號就是按環氧值不同來區分的。環氧值是指每100g樹脂中所含環氧基的物質的量數。環氧值的倒數乘以100就稱之為
環氧當量。環氧當量的含義是:含有1mol
環氧基的環氧樹脂的克數。
②無機氯含量。樹脂中的
氯離子能與胺類固化劑起絡合作用而影響樹脂的固化,同時也影響固化樹脂的電性能,因此氯含量也環氧樹脂的一項重要指標。
③
有機氯含量。樹脂中的有機氯含量標誌著分子中未起
閉環反應的那部分氯醇基團的含量,它含量應儘可能地降低,否則也要影響樹脂的固化及固化物的性能。
或者與通用E型樹脂
共混,供作高性能複合材料(ACM)、印刷線路板等基體材料。
(4)脂族
多元醇縮水甘油醚型環氧樹脂 脂族多元醇縮水甘油醚分子中含有兩個或兩個以上的
環氧基,這類樹脂絕大多數粘度很低;大多數是長鏈線型分子,因此富有柔韌性。
2、其它類型環氧樹脂
(1)
縮水甘油酯類環氧樹脂 縮水甘油酯類環氧樹脂和二酚基丙烷
環氧化樹脂比較,它具有粘度低,使用工藝性好;反應活性高;粘合力比通用環氧樹脂高,固化物力學性能好;電絕緣性好;耐氣候性好,並且具有良好的耐超低溫性,在超低溫條件下,仍具有比其它類型環氧樹脂高的
粘結強度。有較好的表面光澤度,透光性、耐氣候性好。
(2)縮水甘油胺類環氧樹脂 這類樹脂的優點是多
官能度、
環氧當量高,
交聯密度大,耐熱性顯著提高。上前國內外已利用縮水甘油胺環氧樹脂優越的粘接性和耐熱性,來製造
碳纖維增強的複合材料(
CFRP)用於飛機二次結構材料。
(3)
脂環族環氧樹脂 這類環氧樹脂是由脂環族
烯烴的雙鍵經
環氧化而製得的,它們的分子結構和二酚基丙烷型環氧樹脂及其它環氧樹脂有很大差異,前者
環氧基都直接連線在脂環上,而後者的環氧基都是以環氧丙基醚連線在苯核或
脂肪烴上。脂環族環氧樹脂的固化物具有以下特點:①較高的壓縮與拉伸強度;②長期暴置在高溫條件下仍能保持良好的力學性能;③耐電弧性、耐紫外光老化性能及耐氣候性較好。
(4)脂肪族環氧樹脂 這類環氧樹脂分子結構里不僅無苯核,也無脂環結構。僅有脂肪鏈,環氧基與脂肪鏈相連。環氧化
聚丁二烯樹脂固化後的強度、韌性、粘接性、耐正負溫度性能都良好。
使用指南
套用特性
1、 形式多樣。各種樹脂、固化劑、改性劑體系幾乎可以適應各種套用對形式提出的要求,其範圍可以從極低的粘度到
高熔點固體。
2、 固化方便。選用各種不同的固化劑,環氧樹脂體系幾乎可以在0~180℃溫度範圍內固化。
3、
粘附力強。環氧樹脂分子鏈中固有的極性
羥基和醚鍵的存在,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,產生的
內應力小,這也有助於提高粘附強度。
4、 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產物放出。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(小於2%)。
5、 力學性能。固化後的環氧樹脂體系具有優良的力學性能。
6、 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。
7、
化學穩定性。通常,固化後的環氧樹脂體系具有優良的耐鹼性、
耐酸性和
耐溶劑性。像固化環氧體系的其它性能一樣,化學穩定性也取決於所選用的樹脂和固化劑。適當地選用環氧樹脂和固化劑,可以使其具有特殊的化學穩定性能。
8、
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。
9、 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。
套用領域
1.在塗料領域
套用於容器:食品罐內、外壁塗料,貯槽內外壁防腐塗料,
壓力罐防腐
套用於工廠設備:設備、管道防腐塗料,冰櫃、洗衣機外層塗料,電器設備
絕緣塗料
套用於船舶:底貨倉內壁塗料,海上
貨櫃塗料,鋼鐵部件防腐塗料
2.在複合材料領域
套用於汽車:
玻璃鋼車殼,玻璃鋼地板,玻璃鋼槽車,控制系統儀器儀表電器零部件,顯示器,汽車乾式點火線圈,玻璃鋼部件、防滑粒
方向盤套、環氧樹脂局部加強材料、
套用於工廠設備:玻璃鋼
氧氣瓶,玻璃鋼貯槽,玻璃鋼容器、管道,模具,螺旋漿,織機箭桿,飛機
蜂窩結構件,引擎蓋,
輥筒,軸,裝機基礎找平,自流平地坪、電磁線圈,
先導閥、玻璃零部件、玻璃鋼泵閥,電碳製品、建築工程結構件、機用傳動裝置部件
套用於體育用品:
玻璃鋼安全帽,球拍,
高爾夫球桿,釣魚桿,保齡球,雪撬,衝浪板,玻璃鋼賽艇、帆船、賽車、躺椅、曲棍球桿
套用於其它:飛機機身、直升機螺旋葉片,
風力發電機葉片,醫學儀器、手術刀柄,
心臟起搏器、工藝品 珠寶、閥門密封件、水工建築工程、場致發光屏、混凝土抗磨層、保溫材料、動物模型、航天飛行器、船用尾軸、舵軸、化學木材、塔身加固、磁懸浮列車軌道、太陽能電池樂器、環氧裝飾品、玻璃鋼帳篷桿具、刀柄、窗戶、家具、泵、拐杖、顯示卡、
紅外濾光器、
數字顯示器、矩陣輻射器、
發光二極體與
光電二極體、實驗室台面、彷真樹、預製磨石 道路橋樑路面
3.在粘接劑領域
套用於:室溫快速固化韌性環氧樹脂粘結劑,
導電膠,常溫固化
靜電植絨粘合劑、光學
結構膠、
沙狐球膠、化學
錨固膠、真絲的高功能化、人工花、磁力書寫板、汽車維修膠、石材膠
環氧樹脂行業
隨著中國國民經濟快速、穩健發展,環氧樹脂行業也得到了長足進步,從20世紀末的起步到今天的騰飛,中國環氧樹脂業只用了5年多時間,期間生產量由2000年的6萬噸增加到2005年的30萬噸以上;消費量由2000年的18萬噸增加到2005年的65萬噸,
年均增長率達30%。中國事實上已經成為全球環氧樹脂的主要增長力量,推動全球環氧樹脂產業保持較高增長。
中國環氧樹脂生產廠家眾多,但萬噸級規模以上的企業為數不多。中國環氧樹脂主要生產企業有廣州宏昌
電子材料工業有限公司、
巴陵石化岳陽石油化工總廠、
藍星星辰新材料有限公司、廣東汽巴
高分子化工有限公司、江蘇三木集團公司、大連齊化化工有限責任公司、無錫迪愛生環氧有限公司等。
1996年中國進口環氧樹脂4.08萬噸,2005年達到26萬噸,9年間年均增長超過20%,增長速度非常迅速。隨著國內
產能的迅速增加,2004年以來進口量逐漸保持平穩。國內環氧樹脂
企業生產能力增強的同時,也使得中國環氧樹脂的出口量逐年增高,1996年出口量為8600噸,2005年提高到77817噸。
國內大部分環氧樹脂企業生產技術與國外先進工藝相比尚有一定差距。存在的主要問題是生產裝置規模不夠經濟、產品專用性較低、產品質量穩定性差。此外,產品售後服務及套用的方便程度上也有待提高。
儘管如此,巨大的市場潛力仍為國內企業提供了生存和發展空間。預計未來中國環氧樹脂
產能還將進一步增長。未來5-10年,中國環氧樹脂行業將會進一步規範化,
生產成本過高、環保不合格、產品檔次低的企業將被淘汰。到2010年中國環氧樹脂產能將維持在60萬-70萬噸,國內市場仍有一定的缺口。同時,國內支柱產業加快發展給環氧樹脂行業帶來無限商機,如汽車領域,信息產業,能源、交通運輸、建築產業,這些發展方興未艾的支柱產業都是套用環氧樹脂的生力領域,會對環氧樹脂帶來巨大的市場需求。