環氧樹脂

環氧樹脂是指分子中含有兩個以上環氧基團的一類聚合物的總稱。它是環氧氯丙烷與雙酚A或多元醇的縮聚產物。由於環氧基的化學活性，可用多種含有活潑氫的化合物使其開環，固化交聯生成網狀結構，因此它是一種熱固性樹脂。雙酚A 型環氧樹脂不僅產量最大，品種最全，而且新的改性品種仍在不斷增加，質量正在不斷提高。

基本介紹

• 中文名：環氧樹脂
• 外文名：Epoxide resin；Araldite
• CAS編號：38891-59-7
• 研發時間：1936年
• 發明者：卡斯坦與格林利同時發明

國內研究

我國自1958年開始對環氧樹脂進行了研究，並以很快的速度投入了工業生產，至今已在全國各地蓬勃發展，除生產普通的雙酚A-環氧氯丙烷型環氧樹脂外，也生產各種類型的新型環氧樹脂，以滿足國防建設及國家經濟各部門的急需。

基本分類

分類標準

環氧樹脂的分類目前尚未統一，一般按照強度、耐熱等級以及特性分類，環氧樹脂的主要品種有16種，包括通用膠、結構膠、耐高溫膠、耐低溫膠、水中及潮濕面用膠、導電膠、光學膠、點焊膠、環氧樹脂膠膜、發泡膠、應變膠、軟質材料粘接膠、密封膠、特種膠、潛伏性固化膠、土木建築膠16種。

幾種分類

對環氧樹脂膠黏劑的分類在行業中還有以下幾種分法：

1、按其主要組成 分為純環氧樹脂膠黏劑和改性環氧樹脂膠黏劑；

2、按其專業用途 分為機械用環氧樹脂膠黏劑、建築用環氧樹脂膠黏劑、電子環氧樹脂膠黏劑、修補用環氧樹脂膠黏劑以及交通用膠、船舶用膠等；

3、按其施工條件 分為常溫固化型膠、低溫固化型膠和其他固化型膠；

4、按其包裝形態 可分為單組分型膠、雙組分膠和多組分型膠等；

還有其他的分法，如無溶劑型膠、有溶劑型膠及水基型膠等。但以組分分類套用較多。

理化性質

物質特性

環氧樹脂具有仲羥基和環氧基，仲羥基可以與異氰酸酯反應。環氧樹脂作為多元醇直接加入聚氨酯膠黏劑含羥基的組分中，使用此方法只有羥基參加反應，環氧基未能反應。

普通液態環氧樹脂外觀

用酸性樹脂的、羧基，使環氧開環，再與聚氨酯膠黏劑中的異氰酸酯反應。還可以將環氧樹脂溶解於乙酸乙酯中，添加磷酸加溫反應，其加成物添加到聚氨酯膠黏劑中;膠的初黏;耐熱以及水解穩定性等都能提高還可用醇胺或胺反應生成多元醇，在加成物中有叔氮原子的存在，可加速NCO反應。

用環氧樹脂作多羥基組分結合了聚氨酯與環氧樹脂的優點，具有較好的粘接強度和耐化學性能，製造聚氨酯膠黏劑使用的環氧樹脂一般採用EP-12、EP-13、EP-16和EP-20等品種。

改性方法

1． 選擇固化劑；

2． 添加反應性稀釋劑；

3． 添加填充劑；

4． 添加特種熱固性或熱塑性樹脂；

5． 改良環氧樹脂本身。

生產套用

生產情況

1.1　世界環

中國環氧樹脂生產廠家有一百多家，但除了岳陽和無錫等少數幾家外，大都規模很小。 由於目前國內環氧樹脂廠大多規模小，牌號品種單一，設備落後，樹脂質量較低。

2010年開始全球範圍內環氧樹脂各主要套用市場的需求出現恢復性增長，2011-2013年美國和西歐的環氧樹脂需求量分別以3.2%和2.8%的速度增長，2014-2018年將繼續保持2%-3%的增長，而受益於中國市場的快速發展，全球環氧樹脂需求量將以4.5%左右的速度增長。

雖然全球的環氧樹脂業已進入成熟期，未來5年全球環氧樹脂行業複合增長率在4%-5%左右。但從國內市場看，2002-2013年國內環氧樹脂表觀消費量年複合增長率在10%以上，遠高於全球環氧樹脂行業的平均增長率。預計未來國內環氧樹脂行業仍能穩定增長，一方面是全球產業轉移使得電子、船舶等下遊行業都轉移到中國生產，拉動了對環氧樹脂的需求；另一方面，國內企業生產產品的質量在不斷提高，與國外企業相比逐漸具備比較優勢。

在我國GDP繼續保持高增長的態勢下，未來幾年國內環氧樹脂需求量年複合增長率可達10%左右，2015年消費總量將達到150萬噸，占到全球環氧樹脂消費市場60%左右。

需求品種

2.1　世界環氧樹脂的品種牌號

世界上使用最廣泛的品種是雙酚A型環氧，其次是溴化雙酚A型和酚醛型環氧，其它品種生產使用量很小。

2.2　國內環氧消費品種牌號

國內實際生產的環氧樹脂只有雙酚A型的幾個牌號。據統計，1997年全國環氧樹脂需求量約為110kt，生產量約為30kt，進口量約為60kt。國內環氧的生產品種牌號很單一，主要為雙酚A型。 由於國產環氧品質較差，許多要求高的場合須進口國外高品質環氧，如高品質液體環氧、溴化環氧、酚醛環氧等。

2.3　環氧樹脂在各行業的分配

環氧樹脂主要用於塗料行業和電子行業。複合材料成型用環氧（主要套用於電子行業的印刷電路板）占四分之一。

市場前景

中國是全球最大也是最後一塊環氧樹脂市場處女地，中國環氧市場前景十分廣闊。

• 環氧塗料（防腐、防海洋生物污染）。專家預測，2000年我國海洋塗料需4萬t，其中大部分是環氧防腐塗料。
• 容器製造業持續高速發展，罐頭塗料需要越來越多的環氧樹脂。
• 東北地區必然是環氧樹脂的巨大的潛在市場。
• 水性環氧塗料前途無量。此兩者是環氧塗料發展的主流。中國是世界第四大粉末塗料生產國，也是亞洲最大的粉末塗料生產國。我國政府已把粉末塗料和水性塗料確定為今後優先發展品種，而水性環氧塗料又在水性塗料行業中占重要地位。

使用方法

用量

根據用戶配方計量添加和使用。

貯存

本品在5℃-35℃長期室內保存性能穩定。

包裝產品

25公斤塑膠桶包裝。

1． 形式多樣。

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。

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。

7．化學穩定性。

8． 尺寸穩定性。

9． 耐黴菌。

分類詳解

類型分類

根據分子結構，環氧樹脂大體上可分為五大類：

1． 縮水甘油醚類環氧樹脂

2． 縮水甘油酯類環氧樹脂

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。

甘油醚類

（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。

工業上作為樹脂的控制指標如下

：

①環氧值。

②無機氯含量。

③有機氯含量。

④揮發分。

⑤粘度或軟化點。

（2）酚醛多環氧樹脂

（3）其它多羥基酚類縮水甘油醚型環氧樹脂

（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。

其它類型

（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 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，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

使用指南

基本簡介

環氧樹脂及環氧樹脂膠粘劑本身無毒，但由於在製備過程中添加了溶劑及其它有毒物，因此不少環氧樹脂“有毒”，國內環氧樹脂業正通過水性改性、避免添加等途徑，保持環氧樹脂“無毒”本色。環氧樹脂一般和添加物同時使用，以獲得套用價值。添加物可按不同用途加以選擇，常用添加物有以下幾類：（1）固化劑；（2）改性劑；（3）填料；（4）稀釋劑；（5）其它。 其中固化劑是必不可少的添加物，無論是作粘接劑、塗料、澆注料都需添加固化劑，否則環氧樹脂不能固化。由於用途性能要求各不相同，對環氧樹脂及固化劑、改性劑、填料、稀釋劑等添加物也有不同的要求。

操作要求

固化劑的選擇

1．固化劑種類：

環氧樹脂原材料

2．固化劑的用量

（1）胺類作交聯劑時按下式計算：

胺類用量=MG/Hn

式中：

M=胺分子量

Hn=含活潑氫數目

G=環氧值（每100克環氧樹脂中所含的環氧當量數）

（2）用酸酐類時按下式計算：

酸酐用量=MG（0.6~1）/100式中：

M=酸酐分子量

G=環氧值（0.6~1）為實驗係數

3． 選擇固化劑的原則：固化劑對環氧樹脂的性能影響較大，一般按下列幾點選擇。

（1）從安全上選擇：一般要求毒性小的為好，便於安全生產。

（2）從成本上選擇。

（三）、改性劑的選擇

（1）聚硫橡膠：可提高衝擊強度和抗剝性能。

（2）聚醯胺樹脂：可改善脆性，提高粘接能力。

（3）聚乙烯醇縮丁醛：提高抗衝擊鞣性。

（4）丁腈橡膠類：提高抗衝擊鞣性。

（5）酚醛樹脂類：可改善耐溫及耐腐蝕性能。

（6）聚酯樹脂：提高抗衝擊鞣性。

（7）尿醛三聚氰胺樹脂：增加抗化學性能和強度。

（8）糠醛樹脂：改進靜彎曲性能，提高耐酸性能。

（9）乙烯樹脂：提高抗剝性和抗沖強度。

（10）異氰酸酯：降低潮氣滲透性和增加抗水性。

（11）矽樹脂：提高耐熱性。

（四）填料的選擇

常用填料簡介如下：

填料名稱	作用
石棉纖維、玻璃纖維	增加韌性、耐衝擊性
石英粉、瓷粉、鐵粉、水泥、金剛砂	提高硬度
氧化鋁、瓷粉	增加粘接力，增加機械強度
石棉粉、矽膠粉、高溫水泥	提高耐熱性
石棉粉、石英粉、石粉	降低收縮率
鋁粉、銅粉、鐵粉等金屬粉末	增加導熱、導電率
石墨粉、滑石粉、石英粉	提高抗磨性能及潤滑性能
金剛砂及其它磨料	提高抗磨性能
雲母粉、瓷粉、石英粉	增加絕緣性能
各種顏料、石墨	具有色彩

（五）稀釋劑的選擇

活性稀釋劑

名稱	二縮水甘油醚	多縮水甘油醚	環氧丙烷丁基醚	環氧丙烷苯基醚	二環氧丙烷乙基醚	三環氧丙烷丙基醚
牌號	600	630	660	690	669	662
用量	~30%	同上	~15%	同上	同上	同上
備註	需多加計算量固化劑	同上	同上	同上	同上	同上

惰性稀釋劑

名稱	二甲苯	甲苯	苯	丙酮
用量	~15%	同上	同上	同上
備註	不需多加固化劑	同上	同上	同上

耐腐蝕

基本概述

環氧樹脂作為防腐蝕材料不但具有密實、抗水、抗滲漏好、強度高等特點，同時具有附著力強、常溫操作、施工簡便等良好的工藝性，而且價格適中。採用這類材料的防腐蝕工程一般包括：樹脂膠料輔襯的玻璃鋼整體面層和隔離層，樹脂膠泥和砂漿鋪砌的塊材面層，樹脂膠泥勾縫與灌縫的塊材面層，樹脂稀膠泥或砂漿製作的單一與複合的整體面層及隔離層，樹脂玻璃鱗片膠泥面層等等。選用的材料品種不同，防腐蝕工程的最終產品功能以及適用範圍將有很大不同。專家介紹說，防腐蝕工程中常用的環氧樹脂除單獨使用外，還可以和不飽和聚酯樹脂、乙烯基酯樹脂、酚醛樹脂和呋喃樹脂等樹脂複合使用，形成複合構造以充分發揮各自的長處、降低成本、提高產品質量、方便施工。也可與其他樹脂改性形成改性樹脂，改性的方法有物理法和化學法。環氧煤焦油屬於較為典型的環氧樹脂物理改性產物，使其性能介於環氧樹脂和煤焦油之間。物理改性樹脂中次要樹脂一般占總量的30～50%；樹脂進行化學改性後其產物的性能已經發生了根本變化，乙烯基酯樹脂實質是最典型的環氧化學改性樹脂。有時用綜合性能較好的2種或兩種以上樹脂材料，根據各自的特點在工程的不同部位統一部位的不同構造，依次進行施工可以產生單一材料難以達到的顯著效果。

材料組成

環氧樹脂防腐材料主要由以下材料組成。一是環氧樹脂，指含有環氧基的聚合物之統稱，主要適用於腐蝕性不太強的介質，耐鹼性能較突出也能耐一般酸(除氫氟酸外)腐蝕，國外防腐蝕市場對環氧樹脂的需用量已經大大減少，主要原因在於耐蝕樹脂方面不飽和聚酯樹脂已經迅速發展、且品種較多，國內市場由於不飽和聚酯樹脂起步較晚，因此環氧樹脂仍是防腐蝕領域的主要樹脂品種之一。環氧樹脂的主要特點是粘結強度高、收縮率低、產品脆性大、價格較高，常溫固化的樹脂使用溫度不超過80℃；二是環氧樹脂的固化劑，有胺類、酸酐類、樹脂類化合物等幾大品種，其中胺類化合物最為常用，它又可以分為脂肪胺、芳香胺及改性胺等幾類，由於乙二胺、間苯二胺、苯二甲胺、聚醯胺、二乙烯三胺等化合物的毒性、氣味較大，因此逐步被無毒、低毒的新型固化劑(如：T31．590、C20等)替代，這類固化劑對潮濕基層甚至水下也可以固化，所以日益引起人們的重視和好評；三是稀釋劑，環氧樹脂的稀釋通常用非活性稀釋劑如：乙醇、丙酮、苯、甲苯、二甲苯等，2種非活性稀釋劑可以混合使用，有時為了降低固化成品的收縮率、減少孔隙和龜裂也使用活性稀釋劑，如環氧丙烷丁基醚、環氧丙烷苯基醚、多縮水甘油醚等；四是增塑劑、增韌劑，單純的環氧樹脂固化後較脆、衝擊韌度、抗彎強度及耐熱性能較差，常用增塑劑、增韌劑來使樹脂增加可塑性、改善韌性、提高抗彎強度和衝擊韌度；五是填充料，粉料、細骨料、粗骨料、玻璃鱗片統稱為填充料，加入適當的填充料可以降低製品的成本、改善其性能，在膠液中填充料的用量一般為樹脂用量的20～40%(重量)，配製膩子時加入量可較多些，一般可為樹脂用量的2～4倍，常用的粉料為石英粉、瓷粉，此外還有石墨粉、輝綠岩粉、滑石粉、雲母粉等。

樹脂選擇

用途選擇

作粘接劑時最好選用中等環氧值（0.25-0.45）的樹脂，如6101．634；作澆注料時最好選用高環氧值（>0.40）的樹脂，如618．6101；作塗料用的一般選用低環氧值（<0.25）的樹脂，如601．604．607．609等。

機械強度

環氧值過高的樹脂強度較大，但較脆；環氧值中等的高低溫度時強度均好；環氧值低的則高溫時強度差些。因為強度和交聯度的大小有關，環氧值高固化後交聯度也高，環氧值低固化後交聯度也低，故引起強度上的差異。

操作要求

不需耐高溫，對強度要求不大，希望環氧樹脂能快乾，不易流失，可選擇環氧值較低的樹脂；如希望滲透性好，強度也較好的，可選用環氧值較高的樹脂。

固化選擇

種類

常用環氧樹脂固化劑有脂肪胺、脂環胺、芳香胺、聚醯胺、酸酐、樹脂類、叔胺，另外在光引發劑的作用下紫外線或光也能使環氧樹脂固化。常溫或低溫固化一般選用胺類固化劑，加溫固化則常用酸酐、芳香類固化劑。

用量

（1）胺類作交聯劑時按下式計算：

環氧樹脂LED封裝膠

胺類用量=MG/Hn

式中：

M=胺分子量

Hn=含活潑氫數目

G=環氧值（每100克環氧樹脂中所含的環氧當量數）

改變的範圍不多於10-20%，若用過量的胺固化時，會使樹脂變脆。若用量過少則固化不完善。

（2）用酸酐類時按下式計算：

酸酐用量=MG（0.6~1）/100式中：

M=酸酐分子量

G=環氧值（0.6~1）為實驗係數

選擇原則

固化劑對環氧樹脂的性能影響較大，一般按下列幾點選擇。

（1）從性能要求上選擇：有的要求耐高溫，有的要求柔性好，有的要求耐腐蝕性好，則根據不同要求選用適當的固化劑。

（2）從固化方法上選擇：有的製品不能加熱，則不能選用熱固化的固化劑。

（3）從適用期上選擇：所謂適用期，就是指環氧樹脂加入固化劑時起至不能使用時止的時間。要適用期長的，一般選用酸酐類或潛伏性固化劑。

（4）從安全上選擇：一般要求毒性小的為好，便於安全生產。

（5）從成本上選擇。

改性選擇

改性劑的作用是為了改善環氧樹脂的鞣性、抗剪、抗彎、抗沖、提高絕緣性能等。常用改性劑有：

（1）聚硫橡膠：可提高衝擊強度和抗剝性能。

（2）聚醯胺樹脂：可改善脆性，提高粘接能力。

（3）聚乙烯醇叔丁醛：提高抗衝擊鞣性。

（4）丁腈橡膠類：提高抗衝擊鞣性。

（5）酚醛樹脂類：可改善耐溫及耐腐蝕性能。

（6）聚酯樹脂：提高抗衝擊鞣性。

（7）尿醛三聚氰胺樹脂：增加抗化學性能和強度。

（8）糠醛樹脂：改進靜彎曲性能，提高耐酸性能。

（9、乙烯樹脂：提高抗剝性和抗沖強度。

（10）異氰酸酯：降低潮氣滲透性和增加抗水性。

（11）矽樹脂：提高耐熱性。

聚硫橡膠等的用量可以在50-300%之間，需加固化劑；聚醯胺樹脂、酚醛樹脂用量一般為50-100%，聚酯樹脂用量一般在20-30%，可以不再另外加固化劑，也可以少量加些固化劑促使反應快些。

一般說來改性劑用量越多，柔性就愈大，但樹脂製品的熱變形溫度就相應下降。

為改善樹脂的柔性，也常用增韌劑如：鄰苯二甲酸二丁酯或鄰苯二甲酸二辛酯。

填料選擇

填料的作用是改善製品的一些性能，並改善樹脂固化時的散熱條件，用了填料也可以減少環氧樹脂的用量，降低成本。因用途不同可選用不同的填料。其大小最好小於100目，用量視用途而定。常用填料簡介如下：

填料名稱 作用

石棉纖維、玻璃纖維增加韌性、耐衝擊性

石英粉、瓷粉、鐵粉、水泥、金剛砂 提高硬度

氧化鋁、瓷粉 增加粘接力，增加機械強度

石棉粉、矽膠粉、高溫水泥 提高耐熱性

石棉粉、石英粉、石粉 降低收縮率

鋁粉、銅粉、鐵粉等金屬粉末 增加導熱、導電率

石墨粉、滑石粉、石英粉 提高抗磨性能及潤滑性能

金剛砂及其它磨料 提高抗磨性能

雲母粉、瓷粉、石英粉 增加絕緣性能

各種顏料、石墨 具有色彩

另外據資料報導適量（27-35%）P、AS、Sb、Bi、Ge、Sn、Pb的氧化物添加在樹脂中能在高熱度、壓力下保持粘接性。

稀釋選擇

其作用是降低粘度，改善樹脂的滲透性。稀釋劑可分惰性及活性二大類，用量一般不超過30%。常用稀釋劑如下：

活性稀釋劑

名稱 牌號 用途 備註

二縮水甘油醚 600 ~30% 需多加計算量固化劑

多縮水甘油醚 630 同上 同上

環氧丙烷丁基醚 660 ~15% 同上

環氧丙烷苯基醚 690 同上 同上

二環氧丙烷乙基醚669 同上 同上

三環氧丙烷丙基醚662 同上 同上

惰性稀釋劑

名稱 用量 備註

二甲苯 ~15% 不需多加固化劑

甲苯 同上 同上

苯 同上 同上

丙酮同上 同上

在加入固化劑之前，必須對所使用的樹脂、固化劑、填料、改性劑、稀釋劑等所有材料加以檢查，應符合以下幾點要求：

（1）不含水份：含水的材料首先要烘乾，含少量水的溶劑應儘量少用。

（2）純度：除水份以外的雜質含量最好在1%以下，若雜質在5-25%時雖然也可以使用，但須要增加配方的百分比（少量使用時用試劑級較好）。

（3）了解各材料是否失效。

在缺少驗收條件的廠，使用前最好按配方做個小樣試驗。

固化階段

操作時間

操作時間（也是工作時間或使用期）是固化時間的一部份，混合之後，樹脂/固化劑混合物仍然是液體和可以工作及適合套用。為了保證可靠的粘接，全部施工和定位工作應該在固化操作時間內做好。

進入固化

混合物開始進入固化相（也稱作熟化階段），這時它開始凝膠或“突變”。這時的環氧沒有長時間的工作，可能也將失去粘性。在這個階段不能對其進行任何干擾。它將變成硬橡膠似的軟凝膠物，你用大拇指將能壓得動它。

因為這時混合物只是局部固化，新使用的環氧樹脂仍然能與它化學連結，因此該未處理的表面仍然可以進行粘接或反應。無論如何，接近固化的混合物這些能力在減小

最終固化

環氧混合物達到固化變成固體階段，這時能砂磨及整型。這時你用大拇指已壓不動它，在這時環氧樹脂約有90%的最終反應強度，因此可以除去固定夾件，將它放在室溫下維持若干天使它繼續固化。

這時新使用的環氧樹脂不能與它進行化學連結，因此該環氧表面必須適當地進行預處理如打磨，才能得到好的粘接機械強度。

套用領域

序言簡介

環氧樹脂優良的物理機械和電絕緣性能、與各種材料的粘接性能、以及其使用工藝的靈活性是其他熱固性塑膠所不具備的。因此它能製成塗料、複合材料、澆鑄料、膠粘劑、模壓材料和注射成型材料，在國民經濟的各個領域中得到廣泛的套用。

塗料用途

環氧樹脂在塗料中的套用占較大的比例，它能製成各具特色、用途各異的品種。其共性：

1．耐化學品性優良，尤其是耐鹼性。 2．漆膜附著力強，特別是對金屬。

3．具有較好的耐熱性和電絕緣性。

4．漆膜保色性較好。

但是雙酚A型環氧樹脂塗料的耐候性差，漆膜在戶外易粉化失光又欠豐滿，不宜作戶外用塗料及高裝飾性塗料之用。因此環氧樹脂塗料主要用作防腐蝕漆、金屬底漆、絕緣漆，但雜環及脂環族環氧樹脂製成的塗料可以用於戶外。

膠粘用途

環氧樹脂除了對聚烯烴等非極性塑膠粘結性不好之外，對於各種金屬材料如鋁、鋼、鐵、銅；非金屬材料如玻璃、木材、混凝土等；以及熱固性塑膠如酚醛、氨基、不飽和聚酯等都有優良的粘接性能，因此有萬能膠之稱。環氧膠粘劑是結構膠粘劑的重要品種。

環氧樹脂膠粘劑的主要用途見表l-1．表l-2及表l-3。

表1-1 環氧樹脂膠粘劑的主要用途

套用領域	被粘材料	主要特徵	主要用途
土木建築	混凝土，木，金屬，玻璃，熱固性塑	低黏度，能在潮濕面（或水中）固化，低溫固化性	混凝土修補（新舊面的銜接），外牆裂縫修補，嵌板的粘結，下水道管的連線，地板粘結，建築結構加固。
電子電器	金屬、陶瓷，玻璃，FRP等勢固性塑膠	電絕緣性、耐濕性，耐熱衝擊性，耐熱性，低腐蝕性	電子元件，積體電路，液晶屏，光碟，揚聲器，磁頭，鐵芯，電池盒，拋物面天線，印製電路板
航天航空	金屬，熱固性塑膠，FRP（纖維增強塑膠）	耐熱，耐衝擊，耐濕性，耐疲勞，耐輻射線	同種金屬、異種金屬的粘接，蜂窩芯和金屬的粘接，複合材料，配電盤的粘接
汽車機械	金屬，熱固性塑膠，FRP	耐濕性，防鏽，油麵粘接，耐磨耐久性（疲勞特性）	車身粘結，薄鋼板補強，FRP粘結，機械結構的修復、安裝
體育用品	金屬，木，玻璃，熱固性塑膠，FRP	耐久性，耐衝擊性	滑雪板，高爾夫球桿，網球拍
其他	金屬，玻璃，陶瓷	低毒性，不泛黃	文物修補，家庭用

電子電器

由於環氧樹脂的絕緣性能高、結構強度大和密封性能好等許多獨特的優點，已在高低壓電器、電機和電子元器件的絕緣及封裝上得到廣泛套用，發展很快。主要用於：1．電器、電機絕緣封裝件的澆注。如電磁鐵、接觸器線圈、互感器、乾式變壓器等高低壓電器的整體全密封絕緣封裝件的製造。在電器工業中得到了快速發展。從常壓澆注、真空澆注已發展到自動壓力凝膠成型。中國樹脂線上

表1-2 環氧膠粘劑在土木建築上的主要用途

工程類別	粘接對象	典型用途	主要組成
基礎結構	岩石—岩石; 金屬—石或混凝土; 金屬—混凝土; 金屬—金屬	疏鬆岩層的補強、基礎加固、預埋螺栓、底腳等，柱子、樁頭、接長、懸臂樑加粗、橋樑加固、路面設施敷設	環氧—稀釋劑—改性胺; 環氧—填料—改性胺; 雙酚S環氧—縮水甘油胺樹脂—丁基橡膠—改性胺
地面	瓷、花崗石—混凝土; 金屬—混凝土; 砂石—混凝土; PVC—橡膠—金屬	耐腐蝕地坪製造中粘結構及勾縫；地面防滑和美化、淨化；地板的鋪設	環氧—填料—改性胺; 環氧—聚硫橡膠—改性胺; 丙烯酸酯—環氧共聚乳液
維修	混凝土、鋼筋、灰漿	堤壩、閘門、建築物的裂縫、缺損、起殼的修復，新舊水泥粘接	環氧—糖醇—改性胺; 環氧—瀝青—改性胺; 環氧—活性石灰—改性胺
裝潢	金屬、玻璃、大理石、瓷磚有機玻璃、聚碳酸酯	牆面、門面、招牌、廣告牌的安裝和裝潢	環氧—聚氯酯; 環氧—有機矽橡膠
給排水	金屬、混凝土	管道、水渠襯裡，管接頭密封	環氧—改性芳香胺

表1-3 環氧膠粘劑在汽車上的主要用途

用途	被粘材料	粘結部位	典型組成
卷邊、點焊	鋼板—鋼板	發動機罩、門、行李箱底	單組分、環氧—聚氯酯
補強	鋼板—FRP; 鋼板—發泡材料	門中部; 門把手	環氧—偏硼酸三甲酯; 環氧—聚醯胺
結構粘接	碳、玻璃纖維，鋼，生鐵	驅動軸、剎車片	單組分環氧原漿料
粘結密封	FRP—塗裝鋼板	車頂—窗框	環氧—聚硫橡膠
裝飾粘接	聚丙烯酸酯—聚丙烯	後背燈座	改性環氧樹脂

2．廣泛用於裝有電子元件和線路的器件的灌封絕緣。已成為電子工業不可缺少的重要絕緣材料。

3．電子級環氧模塑膠用於半導體元器件的塑封。來發展極快。由於它的性能優越，大有取代傳統的金屬、陶瓷和玻璃封裝的趨勢。

4．環氧層壓塑膠在電子、電器領域套用甚廣。其中環氧覆銅板的發展尤其迅速，已成為電

子工業的基礎材料之一。

此外，環氧絕緣塗料、絕緣膠粘劑和電膠粘劑也有大量套用。

工程塑膠

環氧工程塑膠主要包括用於高壓成型的環氧模塑膠和環氧層壓塑膠，以及環氧泡沫塑膠。環氧工程塑膠也可以看作是一種廣義的環氧複合材料。環氧複合材料主要有環氧玻璃鋼(通用型複合材料)和環氧結構複合材料，如拉擠成型的環氧型材、纏繞成型的中空迴轉體製品和高性能複合材料。環氧複合材料是化工及航空、航天、軍工等高技術領域的一種重要的結構材料和功能材料。

土建材料

主要用作防腐地坪、環氧砂漿和混凝土製品、高級路面和機場跑道、快速修補材料、加固地基基礎的灌漿材料、建築膠粘劑及塗料等。

優缺對照

首先環氧樹脂的優點，這裡所說的環氧樹脂通常是指雙酚A型環氧樹脂。

1．單獨的環氧樹脂套用價值很低，它需要與固化劑配合使用才有實用價值。

2．高粘接強度：在合成膠粘劑中環氧樹脂膠的膠接強度居前列。

3．固化收縮率小，在膠粘劑中環氧樹脂膠的收縮率最小，這也是環氧樹脂膠固化膠接高的原因之一

4．耐化學性能：在固化體系中的醚基、苯環和脂肪羥基不易受酸鹼侵蝕。在海水、石油、煤油、10%H2SO4、10%HCl、10%HAc、10%NH3、10%H3PO4和30%Na2CO3中可以用兩年；而在50%H2SO4和10%HNO3常溫浸泡半年；10%NaOH（100℃）浸泡一個月，性能保持不變。

5．電絕緣性優良：環氧樹脂的擊穿電壓可大於35kv/mm

6．工藝性能良好、製品尺寸穩定、耐性良好和吸水率低。

其次，雙酚A型環氧樹脂的優點固然好，但也有其缺點：

第一、操作粘度大，這在施工方面顯的有些不方便

第二、固化物性能脆，伸長率小。

第三、剝離強度低。

第四、耐機械衝擊和熱衝擊差。

特性

環氧樹脂軟化劑套用特性

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。

類型分類

根據分子結構，環氧樹脂大體上可分為五大類：

1、 縮水甘油醚類環氧樹脂

2、 縮水甘油酯類環氧樹脂

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

縮水甘油醚類環氧樹脂是由含活潑氫的酚類或醇類與環氧氯丙烷縮聚而成的。

(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。

④揮發分。

⑤粘度或軟化點。

(2)酚醛多環氧樹脂 酚醛多環氧樹脂包括有苯酚甲醛型、鄰甲酚甲醛型多環氧樹脂，它與二酚基丙烷型環氧樹脂相比，線上型分子中含有兩個以上的環氧基，因此固化後產物的交聯密度大，具有優良的熱穩定性、力學性能、電絕緣性、耐水性和耐腐蝕性。它們是由線型酚醛樹脂與環氧氯丙烷縮聚而成的。

(3)其它多羥基酚類縮水甘油醚型環氧樹脂 這類樹脂中具有實用性的代表有：間苯二酚型環氧樹脂、間苯二酚-甲醛型環氧樹脂、四酚基乙烷型環氧樹脂和三羥苯基甲烷型環氧樹脂，這些多官能縮水甘油醚樹脂固化後具有高的熱變形溫度和剛性，可單獨或者與通用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。