环氧树脂的介绍(二)
来源:中颜网 日期: 2020-12-10 09:03:25 浏览次数:184
基本分类
分类标准
环氧树脂的分类目前尚未统一,一般按照强度、耐热等级以及特性分类,环氧树脂的主要品种有16种,包括通用胶、结构胶、耐高温胶、耐低温胶、水中及潮湿面用胶、
导电胶、
光学胶、点焊胶、环氧树脂胶膜、
发泡胶、应变胶、软质材料粘接胶、密封胶、特种胶、潜伏性固化胶、土木建筑胶16种。
几种分类
对环氧树脂胶黏剂的分类在行业中还有以下几种分法:
1、按其主要组成 分为纯环氧树脂胶黏剂和改性环氧树脂胶黏剂;
2、按其专业用途 分为机械用环氧树脂胶黏剂、建筑用环氧树脂胶黏剂、电子环氧树脂胶黏剂、修补用环氧树脂胶黏剂以及交通用胶、船舶用胶等;
3、按其施工条件 分为常温固化型胶、低温固化型胶和其他固化型胶;
4、按其包装形态 可分为单组分型胶、双组分胶和多组分型胶等;
还有其他的分法,如无溶剂型胶、有溶剂型胶及水基型胶等。但以组分分类应用较多。
生产应用
生产情况
1.1 国内外环氧树脂生产情况
中国环氧树脂生产厂家有一百多家,但除了
岳阳和无锡等少数几家外,大都规模很小。 由于目前国内环氧树脂厂大多规模小,牌号品种单一,设备落后,树脂质量较低。
2010年开始全球范围内环氧树脂各主要应用市场的需求出现恢复性增长,2011-2013年美国和西欧的环氧树脂需求量分别以3.2%和2.8%的速度增长,2014-2018年将继续保持2%-3%的增长,而受益于中国市场的快速发展,全球环氧树脂需求量将以4.5%左右的速度增长。
虽然全球的环氧树脂业已进入成熟期,未来5年全球环氧树脂行业复合增长率在4%-5%左右。但从国内市场看,2002-2013年国内环氧树脂表观消费量年复合增长率在10%以上,远高于全球环氧树脂行业的平均增长率。预计未来国内环氧树脂行业仍能稳定增长,一方面是全球产业转移使得电子、船舶等下游行业都转移到中国生产,拉动了对环氧树脂的需求;另一方面,国内企业生产产品的质量在不断提高,与国外企业相比逐渐具备比较优势。
在我国GDP继续保持高增长的态势下,未来几年国内环氧树脂需求量年复合增长率可达10%左右,2015年消费总量将达到150万吨,占到全球环氧树脂消费市场60%左右。
需求品种
2.1 国外环氧树脂的品种牌号
世界上使用最广泛的品种是双酚A型环氧,其次是溴化双酚A型和
酚醛型环氧,其它品种生产使用量很小。
2.2 国内环氧树脂消费品种牌号
国内实际生产的环氧树脂只有双酚A型的几个牌号。据统计,1997年全国环氧树脂需求量约为110kt,生产量约为30kt,进口量约为60kt。国内环氧的生产品种牌号很单一,主要为双酚A型。 由于国产环氧品质较差,许多要求高的场合须进口国外高品质环氧,如高品质液体环氧、溴化环氧、酚醛环氧等。
2.3 环氧树脂在各行业的分配
环氧树脂主要用于涂料行业和电子行业。
复合材料成型用环氧(主要应用于电子行业的印刷电路板)占四分之一。
市场前景
中国是全球最大也是最后一块环氧树脂市场处女地,中国环氧市场前景十分广阔。
使用方法
用量:根据用户配方计量添加和使用。
贮存:本品在5℃-35℃长期室内保存性能稳定。
包装产品
25公斤塑料桶包装。
1. 形式多样。
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。
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。
8. 尺寸稳定性。
9. 耐霉菌。
类型分类
根据分子结构,环氧树脂大体上可分为五大类:
2. 缩水甘油酯类环氧树脂
3. 缩水甘油胺类环氧树脂
4. 线型脂肪族类环氧树脂
5. 脂环族类环氧树脂
复合材料
工业上使用量最大的环氧树脂品种是上述第一类缩水甘油醚类环氧树脂,而其中又以二酚基丙烷型环氧树脂(简称
双酚A型环氧树脂)为主。其次是缩水甘油胺类环氧树脂。
甘油醚类
(1)二酚基丙烷型环氧树脂
二酚基丙烷型环氧树脂是由二酚基丙烷与环氧氯丙烷缩聚而成。
工业上作为树脂的控制指标如下
:
②无机氯含量。
③有机氯含量。
④挥发分。
⑤粘度或软化点。
(2)酚醛多环氧树脂
(3)其它多羟基酚类缩水甘油醚型环氧树脂
(4)脂族多元醇缩水甘油醚型环氧树脂 脂族多元醇缩水甘油醚分子中含有两个或两个以上的环氧基,这类树脂绝大多数粘度很低;大多数是长链线型分子,因此富有柔韧性。
其它类型
(1)缩水甘油酯类环氧树脂 缩水甘油酯类环氧树脂和二酚基丙烷
环氧化树脂比较,它具有粘度低,使用工艺性好;反应活性高;粘合力比通用环氧树脂高,固化物力学性能好;电绝缘性好;耐气候性好,并且具有良好的耐超低温性,在超低温条件下,仍具有比其它类型环氧树脂高的
粘结强度。有较好的表面光泽度,透光性、耐气候性好。
(2)缩水甘油胺类环氧树脂 国内外已利用缩水甘油胺环氧树脂优越的粘接性和耐热性,来制造碳纤维增强的复合材料(CFRP)用于飞机二次
结构材料。
(3)脂环族环氧树脂 这类环氧树脂是由脂环族烯烃的双键经环氧化而制得的,前者环氧基都直接连接在脂环上,而后者的环氧基都是以环氧丙基醚连接在苯核或脂肪烃上。脂环族环氧树脂的固化物具有以下特点:①较高的压缩与
拉伸强度;②长期暴置在高温条件下仍能保持良好的力学性能;③耐电弧性、耐紫外光老化性能及耐气候性较好。
(4)脂肪族环氧树脂
使用指南
基本简介
环氧树脂及
环氧树脂胶粘剂本身无毒,但由于在制备过程中添加了溶剂及其它有毒物,因此不少环氧树脂“有毒”,国内环氧树脂业正通过水性改性、避免添加等途径,保持环氧树脂“无毒”本色。环氧树脂一般和添加物同时使用,以获得应用价值。添加物可按不同用途加以选择,常用添加物有以下几类:(1)固化剂;(2)改性剂;(3)
填料;(4)稀释剂;(5)其它。 其中固化剂是必不可少的添加物,无论是作粘接剂、涂料、浇注料都需添加固化剂,否则环氧树脂不能固化。由于用途性能要求各不相同,对环氧树脂及固化剂、改性剂、填料、稀释剂等添加物也有不同的要求。
操作要求
固化剂的选择
1.固化剂种类:
环氧树脂原材料
2.固化剂的用量
(1)胺类作交联剂时按下式计算:
胺类用量=MG/Hn
式中:
M=胺分子量
Hn=含活泼氢数目
G=环氧值(每100克环氧树脂中所含的环氧当量数)
(2)用酸酐类时按下式计算:
酸酐用量=MG(0.6~1)/100式中:
M=酸酐分子量
G=环氧值(0.6~1)为实验系数
3. 选择固化剂的原则:固化剂对环氧树脂的性能影响较大,一般按下列几点选择。
(1)从安全上选择:一般要求毒性小的为好,便于安全生产。
(2)从成本上选择。
(三)、改性剂的选择
(2)聚酰胺树脂:可改善脆性,提高粘接能力。
(5)酚醛树脂类:可改善耐温及耐腐蚀性能。
(9)乙烯树脂:提高抗剥性和抗冲强度。
(四)填料的选择
常用填料简介如下:
填料名称
|
作用
|
石棉纤维、玻璃纤维
|
增加韧性、耐冲击性
|
石英粉、瓷粉、铁粉、水泥、金刚砂
|
提高硬度
|
氧化铝、瓷粉
|
增加粘接力,增加机械强度
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石棉粉、硅胶粉、高温水泥
|
提高耐热性
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石棉粉、石英粉、石粉
|
降低收缩率
|
铝粉、铜粉、铁粉等金属粉末
|
增加导热、导电率
|
石墨粉、滑石粉、石英粉
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提高抗磨性能及润滑性能
|
金刚砂及其它磨料
|
提高抗磨性能
|
云母粉、瓷粉、石英粉
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增加绝缘性能
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各种颜料、石墨
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具有色彩
|
活性稀释剂(五)稀释剂的选择
名称
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二缩水甘油醚
|
多缩水甘油醚
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环氧丙烷丁基醚
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环氧丙烷苯基醚
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二环氧丙烷乙基醚
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三环氧丙烷丙基醚
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牌号
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600
|
630
|
660
|
690
|
669
|
662
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用量
|
~30%
|
同上
|
~15%
|
同上
|
同上
|
同上
|
备注
|
需多加计算量固化剂
|
同上
|
同上
|
同上
|
同上
|
同上
|
惰性稀释剂
名称
|
二甲苯
|
甲苯
|
苯
|
丙酮
|
用量
|
~15%
|
同上
|
同上
|
同上
|
备注
|
不需多加固化剂
|
同上
|
同上
|
同上
|
基本概述
环氧树脂作为防腐蚀材料不但具有密实、抗水、抗渗漏好、强度高等特点,同时具有附着力强、常温操作、施工简便等良好的工艺性,而且价格适中。采用这类材料的防腐蚀工程一般包括:树脂胶料辅衬的玻璃钢整体面层和隔离层,
树脂胶泥和砂浆铺砌的块材面层,树脂胶泥勾缝与灌缝的块材面层,树脂稀胶泥或砂浆制作的单一与复合的整体面层及隔离层,树脂玻璃鳞片胶泥面层等等。选用的材料品种不同,防腐蚀工程的最终产品功能以及适用范围将有很大不同。专家介绍说,防腐蚀工程中常用的环氧树脂除单独使用外,还可以和不饱和聚酯树脂、乙烯基酯树脂、酚醛树脂和呋喃树脂等树脂复合使用,形成复合构造以充分发挥各自的长处、降低成本、提高产品质量、方便施工。也可与其他树脂改性形成改性树脂,改性的方法有物理法和化学法。环氧煤焦油属于较为典型的环氧树脂物理改性产物,使其性能介于环氧树脂和煤焦油之间。物理改性树脂中次要树脂一般占总量的30~50%;树脂进行化学改性后其产物的性能已经发生了根本变化,乙烯基酯树脂实质是最典型的环氧化学改性树脂。有时用综合性能较好的2种或两种以上树脂材料,根据各自的特点在工程的不同部位统一部位的不同构造,依次进行施工可以产生单一材料难以达到的显着效果。
材料组成
环氧树脂防腐材料主要由以下材料组成。一是环氧树脂,指含有环氧基的聚合物之统称,主要适用于腐蚀性不太强的介质,耐碱性能较突出也能耐一般酸(除氢氟酸外)腐蚀,国外防腐蚀市场对环氧树脂的需用量已经大大减少,主要原因在于耐蚀树脂方面不饱和聚酯树脂已经迅速发展、且品种较多,国内市场由于不饱和聚酯树脂起步较晚,因此环氧树脂仍是防腐蚀领域的主要树脂品种之一。环氧树脂的主要特点是粘结强度高、收缩率低、产品脆性大、价格较高,常温固化的树脂使用温度不超过80℃;二是环氧树脂的固化剂,有胺类、酸酐类、树脂类化合物等几大品种,其中胺类化合物最为常用,它又可以分为脂肪胺、芳香胺及改性胺等几类,由于乙二胺、间苯二胺、苯二甲胺、聚酰胺、二乙烯三胺等化合物的毒性、气味较大,因此逐步被无毒、低毒的新型固化剂(如:T31.590、C20等)替代,这类固化剂对潮湿基层甚至水下也可以固化,所以日益引起人们的重视和好评;三是稀释剂,环氧树脂的稀释通常用非活性稀释剂如:乙醇、丙酮、苯、甲苯、二甲苯等,2种非活性稀释剂可以混合使用,有时为了降低固化成品的收缩率、减少孔隙和龟裂也使用活性稀释剂,如环氧丙烷丁基醚、环氧丙烷苯基醚、多缩水甘油醚等;四是增塑剂、增韧剂,单纯的环氧树脂固化后较脆、冲击韧度、抗弯强度及耐热性能较差,常用增塑剂、增韧剂来使树脂增加可塑性、改善韧性、提高抗弯强度和冲击韧度;五是填充料,粉料、细骨料、粗骨料、玻璃鳞片统称为填充料,加入适当的填充料可以降低制品的成本、改善其性能,在胶液中填充料的用量一般为树脂用量的20~40%(重量),配制腻子时加入量可较多些,一般可为树脂用量的2~4倍,常用的粉料为石英粉、瓷粉,此外还有石墨粉、辉绿岩粉、滑石粉、云母粉等。
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