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文檔簡介
1、環氧樹脂環氧樹脂是指一個分子中含有兩是指一個分子中含有兩個或兩個以上環氧基,并在適當個或兩個以上環氧基,并在適當的固化劑存在下能形成三維網絡的固化劑存在下能形成三維網絡結構的低聚物,屬于結構的低聚物,屬于樹脂,樹脂,具有優良的力學性能、電絕緣性具有優良的力學性能、電絕緣性能、耐藥品性能和粘結性能。能、耐藥品性能和粘結性能。膠粘劑的性能、品種和應用等都有膠粘劑的性能、品種和應用等都有了突飛猛進的發展,環氧樹脂及其了突飛猛進的發展,環氧樹脂及其固化體固化體系以其獨特的優異性能和新系以其獨特的優異性能和新型環氧樹脂、新型固化劑和添加劑型環氧樹脂、新型固化劑和添加劑的不斷涌現,而成為性能優異、品的不斷
2、涌現,而成為性能優異、品種眾多、適應性廣泛的一種重要膠種眾多、適應性廣泛的一種重要膠粘劑。粘劑。由于環氧樹脂膠粘劑的粘接強度高、由于環氧樹脂膠粘劑的粘接強度高、通用性強,對各種金屬材料、非金通用性強,對各種金屬材料、非金屬材料、熱固性材料等均有優良的屬材料、熱固性材料等均有優良的粘接性能,因此有粘接性能,因此有“萬能膠萬能膠”之稱,之稱,已在航空航天、汽車、機械、建筑、已在航空航天、汽車、機械、建筑、化工、輕工、電子電器以及日常生化工、輕工、電子電器以及日常生活等領域得到廣泛應用。活等領域得到廣泛應用。(3)氫化雙酚)氫化雙酚A型環氧樹脂:型環氧樹脂:由雙酚由雙酚A加氫加氫后制成的脂環狀二元醇
3、與環氧氯丙烷聚而后制成的脂環狀二元醇與環氧氯丙烷聚而得到。得到。固化產物除具有雙酚固化產物除具有雙酚A型環氧樹脂的特性外,型環氧樹脂的特性外,還具有還具有粘度小耐候性好粘度小耐候性好、耐電暈耐電暈、耐紫外耐紫外線照射的特點,且抗沖擊強度線照射的特點,且抗沖擊強度優于一般脂優于一般脂環族環氧樹脂。環族環氧樹脂。(5)雙酚)雙酚S型環氧樹脂:型環氧樹脂:粘度低,反應活性高,固化產物熱變形溫度粘度低,反應活性高,固化產物熱變形溫度比雙酚比雙酚A型環氧樹脂高型環氧樹脂高4060。(6)脂肪族多元醇縮水甘油醚:)脂肪族多元醇縮水甘油醚:以長鏈的脂肪族鏈為主鏈,鏈段可以自由旋以長鏈的脂肪族鏈為主鏈,鏈段可
4、以自由旋轉,轉,有優越的柔韌性有優越的柔韌性,主要用來改善雙酚,主要用來改善雙酚A型環氧樹脂及線性酚醛樹脂固化產物的脆型環氧樹脂及線性酚醛樹脂固化產物的脆性,性,但若用量過多,可使固化物的耐熱性、但若用量過多,可使固化物的耐熱性、耐藥品性、耐溶劑性大幅下降耐藥品性、耐溶劑性大幅下降。(8)線型鄰甲酚甲醛多縮水甘油醚:)線型鄰甲酚甲醛多縮水甘油醚:結構與結構與線型酚醛多縮水甘油醚基本相同,只是在線型酚醛多縮水甘油醚基本相同,只是在鄰位苯環上有甲基存在,在鄰位苯環上有甲基存在,在耐水性耐水性和和低熔低熔體粘度體粘度等方面都優于前者。它和酚醛樹脂等方面都優于前者。它和酚醛樹脂固化后的產物玻璃化轉變溫
5、度達到固化后的產物玻璃化轉變溫度達到180 以以上,經高壓煮上,經高壓煮24h后仍保持良好的后仍保持良好的電性能及電性能及力學性能力學性能。(9)間苯二酚甲醛環氧樹脂:)間苯二酚甲醛環氧樹脂: 間苯二酚與甲醛在草酸催化下締合成低相間苯二酚與甲醛在草酸催化下締合成低相對分子質量的間苯二酚甲醛樹脂后,再在對分子質量的間苯二酚甲醛樹脂后,再在NaOH作用下與環氧氯丙烷反應制得間苯二作用下與環氧氯丙烷反應制得間苯二酚甲醛四縮水甘油醚環氧樹脂。酚甲醛四縮水甘油醚環氧樹脂。特點:具有特點:具有較高的活性較高的活性、固化物的、固化物的耐熱性、耐熱性、耐腐蝕性及電性能優良耐腐蝕性及電性能優良,可用做,可用做耐
6、高溫膠耐高溫膠粘劑粘劑,也可用做其它,也可用做其它環氧樹脂的改性劑環氧樹脂的改性劑。2.縮水甘油酯型環氧樹脂縮水甘油酯型環氧樹脂 以苯二酸二縮水甘油酯為例,該樹脂的特以苯二酸二縮水甘油酯為例,該樹脂的特點是點是粘度低,與常溫固化劑反應速度快;粘度低,與常溫固化劑反應速度快;與中高溫固化劑配合試用期長,在一定溫與中高溫固化劑配合試用期長,在一定溫度是具有高反應性度是具有高反應性;與酚醛樹脂及環氧樹;與酚醛樹脂及環氧樹脂脂相好溶性相好溶性。固化物的力學性能與雙酚。固化物的力學性能與雙酚A型型環氧樹脂大體相同。耐熱性低于雙酚環氧樹脂大體相同。耐熱性低于雙酚A型環型環氧樹脂,耐水、酸、堿性不如雙酚氧樹
7、脂,耐水、酸、堿性不如雙酚A型環氧型環氧樹脂,但有優良的耐候性。樹脂,但有優良的耐候性。縮水甘油酯樹脂的固化反應活性比雙酚縮水甘油酯樹脂的固化反應活性比雙酚A型型環氧樹脂高,因此產物在環氧樹脂高,因此產物在超低溫度(超低溫度(-196)下仍具有良好的粘接強度)下仍具有良好的粘接強度。二聚二縮水甘油酯是以不飽和脂肪酸二聚體二聚二縮水甘油酯是以不飽和脂肪酸二聚體為原料制備的樹脂,為原料制備的樹脂,具有固化后尺寸穩定具有固化后尺寸穩定性好性好、抗沖擊強度高抗沖擊強度高、耐水防潮性好的優耐水防潮性好的優點點,主要用于制造土木建筑用密封膠。,主要用于制造土木建筑用密封膠。3.縮水甘油胺型環氧樹脂縮水甘油
8、胺型環氧樹脂由多元胺同環氧氯丙烷反應脫去由多元胺同環氧氯丙烷反應脫去HCl制得。制得。固化物的固化物的耐熱性、力學強度耐熱性、力學強度都遠遠超過雙酚都遠遠超過雙酚A型環氧樹脂。型環氧樹脂。與二氨基二苯甲烷或二氨基二苯砜的組成物,與二氨基二苯甲烷或二氨基二苯砜的組成物,對碳纖維有良好的浸潤性和粘接強度對碳纖維有良好的浸潤性和粘接強度這類復合材料主要用于飛機、航天器材和運這類復合材料主要用于飛機、航天器材和運動器材的制造。動器材的制造。4.脂環族環氧化物脂環族環氧化物由丁二烯、丁烯醛、環戊二烯制成的環族二由丁二烯、丁烯醛、環戊二烯制成的環族二烯烴,再用過氧化醋酸等氧化制得。烯烴,再用過氧化醋酸等氧
9、化制得。這類環氧化物的環氧基直接連在脂環上,它這類環氧化物的環氧基直接連在脂環上,它們和酸酐、芳香胺固化后得到的產物具有們和酸酐、芳香胺固化后得到的產物具有較高的耐熱性、電絕緣性和耐候性較高的耐熱性、電絕緣性和耐候性。但固。但固化物化物性脆,耐沖擊性能較差性脆,耐沖擊性能較差,有些產品經,有些產品經多元醇醚化后可以改善脆性。多元醇醚化后可以改善脆性。5.線型脂肪族環氧化合物線型脂肪族環氧化合物 從脂肪族烯烴的雙鍵用過氧化物環氧化而制從脂肪族烯烴的雙鍵用過氧化物環氧化而制得的環氧樹脂,其分子結構中沒有苯環、脂得的環氧樹脂,其分子結構中沒有苯環、脂環和雜環,只有脂肪環。國產脂肪族環氧化環和雜環,只
10、有脂肪環。國產脂肪族環氧化物主要有環氧化聚丁二烯樹脂,型號為物主要有環氧化聚丁二烯樹脂,型號為D-17(2000#環氧樹脂,環氧樹脂,62000#環氧樹脂)是由環氧樹脂)是由低相對分子質量的液體聚丁二烯樹脂分子中低相對分子質量的液體聚丁二烯樹脂分子中的雙鍵經環氧化而得,其分子結構中有環氧的雙鍵經環氧化而得,其分子結構中有環氧基、雙鍵、羥基、酯基側鏈。基、雙鍵、羥基、酯基側鏈。 聚丁二烯環氧化物易溶于苯、甲苯、乙醇、聚丁二烯環氧化物易溶于苯、甲苯、乙醇、丙酮、汽油等有機溶劑中,易與酸酐類固丙酮、汽油等有機溶劑中,易與酸酐類固化劑反應。固化后的產物有良好的化劑反應。固化后的產物有良好的熱穩定熱穩定
11、性性,耐熱溫度大于,耐熱溫度大于230,具有,具有突出的抗沖突出的抗沖擊性擊性,但固化后產品,但固化后產品收縮率較大收縮率較大。6.混合型環氧樹脂混合型環氧樹脂 4,5-環氧環己烷環氧環己烷-1,2-二甲酸二縮水甘油二甲酸二縮水甘油酯(酯(環氧樹脂、環氧樹脂、712環氧樹脂)是環氧樹脂)是由四氫鄰苯二甲酸二縮水甘油酯(由四氫鄰苯二甲酸二縮水甘油酯(711環氧環氧樹脂)用過氧化物環氧化而成,是一種分樹脂)用過氧化物環氧化而成,是一種分子中含有兩個縮水甘油酯基和一個脂環族子中含有兩個縮水甘油酯基和一個脂環族環氧基的新型三官能團環氧樹脂。環氧基的新型三官能團環氧樹脂。7.改性環氧樹脂改性環氧樹脂(1
12、)有機硅改性環氧樹脂)有機硅改性環氧樹脂 有機硅聚合物(聚硅氧烷)來改性環氧樹脂,有機硅聚合物(聚硅氧烷)來改性環氧樹脂,能大大改善環氧樹脂能大大改善環氧樹脂耐熱性、耐水性、韌性、耐熱性、耐水性、韌性、耐候性耐候性較差等缺點。聚硅氧烷和環氧樹脂的較差等缺點。聚硅氧烷和環氧樹脂的相溶性較差,不易共混,所以通常采用相溶性較差,不易共混,所以通常采用反應反應的方法來改性的方法來改性。在催化劑作用下,由低相對。在催化劑作用下,由低相對分子質量聚硅氧烷的烷氧基、羥基、氨基、分子質量聚硅氧烷的烷氧基、羥基、氨基、羧基等活性基團與低相對分子質量環氧樹脂羧基等活性基團與低相對分子質量環氧樹脂的仲羥基及環氧基反
13、應而得。的仲羥基及環氧基反應而得。由于有機硅和環氧樹脂兩者的結合發揮了由于有機硅和環氧樹脂兩者的結合發揮了各自的特點又相互彌補了各自的缺陷,因各自的特點又相互彌補了各自的缺陷,因此這一產品得到普遍的重視,發展很快,此這一產品得到普遍的重視,發展很快,品種極多,主要產品有品種極多,主要產品有665#有機硅環氧樹有機硅環氧樹脂等。脂等。有機硅改性環氧樹脂具有優異的有機硅改性環氧樹脂具有優異的力學性能、力學性能、電性能、耐熱性和粘結性能,可用于高溫、電性能、耐熱性和粘結性能,可用于高溫、高濕、溫度劇變環境下使用高濕、溫度劇變環境下使用的防護涂料和的防護涂料和絕緣材料,如礦用機械、電氣機車、電纜絕緣材
14、料,如礦用機械、電氣機車、電纜接頭、水下設置以及高級電動機、潛水電接頭、水下設置以及高級電動機、潛水電動機線圈浸漬材料等。動機線圈浸漬材料等。(2)有機鈦改性環氧樹脂)有機鈦改性環氧樹脂 由正鈦酸丁酯和低相對分子質量雙酚由正鈦酸丁酯和低相對分子質量雙酚A型型環氧樹脂的羥基進行脫醇反應而得。用有環氧樹脂的羥基進行脫醇反應而得。用有機鈦來改性雙酚機鈦來改性雙酚A型環氧樹脂,可使型環氧樹脂,可使改善和改善和提高防潮性、電氣性能及熱老化性提高防潮性、電氣性能及熱老化性,主要,主要產品有產品有670#環氧樹脂。環氧樹脂。 有機鈦環氧樹脂有較好的電性能、耐有機鈦環氧樹脂有較好的電性能、耐熱性和粘結性,廣泛
15、用于電器、電機工業。熱性和粘結性,廣泛用于電器、電機工業。(3)氟化環氧樹脂)氟化環氧樹脂主要是氟化雙酚型縮水甘油醚環氧樹脂由各主要是氟化雙酚型縮水甘油醚環氧樹脂由各種氟化雙酚化合物和環氧氯丙烷聚合而成種氟化雙酚化合物和環氧氯丙烷聚合而成特點:具有良好的特點:具有良好的疏水性、耐濕性、熱穩定疏水性、耐濕性、熱穩定性、耐老化性、阻燃性、韌性、介電性等性、耐老化性、阻燃性、韌性、介電性等,摩擦因數小,表面張力小,浸潤性好、粘摩擦因數小,表面張力小,浸潤性好、粘結強度高等。由于其價格昂貴多用于特殊結強度高等。由于其價格昂貴多用于特殊用途,其折光率低,與雙酚用途,其折光率低,與雙酚A型環氧樹脂共型環氧
16、樹脂共混可調整其折射率,并能提高浸潤性和粘混可調整其折射率,并能提高浸潤性和粘結強度,用做結強度,用做光纖的粘結劑光纖的粘結劑。(4)(甲基)丙烯酸環氧酯)(甲基)丙烯酸環氧酯環氧樹脂的環氧基和(甲基)丙烯酸開環酯環氧樹脂的環氧基和(甲基)丙烯酸開環酯化后生成(甲基)丙烯酸環氧酯,又稱為化后生成(甲基)丙烯酸環氧酯,又稱為乙烯樹脂乙烯樹脂。它既保持了環氧樹脂固化。它既保持了環氧樹脂固化收縮收縮率偏低、耐化學藥品性、電絕緣性能率偏低、耐化學藥品性、電絕緣性能優異優異的特點,又能像不飽和聚酯那樣可以在過的特點,又能像不飽和聚酯那樣可以在過氧化物引發下氧化物引發下室溫固化室溫固化,且能在,且能在線輻
17、線輻射下快速光固化射下快速光固化。二、固化劑二、固化劑單純的樹脂幾乎沒有多大的使用價值,用環單純的樹脂幾乎沒有多大的使用價值,用環氧樹脂做膠粘劑時需要在固化劑作用下才氧樹脂做膠粘劑時需要在固化劑作用下才能發揮作用。能發揮作用。 加入固化劑的作用:使線型分子轉變為三加入固化劑的作用:使線型分子轉變為三維網狀維網狀立體結構立體結構,不溶不熔的,不溶不熔的高聚物高聚物(常(常稱為固化產物)稱為固化產物) 固化劑的種類很多,可根據可用時間、固固化劑的種類很多,可根據可用時間、固化溫度、固化時間、發熱現象及固化后的化溫度、固化時間、發熱現象及固化后的性能加以選擇。性能加以選擇。1.固化劑分類固化劑分類a
18、.根據固化劑和環氧樹脂的固化機理及固化劑的化學根據固化劑和環氧樹脂的固化機理及固化劑的化學結構分類結構分類顯在型顯在型潛伏型潛伏型加成聚合型加成聚合型催化型催化型多元胺型多元胺型單一多元胺單一多元胺直鏈脂肪胺直鏈脂肪胺改性胺改性胺酸酐型酸酐型單官能團酸酐單官能團酸酐雙官能團酸酐雙官能團酸酐游離酸酸酐游離酸酸酐聚酰胺聚酰胺芳香胺芳香胺脂肪胺脂肪胺酚醛型酚醛型聚硫醇性聚硫醇性陰離子聚合型(叔胺和咪唑類化合物)陰離子聚合型(叔胺和咪唑類化合物)陽離子聚合型陽離子聚合型3BF 絡 合 物“顯在型顯在型”固化劑即普通的固化劑固化劑即普通的固化劑“潛伏型潛伏型”固化劑是與環氧樹脂以配合的形固化劑是與環氧樹
19、脂以配合的形式在一定溫度(式在一定溫度(25)下長期穩定貯存,)下長期穩定貯存,一旦暴露在熱、光、濕氣中則容易發生固一旦暴露在熱、光、濕氣中則容易發生固化反應,這類固化劑基本上是化反應,這類固化劑基本上是用物理和化用物理和化學方法封閉其固化劑活性學方法封閉其固化劑活性。對于高溫固化體系來說對于高溫固化體系來說 ,固化過程分兩,固化過程分兩個階段,最初用較低的溫度固化,在個階段,最初用較低的溫度固化,在達到凝膠狀態或比凝膠稍高的狀態達到凝膠狀態或比凝膠稍高的狀態(稱為(稱為預固化預固化)時,用高溫加熱進行)時,用高溫加熱進行后固化后固化。2.多元胺類固化劑多元胺類固化劑 有脂肪胺、芳香胺、脂環胺
20、及改性胺等,有脂肪胺、芳香胺、脂環胺及改性胺等,可在一定條件下固化環氧樹脂,形成特定可在一定條件下固化環氧樹脂,形成特定性能的固化物。多元胺固化劑除了單獨使性能的固化物。多元胺固化劑除了單獨使用或改性外還可以用或改性外還可以混合使用混合使用。由于多元胺由于多元胺的混合而使多元胺混合物的熔點降低,使的混合而使多元胺混合物的熔點降低,使之易與環氧樹脂互溶,從而方便使用。之易與環氧樹脂互溶,從而方便使用。單獨使用多元胺對人的皮膚和粘膜有刺激性,單獨使用多元胺對人的皮膚和粘膜有刺激性,與環氧樹脂配比要求嚴格,以及多元胺的與環氧樹脂配比要求嚴格,以及多元胺的強堿性易與空氣中的強堿性易與空氣中的 co2
21、生成鹽等弊病,生成鹽等弊病,所以經常使用改性多元胺。所以經常使用改性多元胺。改性多元胺改性多元胺是是在不損害原來多元胺性能的前提下為了使在不損害原來多元胺性能的前提下為了使用方便和改善環氧樹脂固化物的性能而對用方便和改善環氧樹脂固化物的性能而對多元胺進行改性得到的改性物,即按其應多元胺進行改性得到的改性物,即按其應用目的而進行的用目的而進行的化學改性化學改性。芳香族多元胺與環氧樹脂混合時難以形成均芳香族多元胺與環氧樹脂混合時難以形成均一體系,因此需要一體系,因此需要進行加熱才能使芳香族進行加熱才能使芳香族多元胺均勻的分散于環氧樹脂中多元胺均勻的分散于環氧樹脂中,但是加,但是加熱會使實際使用期變
22、短,為了解決這一問熱會使實際使用期變短,為了解決這一問題,常采用題,常采用共熔混合法共熔混合法,這樣可以使單一,這樣可以使單一芳香胺的熔點降低,甚至當兩個熔點都較芳香胺的熔點降低,甚至當兩個熔點都較高的芳香胺共熔混合后可以變成液體。最高的芳香胺共熔混合后可以變成液體。最普通的方法是用普通的方法是用6075的間苯二胺的間苯二胺(m-PDA)和)和40 25 的的44-二氨基二苯二氨基二苯甲烷(甲烷(DDM)混合而得到共熔混合物,用其混合而得到共熔混合物,用其固化的環氧樹脂固化物的性能與單獨使用固化的環氧樹脂固化物的性能與單獨使用芳香族多元胺固化環氧樹脂固化物的性能芳香族多元胺固化環氧樹脂固化物的
23、性能沒有差異。沒有差異。3.酸酐類固化劑酸酐類固化劑 環氧樹脂和多元酸反應速度很慢,由于不環氧樹脂和多元酸反應速度很慢,由于不能生成高交聯度產物,因而不能作為固化能生成高交聯度產物,因而不能作為固化劑之用。酸酐由于具有劑之用。酸酐由于具有使用壽命長、固化使用壽命長、固化反應緩慢、放熱量小、收縮率低、產物的反應緩慢、放熱量小、收縮率低、產物的耐熱性高、對皮膚基本上沒有刺激性;產耐熱性高、對皮膚基本上沒有刺激性;產物的力學強度、電性能優良物的力學強度、電性能優良等優點而成為等優點而成為一類重要的固化劑。酸酐大多數是固體,一類重要的固化劑。酸酐大多數是固體,室溫下難與環氧樹脂混合,因此,常用在室溫下
24、難與環氧樹脂混合,因此,常用在室溫下呈液態的室溫下呈液態的酸酐共熔混合物酸酐共熔混合物或把或把酸酐酸酐與環氧化物反應生成的加成物來使用。與環氧化物反應生成的加成物來使用。酸酐固化劑種類很多,酸酐固化劑種類很多,從使用方面分類可分為從使用方面分類可分為單一、簡單混合、共單一、簡單混合、共熔混合和改性酸酐熔混合和改性酸酐。不過改性酸酐類型較。不過改性酸酐類型較少;少;從化學結構方面可分為從化學結構方面可分為直鏈脂肪族、芳香族直鏈脂肪族、芳香族和脂環族酸酐和脂環族酸酐;按官能團分類則有按官能團分類則有單官能團、雙官能團、和單官能團、雙官能團、和多官能團酸酐多官能團酸酐,一般多官能團酸酐幾乎無,一般多
25、官能團酸酐幾乎無實用價值。實用價值。4.高分子預聚體高分子預聚體 有些帶有氨基、酚羥基、羧酸基等活性基有些帶有氨基、酚羥基、羧酸基等活性基團的高分子預聚體廣泛用作環氧樹脂固化團的高分子預聚體廣泛用作環氧樹脂固化劑,如低相對分子量的聚酰胺、酚醛樹脂、劑,如低相對分子量的聚酰胺、酚醛樹脂、氨基樹脂端羧基聚酯。氨基樹脂端羧基聚酯。(1)低相對分子質量聚酰胺)低相對分子質量聚酰胺 低相對分子質量聚酰胺是一種改性的多元低相對分子質量聚酰胺是一種改性的多元胺,常由亞油酸二聚體和脂肪族多元胺反胺,常由亞油酸二聚體和脂肪族多元胺反應制得應制得 M=5009000。 聚酰胺樹脂聚酰胺樹脂幾乎幾乎沒有揮發性和毒性
26、沒有揮發性和毒性,可與,可與其他固化劑配合使用,用量范圍大,與環其他固化劑配合使用,用量范圍大,與環氧樹脂配合后可用時間長,能氧樹脂配合后可用時間長,能室溫固化室溫固化,固化樹脂的固化樹脂的粘結性非常好粘結性非常好,可粘接金屬,可粘接金屬(如鋼、鋁)或非金屬(如玻璃、陶瓷、(如鋼、鋁)或非金屬(如玻璃、陶瓷、皮革、塑料、木材等)。皮革、塑料、木材等)。(2)線型酚醛樹脂固化劑)線型酚醛樹脂固化劑 在在酚醛樹脂酚醛樹脂中含有大量的酚羥基,在加熱中含有大量的酚羥基,在加熱條件下可固化的環氧樹脂,形成高度交聯條件下可固化的環氧樹脂,形成高度交聯的結構既保持了環氧樹脂的的結構既保持了環氧樹脂的粘附性粘
27、附性,又保,又保持了酚醛樹脂的持了酚醛樹脂的耐熱性耐熱性,使酚醛樹脂,使酚醛樹脂/環氧環氧樹脂可以在樹脂可以在260下長期使用下長期使用。(3)聚酯樹脂固化劑)聚酯樹脂固化劑 聚酯樹脂聚酯樹脂末端的羥基或羧基可以與環氧樹末端的羥基或羧基可以與環氧樹脂中的環氧基發生反應而使環氧樹脂固化,脂中的環氧基發生反應而使環氧樹脂固化,固化物固化物韌性、耐熱性、電性能以及粘結性韌性、耐熱性、電性能以及粘結性都十分優良都十分優良。(4)液體聚氨酯固化劑)液體聚氨酯固化劑 聚氨酯固化劑聚氨酯固化劑中氨基可與環氧樹脂中環氧中氨基可與環氧樹脂中環氧基發生開環反應,異氰酸酯基可以與環氧基發生開環反應,異氰酸酯基可以與
28、環氧樹脂中的羥基或開環反應生成的羥基,發樹脂中的羥基或開環反應生成的羥基,發生反應而使環氧樹脂固化。由于把聚氨酯生反應而使環氧樹脂固化。由于把聚氨酯中中醚鍵醚鍵引進到環氧樹脂交聯網絡中,所以引進到環氧樹脂交聯網絡中,所以固化物固化物 的的韌性較好韌性較好,因此固化物,因此固化物具有低的具有低的透濕性和吸水性透濕性和吸水性。(5)聚硫橡膠固化劑)聚硫橡膠固化劑 聚硫橡膠固化劑以液態聚硫橡膠和多硫化合物的形成聚硫橡膠固化劑以液態聚硫橡膠和多硫化合物的形成提供使用,液態聚硫橡膠是一種低相對分子質量的粘提供使用,液態聚硫橡膠是一種低相對分子質量的粘稠液體,其相對分子質量一般為稠液體,其相對分子質量一般
29、為8003000,以多種,以多種樣品提供使用。樣品提供使用。 聚硫橡膠聚硫橡膠本身硫化后,具有良好的本身硫化后,具有良好的彈性和粘附性,彈性和粘附性,并且耐各種油類和化學介質作用,是一種通用的密封并且耐各種油類和化學介質作用,是一種通用的密封材料材料。當液態聚硫橡膠和環氧樹脂混合后,封端的硫。當液態聚硫橡膠和環氧樹脂混合后,封端的硫醇基(醇基(-SH)可以和環氧基發生化學反應,從而參加)可以和環氧基發生化學反應,從而參加到固化后的環氧樹脂結構中,賦予環氧樹脂固化物較到固化后的環氧樹脂結構中,賦予環氧樹脂固化物較好的好的柔韌性柔韌性。一般結構的多硫化物其末端有硫醇基(。一般結構的多硫化物其末端有
30、硫醇基(-SH)結構,是一種低相對分子質量的齊聚物,與普通)結構,是一種低相對分子質量的齊聚物,與普通的叔胺或多元胺或多元胺固化劑并用,可在的叔胺或多元胺或多元胺固化劑并用,可在室溫下固室溫下固化化。5.潛伏型固化劑潛伏型固化劑 環氧樹脂潛伏型固化劑可通過物理或環氧樹脂潛伏型固化劑可通過物理或化學方法,對普通使用低溫和高溫固化劑化學方法,對普通使用低溫和高溫固化劑的的固化活性加以改進固化活性加以改進而得到。既可將一些而得到。既可將一些反應活性高而貯存穩定性差的固化劑的反反應活性高而貯存穩定性差的固化劑的反應活性進行封閉、鈍化,也將一些貯存穩應活性進行封閉、鈍化,也將一些貯存穩定性好而反應活性低
31、的固化劑的反應活性定性好而反應活性低的固化劑的反應活性提高、激發。最終達到使用固化劑在室溫提高、激發。最終達到使用固化劑在室溫下加入到環氧樹脂中對具有一定貯存穩定下加入到環氧樹脂中對具有一定貯存穩定性,而性,而在使用時通過光、熱等外界條件將在使用時通過光、熱等外界條件將固化劑的反應活性釋放出來,從而達到使固化劑的反應活性釋放出來,從而達到使環氧樹脂迅速固化的目的環氧樹脂迅速固化的目的。潛伏性固化劑的潛伏性固化劑的種類種類主要有改性脂肪胺(如主要有改性脂肪胺(如酮亞胺型固化劑)、咪唑類、胺酮亞胺型固化劑)、咪唑類、胺-三氟化硼三氟化硼絡合物及其鹽類、硼酸酯類的硼胺絡合物、絡合物及其鹽類、硼酸酯類
32、的硼胺絡合物、雙氰胺、有機酰肼、氨基雙氰胺、有機酰肼、氨基-亞胺化合物、微亞胺化合物、微膠囊型固化劑等。膠囊型固化劑等。雙氰胺和有機酰肼用做固化劑時固化溫度高,雙氰胺和有機酰肼用做固化劑時固化溫度高,一般加入固化促進劑以降低固化溫度。一般加入固化促進劑以降低固化溫度。三、促進劑三、促進劑環氧樹脂固化劑反應,應除一般的脂肪胺和環氧樹脂固化劑反應,應除一般的脂肪胺和部分脂環胺類固化劑可在常溫下固化外,部分脂環胺類固化劑可在常溫下固化外,其他大部分脂環胺、芳香胺以及幾乎全部其他大部分脂環胺、芳香胺以及幾乎全部的酸酐固化劑,都需要在較高溫度下才能的酸酐固化劑,都需要在較高溫度下才能發生固化交聯反應。發
33、生固化交聯反應。采用固化促進劑能降采用固化促進劑能降低固化溫度、加速環氧樹脂固化、縮短固低固化溫度、加速環氧樹脂固化、縮短固化時間。化時間。四、增韌劑四、增韌劑增韌劑是一類增加固化產物韌性的物質,它分為增韌劑是一類增加固化產物韌性的物質,它分為非活性增韌劑非活性增韌劑:分子中不帶活性基團,不參與固化反應,:分子中不帶活性基團,不參與固化反應, 僅僅是物理變化的添加物,本身僅僅是物理變化的添加物,本身粘度小,粘度小, 有利于浸潤擴散和吸附有利于浸潤擴散和吸附,如鄰苯二甲酸,如鄰苯二甲酸 二甲二甲/ /乙乙/ /丁丁/ /戊戊/ /辛酯辛酯活性增韌劑活性增韌劑:帶有活性基團,直接參加固化反應,其能
34、:帶有活性基團,直接參加固化反應,其能 很大程度上很大程度上改善環氧樹脂的脆性、容易開改善環氧樹脂的脆性、容易開 裂的缺點裂的缺點,可,可提高樹脂沖擊強度和伸長提高樹脂沖擊強度和伸長 率率,如聚酰胺、聚硫橡膠、不飽和聚酯,如聚酰胺、聚硫橡膠、不飽和聚酯 樹脂、液體丁腈橡膠等樹脂、液體丁腈橡膠等活性稀釋劑活性稀釋劑: 主要是指含有環氧基團的低分子環氧化合物,它們可主要是指含有環氧基團的低分子環氧化合物,它們可以參加環氧樹脂的固化反應,成為環氧樹脂固化物的以參加環氧樹脂的固化反應,成為環氧樹脂固化物的交聯網狀結構絡合物的一部分交聯網狀結構絡合物的一部分a.分類:單環氧基、雙環氧基、三環氧基活性稀釋
35、劑分類:單環氧基、雙環氧基、三環氧基活性稀釋劑如如 丙烯基(縮水甘油醚)丁基(縮水甘油醚)苯基(縮水甘油醚)對于胺類固化劑反應活性較大烯烴脂環族單環氧基稀釋劑對酸酐類固化劑反應活性較大六、填料六、填料加入填料的目的:加入填料的目的:作為增量劑,以期作為增量劑,以期降低成本降低成本制造,制造,改善某些改善某些性能。性能。加入填料的作用:加入填料的作用: 可降低固化時收縮率和熱膨脹系數、增加可降低固化時收縮率和熱膨脹系數、增加熱導率、提高耐熱性能、提高粘著力、提熱導率、提高耐熱性能、提高粘著力、提高硬度、提高強度、腐蝕性能、調節潤滑高硬度、提高強度、腐蝕性能、調節潤滑能力、改善操作工藝環境等。能力
36、、改善操作工藝環境等。七、偶聯劑七、偶聯劑 偶聯劑就是偶聯劑就是分子兩端含有性質不同基團的分子兩端含有性質不同基團的化合物化合物。其一端能與。其一端能與被粘物表面反應被粘物表面反應,另,另一端能與一端能與膠粘劑分子反應膠粘劑分子反應,以,以化學鍵化學鍵形式形式將被粘物及膠粘劑緊密地連接在一起,改將被粘物及膠粘劑緊密地連接在一起,改變了界面性質,變了界面性質,增大了粘結力,提高了粘增大了粘結力,提高了粘接強度,耐熱性和耐濕熱老化性能接強度,耐熱性和耐濕熱老化性能。總結:總結:掌握環氧樹脂膠粘劑的組成。掌握環氧樹脂膠粘劑的組成。一、一、環氧樹脂膠粘劑的性能特點環氧樹脂膠粘劑的性能特點優點:優點:(
37、1)環氧樹脂膠粘劑含有多種極性基團和活)環氧樹脂膠粘劑含有多種極性基團和活性很大的環氧基,因而與金屬、玻璃、水性很大的環氧基,因而與金屬、玻璃、水泥、木材、塑料等多種極性材料尤其是泥、木材、塑料等多種極性材料尤其是表表面活性高的材料具有很強的粘接力面活性高的材料具有很強的粘接力,同時,同時環氧固化物的內聚強度也很大,所以其粘環氧固化物的內聚強度也很大,所以其粘接強度很高。接強度很高。(2)環氧樹脂膠粘劑固化時,基本不產生分)環氧樹脂膠粘劑固化時,基本不產生分子易揮發物,膠層的體積收縮率小,約為子易揮發物,膠層的體積收縮率小,約為12,是,是熱固性樹脂中固化收縮率最小熱固性樹脂中固化收縮率最小的
38、品種之一,的品種之一,加入填料后可降到加入填料后可降到0.2以下,以下,環氧固化物的線膨化系數也很小,因此內環氧固化物的線膨化系數也很小,因此內應力小,對粘接強度影響小,加之環氧固應力小,對粘接強度影響小,加之環氧固化物的蠕變小,所以化物的蠕變小,所以膠層的尺寸穩定性好。膠層的尺寸穩定性好。(3)環氧樹脂固化劑及改性劑的品種很多,)環氧樹脂固化劑及改性劑的品種很多,可通過合適的配方設計,使膠粘劑具有所可通過合適的配方設計,使膠粘劑具有所需要的需要的工藝性工藝性(如快速固化、室溫固化、(如快速固化、室溫固化、低溫固化、水中固化低粘度、高粘度等)低溫固化、水中固化低粘度、高粘度等)并具有所需要的并
39、具有所需要的使用性能使用性能(如耐高溫、耐(如耐高溫、耐低溫、高強度、高柔性、耐老化、導電性低溫、高強度、高柔性、耐老化、導電性等)。等)。(4)與多種有機物(單體、樹脂、橡膠)與多種有機物(單體、樹脂、橡膠)和無機物(如填料等)和無機物(如填料等)具有良好的相溶性具有良好的相溶性和反應性和反應性,易于進行共聚、交聯、共混、,易于進行共聚、交聯、共混、填充等改性,以及提高膠層的性能。填充等改性,以及提高膠層的性能。(5)耐腐蝕性及介電性能好耐腐蝕性及介電性能好,能耐酸、堿、,能耐酸、堿、鹽、溶劑等多種介質的腐蝕。體積電阻率鹽、溶劑等多種介質的腐蝕。體積電阻率為為 ,介電強度為,介電強度為163
40、5kv/mm。com10101613環氧樹脂膠粘劑的不足:環氧樹脂膠粘劑的不足:(1)未增韌時,固化物一般較)未增韌時,固化物一般較脆,抗開裂、脆,抗開裂、抗沖擊性能差;抗沖擊性能差;(2)對)對極性小極性小的材料(如的材料(如、氟塑、氟塑料等)料等)粘接力小粘接力小,必須先進行,必須先進行表面活化表面活化處處理;理;()有些原材料(如活性稀釋劑、固化劑()有些原材料(如活性稀釋劑、固化劑等)有不同程度的等)有不同程度的毒性或刺激性毒性或刺激性。設計配。設計配方時應盡量避免選用,施工操作時應加強方時應盡量避免選用,施工操作時應加強通風和防護。通風和防護。二、環氧樹脂膠粘劑的分類二、環氧樹脂膠粘
41、劑的分類分類方法和分類指標尚未統一。分類方法和分類指標尚未統一。按膠粘劑的形態分類:按膠粘劑的形態分類: 無溶劑型膠粘劑、無溶劑型膠粘劑、 (有機)溶劑型膠粘劑、(有機)溶劑型膠粘劑、 水溶性膠粘劑(可分為水乳型和水溶型)、水溶性膠粘劑(可分為水乳型和水溶型)、 膏狀膠粘劑、膏狀膠粘劑、 薄膜狀膠粘劑等。薄膜狀膠粘劑等。冷固化膠(不加熱固化膠)熱固化膠光固化膠潮濕面及水中固化膠潛伏性固化膠按粘接強度分結構膠次受力結構膠非結構膠按用途分通用型膠粘劑特種膠粘劑按固化劑類型分類胺固化環氧膠酸酐固化膠按組分分單組分膠雙組分膠三、環氧樹脂膠粘劑的典型類型三、環氧樹脂膠粘劑的典型類型1.通用環氧樹脂膠粘劑
42、通用環氧樹脂膠粘劑 通用環氧樹脂膠粘劑是指在通用環氧樹脂膠粘劑是指在常溫下固化,常溫下固化,使用方便使用方便,對各種金屬、非金屬具有良好,對各種金屬、非金屬具有良好粘接性的膠種(這種膠經加熱后性能更好)粘接性的膠種(這種膠經加熱后性能更好) 固化的膠層有一定的固化的膠層有一定的耐溫、耐水、耐化耐溫、耐水、耐化學藥品性學藥品性,主要用于承受壓力不大的零部,主要用于承受壓力不大的零部件,用于一般設備零件的裝配及修理。件,用于一般設備零件的裝配及修理。2.室溫固化環氧樹脂膠粘劑室溫固化環氧樹脂膠粘劑 室溫固化環氧樹脂膠粘劑是指在室溫室溫固化環氧樹脂膠粘劑是指在室溫(1540)下不加熱就能固化的環氧)
43、下不加熱就能固化的環氧膠粘劑,它具有很大的優越性。因為在許膠粘劑,它具有很大的優越性。因為在許多場合下不希望或不允許甚至不可能加熱多場合下不希望或不允許甚至不可能加熱固化,如在航天、機械及電子工業中某些固化,如在航天、機械及電子工業中某些大型或精細部件的粘接,飛機破損的快速大型或精細部件的粘接,飛機破損的快速修補,土木建筑、橋梁、水壩的修補加固修補,土木建筑、橋梁、水壩的修補加固和補強,農機修配和保護,潮濕表面和水和補強,農機修配和保護,潮濕表面和水中的粘接等,所以這種膠粘劑發展很快,中的粘接等,所以這種膠粘劑發展很快,用量很大,成為環氧膠粘劑的一個用量很大,成為環氧膠粘劑的一個重要品重要品種
44、種。室溫固化環氧樹脂膠粘劑的種類:室溫固化環氧樹脂膠粘劑的種類: 通用型室溫固化膠通用型室溫固化膠 室溫快速固化環氧膠室溫快速固化環氧膠 潮濕面和水下固化環氧膠潮濕面和水下固化環氧膠特點:特點:(1)室溫)室溫快速固化快速固化環氧膠粘劑可在幾小時,環氧膠粘劑可在幾小時,甚至幾十分鐘內固化,適用于快速定位、甚至幾十分鐘內固化,適用于快速定位、裝配、灌封、快速修補和應急粘接等場合,裝配、灌封、快速修補和應急粘接等場合,因此,要求環氧樹脂膠粘劑和固化劑具有因此,要求環氧樹脂膠粘劑和固化劑具有很高的活性。很高的活性。2)水下固化環氧樹脂膠粘劑與普通環氧膠)水下固化環氧樹脂膠粘劑與普通環氧膠粘劑的最大不
45、同點是水下固化環氧膠粘劑粘劑的最大不同點是水下固化環氧膠粘劑中采用了能在水下固化的固化劑(如酮亞中采用了能在水下固化的固化劑(如酮亞胺、酚醛胺及改性物),以及相當數量的胺、酚醛胺及改性物),以及相當數量的吸水性填料吸水性填料(如氧化鈣、氧化鎂等)。(如氧化鈣、氧化鎂等)。3. 耐高溫環氧膠粘劑耐高溫環氧膠粘劑 隨著科學技術的發展,航空航天、電子隨著科學技術的發展,航空航天、電子等現代高新科技領域對膠粘劑的耐熱性提等現代高新科技領域對膠粘劑的耐熱性提出了更高的要求,如要求用耐高溫出了更高的要求,如要求用耐高溫120以以上的膠粘劑來粘接高馬赫數超音速飛機結上的膠粘劑來粘接高馬赫數超音速飛機結構部件
46、;大型飛機發電機組、核電站的一構部件;大型飛機發電機組、核電站的一些重要部位要求,使用溫度些重要部位要求,使用溫度180 200的絕緣膠粘劑;車輛離合器摩擦片、制動的絕緣膠粘劑;車輛離合器摩擦片、制動帶的粘接需要能在帶的粘接需要能在250 350工作的結構工作的結構膠粘劑。膠粘劑。 現代工業對耐高溫膠的需求正不斷增現代工業對耐高溫膠的需求正不斷增長,耐高溫環氧膠粘劑是一個重要品種。長,耐高溫環氧膠粘劑是一個重要品種。耐高溫環氧樹脂膠粘劑的特點:耐高溫環氧樹脂膠粘劑的特點:粘接強度高,粘接強度高,綜合性能好,使用工藝簡便。綜合性能好,使用工藝簡便。突出優點:突出優點:固化過程中揮發物少,僅(固化
47、過程中揮發物少,僅(0.51.5)左右;)左右;收縮率小,一般在收縮率小,一般在0.050.1左右;左右;可在可在-60232下長期工作;下長期工作;最高使用溫度可達最高使用溫度可達260316。耐高溫環氧膠粘劑的組成:耐高溫環氧膠粘劑的組成:耐高溫環氧樹脂耐高溫環氧樹脂:主要有雙酚:主要有雙酚S型環氧樹脂、型環氧樹脂、酚醛環氧樹脂、縮水甘油型多官能團環氧酚醛環氧樹脂、縮水甘油型多官能團環氧樹脂、脂環族環氧樹脂。樹脂、脂環族環氧樹脂。耐高溫固化劑耐高溫固化劑:主要有芳香胺、芳環或脂環:主要有芳香胺、芳環或脂環酸酐、酚醛樹脂、有機硅樹脂、雙氰胺等。酸酐、酚醛樹脂、有機硅樹脂、雙氰胺等。增韌劑增韌劑:有端羧基丁腈橡膠、聚酚氧樹脂、:有端羧基丁腈橡膠、聚酚氧樹脂、聚砜樹脂、聚芳砜、聚醚酮、聚醚醚酮等。聚砜樹脂、聚芳砜、聚醚酮、聚醚醚酮等。填料填料抗熱氧劑抗熱氧劑4.環氧樹脂結構膠粘劑環氧樹脂結構膠粘劑 結構膠粘劑結構膠粘劑是指粘接受力結構件的一類是指粘接受力結構件的一類膠粘劑,在結構件的連接上,比傳統的鉚接、膠粘劑,在結構件的連接上,比傳統
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