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1、第七章環(huán)氧樹脂膠黏劑EpoxyResinAdhesive環(huán)氧樹脂主要性能指標(biāo)1.環(huán)氧值:每100克環(huán)氧樹脂中所含環(huán)氧基物質(zhì)的量。2.環(huán)氧當(dāng)量:含有一克當(dāng)量環(huán)氧基的環(huán)氧樹脂的克數(shù)。3.黏度:4.軟化點:5.揮發(fā)分:100g樹脂中低分子雜質(zhì)、易揮發(fā)成分含量。環(huán)氧樹脂是指分子中含有二個或二個以上環(huán)氧基并在適當(dāng)化學(xué)助劑如固化劑存在下能形成三向交聯(lián)結(jié)構(gòu)的化合物之總稱。它是一種膠接性能好、耐腐蝕,且電絕緣性能和機械強度都很高的熱固性樹脂。它具有許多優(yōu)良的性能,對金屬和非金屬都有很好的膠接效果,所以環(huán)氧樹脂有“萬能膠”之稱。在19世紀(jì)末和20世紀(jì)初兩個重大的發(fā)現(xiàn)
2、揭開了環(huán)氧樹脂發(fā)明的帷幕。1891年德國的Lindmann用對苯二酚和環(huán)氧氯丙烷反應(yīng)生成了樹脂狀產(chǎn)物。1909年俄國化學(xué)家Prileschajew發(fā)現(xiàn)用過氧化苯甲醚和烯烴反應(yīng)可生成環(huán)氧化合物。這兩種化學(xué)反應(yīng)至今仍是環(huán)氧樹脂合成中的主要途徑。1934年Schlack用胺類化合物使含有大于一個環(huán)氧基團的化合物聚合得到高分子聚合物,作為德國專利發(fā)表。1938年后,瑞士的P.Castan及美國的S.O.Greenlee所發(fā)表的多項專利都揭示了雙酚A和環(huán)氧氯丙烷經(jīng)縮聚反應(yīng)合成環(huán)氧樹脂,用有機多元胺或鄰苯二甲酸酐均可使樹脂固化,并具有優(yōu)良的膠接性能。不久,瑞士
3、(汽巴)CIBA公司、美國的Shell公司及DowChemical公司都開始了環(huán)氧樹脂工業(yè)化生產(chǎn)及應(yīng)用開發(fā)工作。1947年瑞士汽巴公司牌號為Araldite的粘結(jié)劑開始引人注目,環(huán)氧樹脂從此以萬能膠聞名于世。另外Shell公司的EPON環(huán)氧樹脂作為涂料推向市場,1956年美國聯(lián)合碳化合物公司開始出售脂環(huán)族環(huán)氧樹脂1959年Dow化學(xué)公司生產(chǎn)酚醛環(huán)氧樹脂。發(fā)展至今已在各個領(lǐng)域中獲得廣泛的應(yīng)用。第一節(jié)概述1.環(huán)氧樹脂膠黏劑的特性(1)膠接力強、機械強度高;(2)固化過程中收縮率小;(3)可室溫固化,也可高溫固化;(4)使用溫度范圍大。-60~150℃。
4、2.環(huán)氧樹脂膠黏劑組成主要由環(huán)氧樹脂和固化劑兩大部分組成。為改善某些性能,還加入稀釋劑、促進劑、偶聯(lián)劑、填料等。3.環(huán)氧樹脂類型環(huán)氧樹脂品種繁多,按其化學(xué)結(jié)構(gòu)和環(huán)氧基的結(jié)合方式分為一下幾類:(1)縮水甘油醚類(2)縮水甘油酯類(3)縮水甘油胺類(4)脂肪族環(huán)氧化合物(5)脂環(huán)族環(huán)氧化合物(6)混合型環(huán)氧樹脂按室溫下樹脂的狀態(tài)分為:液態(tài)環(huán)氧樹脂:可用作澆注料、無溶劑膠黏劑和涂料。固態(tài)環(huán)氧樹脂:相對分子質(zhì)量較大的單純環(huán)氧樹脂,一種熱塑性的固態(tài)低聚物。可用作溶劑型涂料、粉末涂料和固態(tài)成型材料等。環(huán)氧樹脂按其主要組成物質(zhì)分類代號環(huán)氧樹脂類型E二酚基丙烷環(huán)氧
5、樹脂ET有機鈦改性二酚基丙烷環(huán)氧樹脂EG有機硅改性二酚基丙烷環(huán)氧樹脂F(xiàn)酚醛多環(huán)氧樹脂B丙三醇環(huán)氧樹脂IQ脂肪族縮水甘油酯J間苯二酚環(huán)氧樹脂D聚丁二烯環(huán)氧樹脂4.環(huán)氧樹脂命名命名原則:在基本名稱之前加上型號?;久Q仍采用我國已有習(xí)慣名稱:“環(huán)氧樹脂”環(huán)氧樹脂以一個或兩個漢語拼音字母與兩個阿拉伯?dāng)?shù)字作為型號,表示類別及品種。主要組成物質(zhì)名稱代號環(huán)氧基平均值基本名稱改性物質(zhì)名稱代號或“-”××××××××型號第二節(jié)環(huán)氧樹脂的合成原理最常用的環(huán)氧樹脂是雙酚A同環(huán)氧氯丙烷反應(yīng)制造的雙酚A二縮水甘油醚,即雙酚A型環(huán)氧樹脂.在環(huán)氧樹脂中,它原料易得,成本最低,
6、因而產(chǎn)量最大。國內(nèi)約占環(huán)氧樹脂總產(chǎn)量的90%,世界約占環(huán)氧樹脂總產(chǎn)量75%~80%,被稱為通用型環(huán)氧樹脂。(1)在堿催化下,環(huán)氧氯丙烷的環(huán)氧基與雙酚A酚羥基反應(yīng),生成端基為氯化羥基化合物——開環(huán)反應(yīng)(2)在氫氧化鈉作用下,脫HCl形成環(huán)氧基——閉環(huán)反應(yīng)(3)新生成的環(huán)氧基再與雙酚A酚羥基反應(yīng)生成端羥基化合物——開環(huán)反應(yīng)(5)與NaOH反應(yīng),脫HCl再形成環(huán)氧基——閉環(huán)反應(yīng)(4)端羥基化合物與環(huán)氧氯丙烷作用,生成端氯化羥基化合物——開環(huán)反應(yīng)工藝流程雙酚ANaOH(10%)環(huán)氧氯丙烷縮合反應(yīng)洗滌分離脫水成品n為平均聚合度。通常n=0~19,相對分子質(zhì)量
7、340~7000。調(diào)節(jié)雙酚A和環(huán)氧氯丙烷用量比,可得到相對分子質(zhì)量不同的環(huán)氧樹脂。液態(tài)雙酚A環(huán)氧樹脂:平均相對分子質(zhì)量較低,平均聚合度n=0~1.8。當(dāng)n=0~1時,室溫下為液體,如E-51,E-44.當(dāng)n=1~1.8時,為半固體,軟化點>55℃。如E-31。固態(tài)雙酚A環(huán)氧樹脂:平均相對分子質(zhì)量較高。n=1.8~19當(dāng)n=1.8~5時,為中等相對分子質(zhì)量環(huán)氧樹脂。軟化點55~95℃。如E-20,E-12等。當(dāng)n>5時,為高相對分子質(zhì)量環(huán)氧樹脂,軟化點>100℃。如E-06,E-03等。雙酚A型環(huán)氧樹脂大分子結(jié)構(gòu)具有以下特征:(1)大分子的兩端是反應(yīng)
8、能力很強的環(huán)氧基;(2)分子主鏈上有許多醚鍵,是一種線型聚醚結(jié)構(gòu);(3)n值較大的樹脂分子鏈上有規(guī)律地、相距較遠地出現(xiàn)許多