环氧树脂Epoxy Resin,缩写:EP
环氧是指大分子链上含有醚基,而在两端含有环氧基团的一类聚合物,英文名Epoxy resin,缩写为EP;除个别外,它们的相对分子质量都不高。环氧树脂的分子结构是以分子链中含有活泼的环氧基团为其特征,环氧基团可以位于分子链的末端、中间或成环状结构。由于分子结构中含有活泼的环氧基团,使它们可与多种类型的固化剂发生交联反应而形成不溶、不熔的具有三向网状结构的高聚物。
环氧树脂有很多种类,按其组成可分为双酚A型、双酚F型、双酚S型、脂环族、脂肪族、酚醛环氧等类型。工业上应用最普遍的是双酚A型EP,它是由二酚基丙烷(双酚A)和环氧氯丙烷缩聚而成的,其产量占整个环氧树脂总产量的90%以上。
其它类型的环氧树脂大多具有一些独特的性能如耐热、难燃等,往往只用于特殊场合:
⑴卤代二酚基丙烷环氧化树脂:自熄性好,可用于阻燃制品;
⑵有机钛环氧树脂:热稳定性好,介电损耗小,可用于绝缘制品;
⑶有机硅环氧树脂:耐热、耐水性好,适用于高温、高湿、温度变化大的场所;
⑷酚醛环氧树脂:热稳定性和力学性能好;
⑸三聚氰酸环氧树脂:耐高温性好,化学稳定性和耐紫外线性能佳;
⑹脂环族环氧树脂:耐候性好,耐热性佳,热变形温度可达300℃。
未固化的环氧树脂呈线形结构,具有热塑性。中低分子量的EP树脂强度较低,不能直接用做塑料制品,只能用于粘合剂、涂料等;用于粘合剂的环氧树脂,由于其粘合性能良好而被称为“万能胶”。高分子量的EP树脂才有适当的强度,可以直接加工成型,但用量亦很少。
中低分子量的环氧树脂如果要用于塑料制品,必须加入固化剂,在一定的温度下进行交联固化反应,形成网状结构后,才具有优异的性能。
固化后的环氧树脂具有良好的力学性能、化学稳定性、电绝缘性、尺寸稳定性、耐热性,广泛应用于浇铸、压制、增强玻璃钢和泡沫塑料制品等。
环氧树脂具有以下特性:
⒈形式多样:各种树脂、固化剂、改性剂体系几乎可以适应各种应用对形式提出的要求,其范围可以从极低的粘度到高熔点固体。
⒉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。
⒊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率低,产生的内应力小,这也有助于提高粘附强度。
⒋收缩率低:环氧树脂和所用的固化剂的反应是通过直接加成反应或树脂分子中环氧基的开环聚合反应来进行的,没有水或其它挥发性副产物放出。它们和不饱和聚酯树脂、酚醛树脂相比,在固化过程中显示出很低的收缩性(小于2%)。
⒌力学性能:固化后的环氧树脂体系具有优良的力学性能。
⒍电性能:固化后的环氧树脂体系是一种具有高介电性能、耐表面漏电、耐电弧的优良绝缘材料。
⒎化学稳定性:固化后的环氧树脂体系具有优良的耐碱性、耐酸性和耐溶剂性。EP树脂的化学稳定性取决于所选用的树脂和固化剂;选用合适的环氧树脂和固化剂,可以使其具有特殊的化学稳定性能。
⒏尺寸稳定性:环氧树脂体系具有突出的尺寸稳定性和耐久性。
⒐耐霉菌:固化的环氧树脂体系耐大多数霉菌,可以在苛刻的热带条件下使用。
环氧树脂及环氧树脂胶粘剂本身是无毒的,但由于在制备过程中添加了溶剂和其它有毒物,因此不少环氧树脂成为“有毒”材料;目前绝大多数环氧树脂涂料为溶剂型涂料,含有大量的可挥发有机化合物(VOC),有毒、易燃,因而对环境和人体造成危害。近年来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。
