应用领域
序言简介
环氧树脂优良的物理机械和电绝缘性能、与各种材料的粘接性能、以及其使用工艺的灵活性是其他热固性塑料所不具备的。因此它能制成涂料、复合材料、浇铸料、胶粘剂、模压材料和注射成型材料,在国民经济的各个领域中得到广泛的应用。
折叠涂料用途
环氧树脂在涂料中的应用占较大的比例,它能制成各具特色、用途各异的品种。其共性:
1.耐化学品性优良,尤其是耐碱性。
2.漆膜附着力强,特别是对金属。
3.具有较好的耐热性和电绝缘性。
4.漆膜保色性较好。
但是双酚A型环氧树脂涂料的耐候性差,漆膜在户外易粉化失光又欠丰满,不宜作户外用涂料及高装饰性涂料之用。因此环氧树脂涂料主要用作防腐蚀漆、金属底漆、绝缘漆,但杂环及脂环族环氧树脂制成的涂料可以用于户外。
折叠胶粘用途
环氧树脂除了对聚烯烃等非极性塑料粘结性不好之外,对于各种金属材料如铝、铁、铜;非金属材料如玻璃、木材、混凝土等;以及热固性塑料如酚醛、氨基、不饱和聚酯等都有优良的粘接性能,因此有**胶之称。环氧胶粘剂是结构胶粘剂的重要品种。
应用领域 | 被粘材料 | 主要特征 | 主要用途 |
土木建筑 | 混凝土,木,金属,玻璃,热固性塑 | 低黏度,能在潮湿面(或水中)固化,低温固化性 | 混凝土修补(新旧面的衔接),外墙裂缝修补,嵌板的粘结,下水道管的连接,地板粘结,建筑结构加固。 |
电子电器 | 金属、陶瓷,玻璃,FRP等势固性塑料 | 电绝缘性、耐湿性,耐热冲击性,耐热性,低腐蚀性 | 电子元件,集成电路,液晶屏,光盘,扬声器,磁头,铁芯,电池盒,抛物面天线,印制电路板 |
航天航空 | 金属,热固性塑料,FRP(纤维增强塑料) | 耐热,耐冲击,耐湿性,耐疲劳,耐辐射线 | 同种金属、异种金属的粘接,蜂窝芯和金属的粘接,复合材料,配电盘的粘接 |
汽车机械 | 金属,热固性塑料,FRP | 耐湿性,防锈,油面粘接,耐磨耐久性(疲劳特性) | 车身粘结,薄钢板补强,FRP粘结,机械结构的修复、安装 |
体育用品 | 金属,木,玻璃,热固性塑料,FRP | 耐久性,耐冲击性 | 滑雪板,高尔夫球杆,网球拍 |
其他 | 金属,玻璃,陶瓷 | 低毒性,不泛黄 | 文物修补,家庭用 |
折叠电子电器
由于环氧树脂的绝缘性能高、结构强度大和密封性能好等许多独特的优点,已在高低压电器、电机和电子元器件的绝缘及封装上得到广泛应用,发展很快。主要用于:1.电器、电机绝缘封装件的浇注。如电磁铁、接触器线圈、互感器、干式变压器等高低压电器的整体全密封绝缘封装件的制造。在电器工业中得到了快速发展。从常压浇注、真空浇注已发展到自动压力凝胶成型。
工程类别 | 粘接对象 | 典型用途 | 主要组成 |
基础结构 | 岩石-岩石 金属-石或混凝土 金属-混凝土 金属-金属 | 疏松岩层的补强、基础加固、预埋螺栓、底脚等,柱子、桩头、接长、悬臂梁加粗、桥梁加固、路面设施敷设 | 环氧-稀释剂-改性胺 环氧-填料-改性胺 双酚S环氧-缩水甘油胺树脂-丁基橡胶-改性胺 |
地面 | 瓷、花岗石-混凝土 金属-混凝土 砂石-混凝土 PVC-橡胶-金属 | 耐腐蚀地坪制造中粘结构及勾缝;地面防滑和美化、净化;地板的铺设 | 环氧-填料-改性胺 环氧-聚硫橡胶-改性胺 丙烯酸酯-环氧共聚乳液 |
维修 | 混凝土、钢筋、灰浆 | 堤坝、闸门、建筑物的裂缝、缺损、起壳的修复,新旧水泥粘接 | 环氧-糖醇-改性胺 环氧-沥青-改性胺 环氧-活性石灰-改性胺 |
装潢 | 金属、玻璃、大理石、瓷砖有机玻璃、聚碳酸酯 | 墙面、门面、招牌、广告牌的安装和装潢 | 环氧-聚氯酯 环氧-有机硅橡胶 |
给排水 | 金属、混凝土 | 管道、水渠衬里,管接头密封 | 环氧-改性芳香胺 |
用途 | 被粘材料 | 粘结部位 | 典型组成 |
卷边、点焊 | 钢板-钢板 | 发动机罩、门、行李箱底 | 单组分、环氧-聚氯酯 |
补强 | 钢板-FRP 钢板-发泡材料 | 门中部 门把手 | 环氧-偏硼酸三甲酯 环氧-聚酰胺 |
结构粘接 | 碳、玻璃纤维,钢,生铁 | 驱动轴、刹车片 | 单组分环氧原浆料 |
粘结密封 | FRP-涂装钢板 | 车顶-窗框 | 环氧-聚硫橡胶 |
装饰粘接 | 聚丙烯酸酯-聚丙烯 | 后背灯座 | 改性环氧树脂 |
2.广泛用于装有电子元件和线路的器件的灌封绝缘。已成为电子工业不可缺少的重要绝缘材料。
3.电子级环氧模塑料用于半导体元器件的塑封。来发展极快。由于它的性能优越,大有取代传统的金属、陶瓷和玻璃封装的趋势。
4.环氧层压塑料在电子、电器领域应用甚广。其中环氧覆铜板的发展尤其迅速,已成为电子工业的基础材料之一。
此外,环氧绝缘涂料、绝缘胶粘剂和电胶粘剂也有大量应用。
折叠编辑本段国内研究
我国自1958年开始对环氧树脂进行了研究,并以很快的速度投入了工业生产,至今已在全国各地蓬勃发展,除生产普通的双酚A-环氧氯丙烷型环氧树脂外,也生产各种类型的新型环氧树脂,以满足国防建设及国家经济各部门的急需。
折叠编辑本段基本分类
折叠分类标准
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。
折叠几种分类
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。
折叠编辑本段生产应用
折叠生产情况
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****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。
折叠需求品种
国外环氧树脂的品种牌号
世界上使用*广泛的品种是双酚A型环氧,其次是溴化双酚A型和酚醛型环氧树脂,其它品种生产使用量很小。
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。
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。
折叠市场前景
中国是全球*大也是*后一块环氧树脂市场处女地,中国环氧市场前景十分广阔。
容器制造业持续高速发展,罐头涂料需要越来越多的环氧树脂。
东北地区必然是环氧树脂的巨大的潜在市场。
水性环氧涂料前途无量。此两者是环氧涂料发展的主流。中国是***四大粉末涂料生产国,也是亚洲*大的粉末涂料生产国。我国政府已把粉末涂料和水性涂料确定为今后优先发展品种,而水性环氧涂料又在水性涂料行业中占重要地位。
折叠编辑本段使用方法
折叠用量
根据用户配方计量添加和使用。
折叠贮存
本品在5℃-35℃长期室内保存性能稳定。
折叠包装产品
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。
7.化学稳定性。
8. 尺寸稳定性。
9. 耐霉菌。
折叠编辑本段分类详解
折叠类型分类
根据分子结构,环氧树脂大体上可分为五大类:
1. 缩水甘油醚类环氧树脂
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
折叠复合材料
工业上使用量*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。
折叠甘油醚类
(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:
①环氧值。
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。
折叠其它类型
(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。
折叠编辑本段使用指南
折叠基本简介
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。
折叠操作要求
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。
改性剂的选择
(1)聚硫橡胶:可提高冲击强度和抗剥性能。
(2)聚酰胺树脂:可改善脆性,提高粘接能力。
(3)聚乙烯醇缩丁醛:提高抗冲击鞣性。
(4)丁腈橡胶类:提高抗冲击鞣性。
(5)酚醛树脂类:可改善耐温及耐腐蚀性能。
(6)聚酯树脂:提高抗冲击鞣性。
(7)尿醛三聚氰胺树脂:增加抗化学性能和强度。
(8)糠醛树脂:改进静弯曲性能,提高耐酸性能。
(9)乙烯树脂:提高抗剥性和抗冲强度。
(10)异氰酸酯:降低潮气渗透性和增加抗水性。
(11)硅树脂:提高耐热性。
填料的选择
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 |
石棉粉、硅胶粉、高温水泥 | 提高耐热性 |
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 | 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 | 增加绝缘性能 |
各种颜料、石墨 | 具有色彩 |
稀释剂的选择
名称 | 二缩水甘油醚 | 多缩水甘油醚 | 环氧丙烷丁基醚 | 环氧丙烷苯基醚 | 二环氧丙烷乙基醚 | 三环氧丙烷丙基醚 |
牌号 | 600 | 630 | 660 | 690 | 669 | 662 |
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 |
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 |
折叠编辑本段耐腐蚀
折叠基本概述
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*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*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。