雙酚A型環氧樹脂

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更新時間: 2013-09-13

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環氧樹脂是指那些分子中至少含有兩個反應性環氧基團的樹脂化合物。環氧樹脂經固化後有許多突出的優異性能,如對各種材料特別是對金屬的黏著力很強、有很強的耐化學腐蝕性、力學強度很高、電絕緣性好、耐腐蝕等。此外,環氧樹脂可以在相當寬的溫度範圍內固化,而且固化時體積收縮小。雙酚A型環氧樹脂是由雙酚A、環氧氯丙烷在鹼性條件下縮合,經水洗,脫溶劑精製而成的高分子化合物。因環氧樹脂的製成品具有良好的物理機械性能,耐化學藥品性,電氣絕緣性能,故廣泛應用於塗料、膠粘劑、玻璃鋼、層壓板、電子澆鑄、灌封、包封等領域。

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1 雙酚A型環氧樹脂 -簡介

分類

雙酚A型環氧樹脂雙酚A型環氧樹脂分子式
  環氧樹脂的種類繁多,為了區別起見,常在環氧樹脂的前面加上不同單體的名稱。如二酚基丙烷(簡稱雙酚A)環氧樹脂(由雙酚A和環氧氯丙烷製得);甘油環氧樹脂(由甘油和環氧氯丙烷製得);丁烯環氧樹脂(由聚丁烯氧化而得);環戊二烯環氧樹脂(由二環戊二烯環氧化製得)。此外,對於同一類型的環氧樹脂,也根據它們的黏度和環氧值的不同而分成不同的牌號,因此它們的性能和用途也有所差異。目前應用最廣泛的是雙酚A型環氧樹脂的一些牌號,通常所說的環氧樹脂就是指雙酚A型環氧樹脂。

  雙酚A型環氧樹脂是環氧樹脂中產量最大、使用最廣的一種品種,因為它有很高的透明度,也是由雙酚A和環氧氯丙烷在氫氧化鈉存在下反應生成的:式中:n一般在0~25之間。根據相對分子質量大小,環氧樹脂可以分成各種型號。一般低相對分子質量環氧樹脂的n平均值小於2,軟化點低於50℃,也成為軟環氧樹脂;中等相對分子質量環氧樹脂的n值在2~5之間,軟化點在50~95℃之間;而n大於5的樹脂(軟化點在100℃以上)稱為高相對分子質量樹脂。
用途

  雙酚A型環氧樹脂在防腐蝕領域中常用的幾種形式:

  ◆環氧類塗料

  ◆環氧樹脂玻璃鋼

  ◆環氧樹脂膠泥、砂漿

  ◆環氧樹脂整體地坪

  ◆環氧-酚醛、環氧-呋喃樹脂複合玻璃鋼

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雙酚A型環氧樹脂雙酚A型環氧樹脂

2 雙酚A型環氧樹脂 -雙酚A型環氧樹脂的固化原理

  在環氧樹脂的結構中有羥基(〉CH—OH)、醚基(—O—)和極為活潑的環氧基存在,羥基和醚基有高度的極性,使環氧分子與相鄰界面產生了較強的分子間作用力,而環氧基團則與介質表面(特別是金屬表面)的遊離鍵起反應,形成化學鍵。因而,環氧樹脂具有很高的黏合力,用途很廣,商業上被稱作「萬能膠「。此外,環氧樹脂還可做塗料、澆鑄、浸漬及模具等用途。但是,環氧樹脂在未固化前是呈熱塑性的線型結構,使用時必須加入固化劑,固化劑與環氧樹脂的環氧基等反應,變成網狀結構的大分子 ,成為不溶且不熔的熱固性成品。環氧樹脂在固化前相對分子質量都不高,只有通過固化才能形成體形高分子。環氧樹脂的固化要藉助固化劑,固化劑的種類很多,主要有多元胺和多元酸,他們的分子中都含有活波氫原子,其中用得最多的是液態多元胺類,如二亞乙基三胺和三乙胺等。環氧樹脂在室溫下固化時,還常常需要加些促進劑(如多元硫醇),已達到快速固化的效果。 固化劑的選擇與環氧樹脂的固化溫度有關,在通常溫度下固化一般用多元胺和多元硫胺等,而在較高溫度下固化一般選用酸酐和多元酸為固化劑。不同的固化劑,其交聯反應也不同。

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3 雙酚A型環氧樹脂 -雙酚A型環氧樹脂的結構

  環氧樹脂的各個應用領域中,其最終的使用性能是由環氧樹脂固化物提供的。環氧樹脂固化物的性能取決於固化物的分子結構。而固化物的分子結構及其形成則取決於環氧樹脂的結構及性能、固化劑的結構及性能、添加劑的結構及性能,以及環氧樹脂的固化歷程。雙酚A型環氧樹脂的結構對環氧樹脂及其固化物性能的影響如下:

雙酚A型環氧樹脂雙酚A型環氧樹脂
1、雙酚A型環氧樹脂的大分子結構具有以下特徵 1)大分子的兩端是反應能力很強的環氧基

  2)分子主鏈上有許多醚鍵,是一種線型聚醚結構

  3)n值較大的樹脂分子鏈上有規律地、相距較遠地出現許多仲羥基,可以看成是一種長鏈多元醇

  4)主鏈上還有大量苯環、次甲基和異丙基

  2、雙酚A型環氧樹脂的各結構單元賦予樹脂功能 1)環氧基和羥基賦予樹脂反應性,使樹脂固化物具有很強的內聚力和粘接力;

  2)醚鍵和羥基是極性基團,有助於提高浸潤性和粘附力;

  3)醚鍵和C-C鍵使大分子具有柔順性;

  4)苯環賦予聚合物以耐熱性和剛性;

  5)異丙基也賦與大分子一定的剛性;

  6)-C-O-鍵的鍵能高,從而提高了耐鹼性。

4 雙酚A型環氧樹脂 -功能決定特點

  雙酚A型環氧樹脂的分子結構決定了它的性能具有以下特點:

  1)是熱塑性樹脂,但具有熱固性,能與多種固化劑、催化劑及添加劑形成多種性能優異的固化物,幾乎能滿足各種使用要求

  2)樹脂的工藝性好。固化時基本上不產生小分子揮發物,可低壓成型,能溶於多種溶劑

  3)固化物有很高的強度和粘接強度

  4)固化物有較高的耐腐蝕性和電性能

  5)固化物有一定的韌性和耐熱性

  6)主要缺點是:耐熱性和韌性不高,耐濕熱性和耐候性差

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雙酚A型環氧樹脂

5 雙酚A型環氧樹脂 -合成原理

  雙酚A型環氧樹脂是由雙酚A和環氧氯丙烷在鹼性催化劑(通常用NaOH)作用下縮聚而成。

  合成方法

  (1)液態雙酚A型環氧樹脂的合成方法歸納起來大致有兩種:一步法和二步法。一步法又可分為一次加鹼法和二次加鹼法。二步法又可分為間歇法和連續法。

  (2)固態雙酚A型環氧樹脂的合成方法大體上也可分為兩種:一步法和二步法。一步法又可分為水洗法、溶劑萃取法和溶劑法。二步法又可分為本體聚合法和催化聚合法。

6 雙酚A型環氧樹脂 -雙酚A型環氧樹脂主要技術指標

  

國產型號主要技術指標國外類似型號
環氧值/(eq/100g)軟化點/℃有機氯/(mol/100g)無機氯/(mol/100g)Shell
公司Epon
Ciba-Giegy
Araldite
E-55(616)0.55~0.56
≤0.02≤0.001

E-51(618)0.48~0.54<2.5≤0.02≤0.001

E-44 (6101)0.41~0.4712~20≤0.02≤0.001

E-42(634)0.38~0.4521~27≤0.02≤0.001834
E-35(637)0.30~0.4020~35≤0.02≤0.005

E-20(601)0.18~0.2264~76≤0.02≤0.00110016071,7071
E-12(604)0.09~0.1485~95≤0.02≤0.00110046064,7004
E-06(607)0.04~0.07110~135≤0.02≤0.00110076097,7097
E-03(609)0.02~0.045135~155≤0.02≤0.00110096099,6609

7 雙酚A型環氧樹脂 -基本性能

  英文名稱:bisphenol A epoxy resins

  又稱E型環氧樹脂,化學名稱雙酚A二縮水甘油醚,簡稱EP,平均分子量3100~7000。幾乎無色或淡黃色透明黏稠液體或塊(片、粒)狀脆性固體,相對密度1.160。溶於丙酮、甲.乙酮、環已酮、醋酸乙酯、甲苯、二甲苯、無水乙醇、乙二醇等有機溶劑。可燃。無毒。

8 雙酚A型環氧樹脂 -應用

  用作聚硫密封膠的增黏劑和氯磺化聚乙烯膠黏劑的增黏交聯劑。還用作聚氨酯膠黏劑的增強劑,其聚氨酯一環氧膠黏劑的剪切強度15.8MPa比單純聚氨酯膠黏劑的剪切強度(9.0MPa)提高了76%。雙組分聚氨酯膠黏劑中加入少量環氧樹脂,可明顯提高拉仲剪切強度。

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