涂料树脂合成及应用 教学课件 ppt 作者 闫福安 等编著第七章环氧树脂.ppt

第七章环氧树脂 目录 1、环氧树脂的概念 分类 2、环氧树脂及其固化物 3、环氧树脂的合成 4、环氧树脂的应用 概念：环氧树脂（Epoxy Resin）是指分子结构中含有2个或2个以上环氧基并在适当的化学试剂存在下能形成三维网状固化物的化合物的总称，是一类重要的热固性树脂。 按原料组分：有双酚型环氧树脂，非双酚型环氧树脂以及脂环族环氧化合物和脂肪族环氧化合物等新型环氧树脂。环氧树脂、酚醛树脂及不饱和聚酯树脂被称为三大通用型热固性树脂。它们是热固性树脂中用量最大、应用最广的品种。 环氧树脂中含有独特的环氧基，以及羟基、醚键等活性基团和极性基团，因而具有许多优异的性能。 由于环氧树脂是指含有环氧基的高分子聚合物，因而它的类型非常繁多。环氧氯丙烷是各种类型环氧树脂的主要单体，它可以与各种多元酚类、多元醇类等缩聚成环氧树脂。为了便于区别起见，在环氧树脂名词前面加上不同单体的名称：如二酚基丙烷环氧树脂(环氧氯丙烷与二酚基丙烷缩聚而成),该树脂用途较广，人们对这种类型的高聚物的研究比较普遍和深入，所以目前环氧树脂这个名词是指二酚基丙烷环氧树脂。 2、环氧树脂及其固化物 环氧树脂是由环氧氯丙烷与二酚基丙烷缩聚而成的高聚物。根据不同的条件可制得不同分子量的树脂，平均分子量一般是在300~7000之间，结构如下： 式中n=0~19，当n=0时，得到的是琥珀色或淡黄色的低分子量树脂，但当n≥2时得到的是固体的高分子量树脂。 环氧树脂的特点： （1）粘合力高 环氧树脂的高度粘合力，是由于结构中 含有脂肪族羟基、醚基及其中极为活泼的环氧基。羟基和醚基的极性，使得环氧树脂分子和相邻表面之间产生电磁吸力，而且环氧基与含有活泼氢的金属表面起反应生成化学键，因而粘结力特别强。 （2）收缩性小 环氧树脂在硬化时没有副产物产生，不会产生气泡，因而收缩率小(≈2%)，若加入填料，则环氧塑料的收缩率更小(≈0．1%)，是热固性树脂中收缩性最小的一种。此外，热膨胀系数小，受冷热温度的影响小，因而提供了树脂用途的广泛性。 （3）稳定性高 很多硬化剂都可以使环氧树脂硬化。通常在室温或稍加一些热度就可以操作。环氧树脂在未加入硬化剂时是热塑性树脂，不会受热硬化，所以稳定性高，可以放置很久不会变质。 环氧树脂固化物的特点 环氧树脂是热塑性树脂，本身不会固化，但在加入固化剂后变成热固性树脂，是一种不熔不溶的产物，具有很多优良的性能： （1）耐化学品稳定性高 硬化后的环氧树脂，由于含有稳定的苯环、醚键，因而耐化学溶剂性能佳；其中含有脂肪性羟基与碱不起作用，与酚醛树脂、聚酯树脂不同。 （2）电绝缘性能优良 硬化后环氧树脂的电性能极佳，可以浇铸各种电器零件，如电容器、变压器等。 （3）机械性能高 环氧树脂粘合力相当高，可以粘合各种材料：金属 非金属材料，粘合后的材料的抗剪强度非常高。 环氧树脂固化剂 目前，有关环氧树脂固化剂的研究内容主要是改善环氧树脂的脆性、耐温性、耐候性、固化速度等方面的缺陷，提高其性能。 多元胺类固化剂 一般胺类(如乙二胺，二乙烯三胺等)固化剂存在常温下挥发性大、毒性大、固化偏快、配比太严，还会吸收二氧化碳降低固化效果等缺点。对胺类固化剂以化学或物理方法进行改性可克服上述不足，提高环氧树脂固化物的综合性能 。 酸酐类固化剂 酸酐固化剂的缺点是固化温度高，由于加热至80℃以上才能起反应，因此比其他固化剂固化周期长。为了降低固化温度，酸酐固化剂常配合促进剂使用。DMP-30是一种常用的固化促进剂，对环氧树脂的高温固化具有很好的促进作用，降温幅度在30～ 50℃ ，固化时间缩短了2～4 h，固化产物的强度不仅没有降低，反而有所增加。 其他固化剂 有机酰肼类是一种高熔点的固体，与环氧树脂混合后贮存期可达4个月，降低温度所需的促进剂与双氰胺类类似。 微胶囊类固化剂是一种潜伏型固化剂，利用物理方法，将固化剂用微细的油滴包裹，形成胶囊，加入树脂中可暂时封闭起来，在适当的条件下释放固化剂，成膜剂通常用纤维素醚、明胶、聚乙烯醇、聚酯等，缺点是贮存和运输不便。 3、环氧树脂的合成 环氧树脂是由环氧氯丙烷及二酚基丙烷在苛性碱作用下缩聚而成。环氧氯丙烷是最主要的单体，也是大多数不同类型环氧树脂的主要原料。 由双酚A和环氧氯丙烷在氢氧化钠的存在小进行缩聚反应生成环氧树脂的反应式如下： 双酚A环氧树脂的工艺流程如下： 4、环氧树脂的应用 环氧树脂优良的物理