脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂的特性及用途

因?yàn)橹h(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂分子結(jié)構(gòu)中的環(huán)氧基不是來(lái)自環(huán)氧丙烷，環(huán)氧基直接連接在脂環(huán)上，所以，脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂與雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂相比較，具有以下特點(diǎn)：

1.熱穩(wěn)定性良好：由于脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂的環(huán)氧基直接連接在脂環(huán)上，能形成緊密的剛性分子結(jié)構(gòu)，固化后交聯(lián)密度增大，因而熱變形溫度比較高，馬丁耐熱可以達(dá)到190℃以上，熱分解溫度大于360℃。固化收縮率小，拉伸強(qiáng)度高。但是由于環(huán)氧當(dāng)量小，交聯(lián)密度高，固化物較脆，韌性差。

2.耐侯性好：脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂的分子結(jié)構(gòu)中不含苯環(huán)，具有良好的耐侯性能和抗紫外輻射。

3.電絕緣性能優(yōu)異：由于合成的過(guò)程中不含氯、鈉等離子，因此脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂都具有良好的介電性能，無(wú)論是從比電阻還是從介電損耗角正切值看，均較雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂為優(yōu)。

4.工藝性能好：脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂的粘度都比較小，因此，在澆注和壓制制件時(shí)作業(yè)較方便，這一點(diǎn)，尤其是對(duì)大部件的制件加工時(shí)，更顯得重要。另外，由于脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂具有黏度小的特點(diǎn)．還可以將它作為良好的環(huán)氧樹(shù)脂活性稀釋刑。

5.安全性高：脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂對(duì)有機(jī)酸和酸酐的反應(yīng)活性比對(duì)胺類的反應(yīng)活性大．因此，在酸性固化劑中便能充分固化。這樣一來(lái)就避免了使用毒性大、揮發(fā)性大的胺類固化則，對(duì)操作人員比較安全。

脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂主要用途：

1. 稀釋劑

可用作活性稀釋劑的脂環(huán)族環(huán)氧化合物有環(huán)氧-269、206、201及221。其中，環(huán)氧269、206都是高沸點(diǎn)、低粘度的液體，即使是在-60℃仍保持液體狀態(tài)，是環(huán)氧樹(shù)脂很好的稀釋劑。且隨著用量的增加，環(huán)氧體系粘度顯著下降，但熱變形溫度幾乎是恒定的，這是一般環(huán)氧稀釋劑不能與之相比的。各種稀釋劑對(duì)固化物性能的影響如表7所示。環(huán)氧269是一種雙環(huán)氧基的活性稀釋劑，固化后交聯(lián)度高，并保持原有環(huán)狀結(jié)構(gòu)，所以耐熱溫度高、機(jī)械性能好。

2. 絕繞灌封材料

由脂環(huán)族環(huán)氧化合物制造的有機(jī)絕緣體代替了戶外高壓裝置中的陶瓷制品。與陶瓷相比，它具有重量輕、體積小，抗沖擊性好等優(yōu)點(diǎn)，而且可以較經(jīng)濟(jì)地制成大小、形狀各異的產(chǎn)品。由于它具有優(yōu)良的電氣特性和顏色穩(wěn)定性，可用作發(fā)光二極管的封裝材料。加入多元醇增塑劑后，在變壓器、高壓線圈以及各種小型電子元件的灌封方面應(yīng)用廣泛，這類產(chǎn)品可以同時(shí)滿足熱沖擊電阻良好、熱變形溫度高、臨界電氣特性優(yōu)良的要求。

3. 復(fù)合材料

脂環(huán)族環(huán)氧化合物的耐熱性、力學(xué)性能及耐候性好，尤其是黏度小，適用期長(zhǎng)，特別適用于濕法層壓成型和纏繞成型制造高強(qiáng)度耐熱復(fù)合材料。以脂環(huán)族環(huán)氧化合物做的玻璃鋼層壓制品，固化后的材料結(jié)構(gòu)緊密，具有高熱變形溫度(300℃以上)，優(yōu)良的熱穩(wěn)定性及耐候性，沖擊強(qiáng)度高、電絕緣性好。

4. 模具制造

脂環(huán)族環(huán)氧化合物還可作塑料模具中的樹(shù)脂組分，所得的固化物耐熱性好，有較好的機(jī)械強(qiáng)度，體積收縮率小，精確度較高，適合做精密鑄模和模具。比起金屬模具，它具有易于加工、價(jià)格低、重量輕、利于模塑操作等優(yōu)點(diǎn)。用ZH92-21、鋁粉、甲基四氫苯酐在促進(jìn)劑作用下分步固化制作出熱傳導(dǎo)性好、表面光潔度高的真空成型模具、低壓澆鑄模具、注塑反應(yīng)成型模具、吹塑及發(fā)泡模具等。

5. 膠粘劑

脂環(huán)族環(huán)氧化合物因其可與不潔表面甚至于油質(zhì)金屬表面形成高強(qiáng)度化學(xué)鍵而在粘接應(yīng)用特色，明顯憂于縮水甘油醚類環(huán)氧樹(shù)脂。 以ZH207制成的膠粘劑粘接鋁片時(shí)有這樣的特點(diǎn)：室溫下粘接強(qiáng)度一般，但在逐步升溫時(shí)，粘接強(qiáng)度有所提高。

6. 涂料

脂環(huán)族環(huán)氧化合物在涂料應(yīng)用方面也很有特色。以這類樹(shù)脂為基料制得的涂料可耐高溫，如ZH68-01耐溫230℃以上，ZH 206達(dá)250℃以上，ZH207則可達(dá)300℃.脂環(huán)族結(jié)構(gòu)賦與電氣涂料的表面電阻和漏電痕阻，有助于戶外涂料顏色的保持和耐久。由脂環(huán)族環(huán)氧和含按基的樹(shù)脂混合交聯(lián)得到性能優(yōu)良的涂料，可用于罩面漆、汽車底漆以及需要相對(duì)高成膜性的工業(yè)涂裝等。紫外光固化涂料以其固化快、無(wú)需高溫、不產(chǎn)生氣泡、膜面光澤好等優(yōu)點(diǎn)日益受到廣泛重視。以脂環(huán)族環(huán)氧為主要成分制得的這類涂料耐候性強(qiáng)、硬度高、耐磨、抗沖擊、耐化學(xué)腐蝕、粘接性好，可用于印刷線路板阻焊油墨、光盤(pán)的外涂料及金屬、塑料的罩面保護(hù)等。

環(huán)氧樹(shù)脂在工藝品制備上的應(yīng)用

環(huán)氧樹(shù)脂具有好的可操作性，能采用粘、涂、澆灌等多種方法成型，因而是制備工藝品的很好材料?？梢杂盟鼇?lái)粘結(jié)貝殼、玻璃、卵石、絨布使之成為各種造型的工藝品；可以用它將各種植物、動(dòng)物放在一定形狀的模具中澆灌成標(biāo)本式的工藝品；也可以將它澆灌在模具中制成佛像、動(dòng)物及各種造型的彷玉器、銅器、石器的工藝品；還可以用它將照片、圖畫(huà)封貼在工藝制品上；當(dāng)然可以用環(huán)氧樹(shù)脂涂料在玻璃、瓷器、石板上繪畫(huà)了。

 環(huán)氧樹(shù)脂粘接劑配方很簡(jiǎn)單，可根據(jù)粘接對(duì)象將6101環(huán)氧樹(shù)脂（或634環(huán)氧樹(shù)脂）、脂肪胺類固化劑、滑石粉等制成液狀、糊狀的粘接劑。環(huán)氧樹(shù)脂涂料則還要加一些顏料、溶劑之類的原料，使之適合涂刷對(duì)象的要求。澆灌模制品的澆注料應(yīng)根據(jù)工藝品的透明度、色彩、軟硬度、固化制度、模形的復(fù)雜程度來(lái)設(shè)計(jì)澆注料的配方。

環(huán)氧樹(shù)脂的改性

1、概述

   環(huán)氧樹(shù)脂具有良好的綜合力學(xué)性能、高度的粘合力、收縮率小、穩(wěn)定性好、優(yōu)異的電絕緣性能，作為涂料、膠粘劑、復(fù)合材料樹(shù)脂基體、電子封裝材料等在機(jī)械、電子、電器、航天、航空、涂料、粘接等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。然而，由于固化后的環(huán)氧樹(shù)脂交聯(lián)密度高，內(nèi)應(yīng)力大，因而存在質(zhì)脆、耐疲勞性、耐熱性、抗沖擊韌性差等缺點(diǎn)，難以滿足工程技術(shù)的要求，使其應(yīng)用受到一定的限制。特別是制約了環(huán)氧樹(shù)脂不能很好地用于結(jié)構(gòu)材料等類型的復(fù)合材料，為此，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行了大量改性研究。其中，最主要的是改善環(huán)氧樹(shù)脂的脆性、耐濕熱性。

   環(huán)氧樹(shù)脂可通過(guò)化學(xué)方法改性和物理方法進(jìn)行改性?；瘜W(xué)方法改性主要是合成新型結(jié)構(gòu)的環(huán)氧樹(shù)脂及新型結(jié)構(gòu)的固化劑；物理方法改性主要是通過(guò)與改性劑形成共混結(jié)構(gòu)來(lái)達(dá)到提高性能的目的。兩種方法比較起來(lái)，第一種方法從工藝、成本及難易程度來(lái)講都比第二種方法處于劣勢(shì)。因此，目前對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂的改性主要是通過(guò)共混結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的。

   環(huán)氧樹(shù)脂的增韌途徑主要有三類：①剛性無(wú)機(jī)填料、橡膠彈性體和熱塑性塑料聚合物等形成兩相結(jié)構(gòu)進(jìn)行增韌。②用熱塑性塑料連續(xù)貫穿于環(huán)氧樹(shù)脂網(wǎng)絡(luò)中形成半互穿網(wǎng)絡(luò)型聚合物來(lái)增韌改性。③通過(guò)改變交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的化學(xué)結(jié)構(gòu)組成(如在交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中引入“柔性段”)以提高交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的活動(dòng)能力。

   環(huán)氧樹(shù)脂的耐濕熱性能的改善，主要是通過(guò)在環(huán)氧樹(shù)脂分子中引入含稠環(huán)的結(jié)構(gòu)單元和合成含氟的環(huán)氧樹(shù)脂，以及采用新的固化劑代替?zhèn)鹘y(tǒng)的DDS等。

   改性后的環(huán)氧樹(shù)脂，由于耐濕熱性和韌性的提高，將進(jìn)一步擴(kuò)大環(huán)氧樹(shù)脂在電子電器產(chǎn)品、復(fù)合材料受力構(gòu)件以及高性能結(jié)構(gòu)膠粘劑等方面的應(yīng)用。

   另一方面，盡管環(huán)氧樹(shù)脂具有良好的加工工藝性，但對(duì)于不同的應(yīng)用，其操作工藝需要作適當(dāng)?shù)母纳啤Ｈ缍踊樾铜h(huán)氧樹(shù)脂，由于黏度較大，在某些操作中工藝性差，就需要在固化體系中加入稀釋劑來(lái)降低黏度，改善操作工藝性能。因此，為了滿足不同的應(yīng)用，需要加入稀釋劉、填料、增強(qiáng)劑等不同的添加劑。

   環(huán)氧樹(shù)脂流動(dòng)性的調(diào)節(jié):環(huán)氧樹(shù)脂配合物的流動(dòng)性，對(duì)于涂料，襯里，澆鑄等用途是很重要的。為適應(yīng)這些要求必須降低粘度，或者提高黏度，或者賦予觸變性，能達(dá)到這些要求的配合材料稱為流動(dòng)性調(diào)節(jié)劑。