脂環(huán)族環(huán)氧樹脂的特性及用途

因為脂環(huán)族環(huán)氧樹脂分子結(jié)構(gòu)中的環(huán)氧基不是來自環(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)氧樹脂與雙酚A型環(huán)氧樹脂相比較，具有以下特點：

1.熱穩(wěn)定性良好：由于脂環(huán)族環(huán)氧樹脂的環(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，馬丁耐熱可以達到190℃以上，熱分解溫度大于360℃。固化收縮率小，拉伸強度高。但是由于環(huán)氧當量小，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：由于合成的過程中不含氯、鈉等離子，因此脂環(huán)族環(huán)氧樹脂都具有良好的介電性能，無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)氧樹脂為優(yōu)。

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

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

脂環(huán)族環(huán)氧樹脂主要用途：

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、低粘度的液體，即使是在-60℃仍保持液體狀態(tài)，是環(huán)氧樹脂很好的稀釋劑。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，而且可以較經(jīng)濟地制成大小、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用廣泛，這類產(chǎn)品可以同時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. 復合材料

脂環(huán)族環(huán)氧化合物的耐熱性、力學性能及耐候性好，尤其是黏度小，適用期長，特別適用于濕法層壓成型和纏繞成型制造高強度耐熱復合材料。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脂組分，所得的固化物耐熱性好，有較好的機械強度，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、價格低、重量輕、利于模塑操作等優(yōu)點。用ZH92-21、鋁粉、甲基四氫苯酐在促進劑作用下分步固化制作出熱傳導性好、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)金屬表面形成高強度化學鍵而在粘接應用特色，明顯憂于縮水甘油醚類環(huán)氧樹脂。 以ZH207制成的膠粘劑粘接鋁片時有這樣的特點：室溫下粘接強度一般，但在逐步升溫時，粘接強度有所提高。

6. 涂料

脂環(huán)族環(huán)氧化合物在涂料應用方面也很有特色。以這類樹脂為基料制得的涂料可耐高溫，如ZH68-01耐溫230℃以上，ZH 206達250℃以上，ZH207則可達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高成膜性的工業(yè)涂裝等。紫外光固化涂料以其固化快、無需高溫、不產(chǎn)生氣泡、膜面光澤好等優(yōu)點日益受到廣泛重視。以脂環(huán)族環(huán)氧為主要成分制得的這類涂料耐候性強、硬度高、耐磨、抗沖擊、耐化學腐蝕、粘接性好，可用于印刷線路板阻焊油墨、光盤的外涂料及金屬、塑料的罩面保護等。

環(huán)氧樹脂在工藝品制備上的應用

環(huán)氧樹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。可以用它來粘結(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、動物放在一定形狀的模具中澆灌成標本式的工藝品；也可以將它澆灌在模具中制成佛像、動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、圖畫封貼在工藝制品上；當然可以用環(huán)氧樹脂涂料在玻璃、瓷器、石板上繪畫了。

 環(huán)氧樹脂粘接劑配方很簡單，可根據(jù)粘接對象將6101環(huán)氧樹脂（或634環(huán)氧樹脂）、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，使之適合涂刷對象的要求。澆灌模制品的澆注料應根據(jù)工藝品的透明度、色彩、軟硬度、固化制度、模形的復雜程度來設(shè)計澆注料的配方。

環(huán)氧樹脂的改性

1、概述

   環(huán)氧樹脂具有良好的綜合力學性能、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、復合材料樹脂基體、電子封裝材料等在機械、電子、電器、航天、航空、涂料、粘接等領(lǐng)域得到了廣泛的應用。然而，由于固化后的環(huán)氧樹脂交聯(lián)密度高，內(nèi)應力大，因而存在質(zhì)脆、耐疲勞性、耐熱性、抗沖擊韌性差等缺點，難以滿足工程技術(shù)的要求，使其應用受到一定的限制。特別是制約了環(huán)氧樹脂不能很好地用于結(jié)構(gòu)材料等類型的復合材料，為此，國內(nèi)外學者對環(huán)氧樹脂進行了大量改性研究。其中，最主要的是改善環(huán)氧樹脂的脆性、耐濕熱性。

   環(huán)氧樹脂可通過化學方法改性和物理方法進行改性?；瘜W方法改性主要是合成新型結(jié)構(gòu)的環(huán)氧樹脂及新型結(jié)構(gòu)的固化劑；物理方法改性主要是通過與改性劑形成共混結(jié)構(gòu)來達到提高性能的目的。兩種方法比較起來，第一種方法從工藝、成本及難易程度來講都比第二種方法處于劣勢。因此，目前對環(huán)氧樹脂的改性主要是通過共混結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的。

   環(huán)氧樹脂的增韌途徑主要有三類：①剛性無機填料、橡膠彈性體和熱塑性塑料聚合物等形成兩相結(jié)構(gòu)進行增韌。②用熱塑性塑料連續(xù)貫穿于環(huán)氧樹脂網(wǎng)絡(luò)中形成半互穿網(wǎng)絡(luò)型聚合物來增韌改性。③通過改變交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的化學結(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)的活動能力。

   環(huán)氧樹脂的耐濕熱性能的改善，主要是通過在環(huán)氧樹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)氧樹脂，由于耐濕熱性和韌性的提高，將進一步擴大環(huán)氧樹脂在電子電器產(chǎn)品、復合材料受力構(gòu)件以及高性能結(jié)構(gòu)膠粘劑等方面的應用。

   另一方面，盡管環(huán)氧樹脂具有良好的加工工藝性，但對于不同的應用，其操作工藝需要作適當?shù)母纳?。如二酚基丙烷型環(huán)氧樹脂，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降低黏度，改善操作工藝性能。因此，為了滿足不同的應用，需要加入稀釋劉、填料、增強劑等不同的添加劑。

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