(六)酚醛环氧树脂
酚醛环氧树脂(EPN)又称苯酚甲醛环氧树脂,化学名称线型酚醛多缩水甘油醚,由苯酚与甲醛在酸性介质中进行缩聚反应得到的线型酚醛树脂,再与环氧氯丙烷在氢氧化钠作用下缩聚而得,结构式为:
相对分子质量600,环氧官能度2.5~6.0。浅棕黄色高黏度液体或固体。EPN兼具酚醛树脂的高耐热性和环氧树脂的高反应性,双酚A环氧树脂每个分子只有2个环氧基,而酚醛环氧树脂平均每个分子有3.6个环氧基,固化后交联密度高,因此,耐热性、力学强度、耐介质性优于双酚A型环氧树脂,固化物热变形温度比双酚A型环氧树脂高50℃以上,可达175~200℃,以甲基纳迪克酸酐为固化剂的固化产物,热变形温度高达299℃。高温(170~260℃)固化的酚醛环氧树脂具有很高的耐热性。
国产牌号有F-44、F-51、F-54、F-46、F-48、NPPN-631、NPPN-638(台湾南亚)等。
国外牌号有D.E.N431、D.E.N438、D.E.N439、D.E.R462U、D.E.R672U、XD7855、Araldite EPN 1138、EPN 1139、YDPN-638等。
日本开发了具有环氧基和丙烯酸酯基的酚醛环氧树脂ENA和ENC,可双重固化(先UV固化,再加热固化)。
(七)邻甲酚醛环氧树脂
邻甲酚醛环氧树脂(ECN)化学名称为线型邻甲酚醛多缩水甘油醚,由邻甲酚与甲醛在酸性介质中缩聚得到的邻甲酚醛树脂,再与环氧氯丙烷在氢氧化钠存在下反应,又经多步骤后处理制得,结构式为:
相对分子质量540~1270。软化点70~95℃。环氧当量200~230g/mol。
邻甲酚醛环氧树脂既有酚醛结构,又有环氧基团,反应活性低于EPN,但软化点比EPN高。固化后交联密度大,因此,耐高温、强度高、绝缘好、收缩小、耐湿热、耐腐蚀。固化物性能优于EPN,吸湿性1.5%,热变形温度可达210℃。
国产牌号有JF-43、JF-45、JF-46、YECN-195、YECN-200、NPCN-703、NPCN-704(台湾南亚)等。
国外牌号有Ciba ECN 1235、Ciba ECN 1273、Ciba ECN 1280、Ciba ECN 1299、ESCN 220L、 ESCN 200S、YDCN-701、YDCN-701P、YDCN-702P、YDCN-702S、YD-704P等。
(八)间苯二酚甲醛环氧树脂
间苯二酚甲醛环氧树脂又称间苯二酚甲醛四缩水甘油醚,由间苯二甲酚与甲醛缩聚的间苯二酚甲醛树脂,再与环氧氯丙烷在氢氧化钠作用下反应制得,结构式为:
橙黄色黏稠状液体,环氧当量130~137g/mol,环氧值0.73~0.77mol/100g。具有多官能团、高环氧值、低有机氯等特点,能提高交联程度、玻璃化温度。固化产物具有优良的耐热性、耐腐蚀性、电性能。以二氨基二苯甲烷固化后,热变形温度大于300℃。以70液体酸酐作固化剂固化,热变形温度高于200℃。
国产牌号有F-76等。
国外牌号有QX3472(Dow)等。
(九)四酚基乙烷环氧树脂
四酚基乙烷环氧树脂又称四酚基乙烷四缩水甘油醚(t-PGEE),属酚醛型环氧树脂,由苯酚与乙二醛在酸性催化剂存在下反应制得的四酚基乙烷,再与环氧氯丙烷在氢氧化钠催化下反应制得,结构式为:
室温下为固体,软化点75~80℃,环氧值0.45~0.50mol/100g,平均官能度3.2~3.5。耐热性高,用均苯四甲酸二酐(PMDA)固化后,剪切强度室温17.5MPa,316℃时1.8MPa。以酚醛树脂固化的热变形温度203℃。DDS为固化剂的固化物T-235℃,250℃时剪切强度10MPa。
国外牌号有Epon 1031(Resolution)、YDG-414S(东都化成)等。
(十)711环氧树脂
711环氧树脂化学名称为四氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯,结构式为:
淡黄色透明液体,环氧值0.58~0.66mol/100g。711环氧树脂的特点是耐超低温性好,在-253~-196℃时的剪切强度高于双酚A型环氧树脂;黏度低(25℃,350~700mPa·s),仅为E-51环氧树脂的1/30~1/20,因而工艺性好;与其他环氧树脂相容性好;透明性好,用间苯二甲胺50℃/2h固化的产物透光率可达85%;50℃/2h+110℃/3h固化可达79%。
国外牌号有Epikote E-190(Resolution)、S-540(日本)等。
(十一)731环氧树脂
731环氧树脂又称邻苯二甲酸二缩水甘油酯,还称672环氧树脂,结构式为:
浅黄色黏稠液体,环氧值0.60~0.65mol/100g。黏度(25℃)700~1000mPa·s。耐低温性好,在-253~-196℃时仍有良好的力学性能,以二氨基二苯甲烷为固化剂粘接铝的剪切强度, -196℃时为34.8MPa、23℃时为27.9MPa。以三乙烯四胺为固化剂粘接铁的剪切强度比E-51环氧树脂高约50%。耐候性优于双酚A型环氧树脂,但耐水、耐碱、耐酸和耐热性差。
国外牌号有ED-566(美国)、S-500,S-508(日本)等。
(十二)732环氧树脂
732环氧树脂化学名称为间苯二甲酸二缩水甘油酯(DGEPA),结构式为:
白色固体粉末,环氧值0.60~0.63Mol/100g。软化点60~63℃。与双酚A型环氧树脂相容性好,固化物具有优良的物理力学性能,在-196℃时粘接铝的剪切强度为29.0MPa(固化剂为二氨基二苯甲烷)。
(十三)AG-80环氧树脂
AG-80环氧树脂为含氮环氧树脂,化学名称为4,4′二氨基二苯甲烷四缩水甘油胺,简称TGDDM,结构式为:
红棕色至琥珀色黏稠液体。环氧当量117~134g/mol,环氧值0.75~0.85mol/100g。四缩水甘油胺型环氧树脂的特点是多官能度、黏度低、活性高、粘接性强,固化产物交联密度大、收缩率低,具有优异的力学性能、耐热性和耐腐蚀性,但耐湿热性较差。活性是双酚A型环氧树脂的10倍,叔胺对环氧基开环有促进作用。以二氨基二苯砜作固化剂固化,拉伸模量为3.7GPa,热膨胀系数5.7×10-5K-1,耐热性高,Tg约246℃。三氟化硼-单乙胺可加速固化反应。
国外牌号有TETRAD-Y型、Araldite MY720和MY 721、YH-434和YH-434L(东都化成),Sumiepoxy ELM434等。
(十四)AFG-90环氧树脂
AFG-90环氧树脂又称对氨基苯酚环氧树脂(TGPAP)、三缩水甘油基对氨基苯酚,结构式为:
红棕色黏稠液体,环氧值≥0.85mol/100g浆。黏度(25℃)1200~2500mPa·s。
AFG-90环氧树脂反应活性大,约为双酚A型环氧树脂的10倍,固化速度非常快,选择固化剂和固化条件时应特别注意,以防放热过大,引起冒烟和炭化。芳香胺在比较高的温度或有催化剂如三氟化硼-单乙胺和芳香胺共同使用时,会发生凝胶现象。各种芳香胺对AFG-90的固化速度为:间苯二胺>浆二氨基二苯甲烷>二氨基二苯醚>二氨基二苯砜。可用双氰胺或三级胺的衍生物作为固化剂,所得的固化产物交联密度较大,耐热性高。AFG-90环氧树脂适用期长。室温固化7天后拉伸强度为65.7MPa,弹性模量3.3GPa,伸长率3.4%,热变形温度234℃,体积电阻率3×1016Ω·cm,介电常数3.3~3.5。可用于配制耐高温(200℃)环氧树脂胶黏剂。Tg220℃。
国外牌号有ERL-0500、ERL-0510(UCC公司),MY-0500、MY-0510(Ciba Geigy公司),Epikote630,yri-610(俄罗斯)等。
(十五)三聚氰酸环氧树脂
三聚氰酸环氧树脂又称异三聚氰酸三缩水甘油酯、异氰尿酸三缩水甘油酯,简称TGIC,结构式为:
商品树脂是三聚氰酸缩水甘油醚与异三聚氰酸三缩水甘油胺的混合物。粗品为琥珀色黏稠液体,纯品为白色结晶粉末。环氧值0.90~0.99mol/100g。熔点范围85~115℃。透明性好,且不易变色,与双酚A环氧树脂和其他树脂相容性优良。
三聚氰酸环氧树脂的反应活性比双酚A型环氧树脂高,通常用酸酐作为固化剂,加热固化,交联度大,具有优异的耐高温性、粘接性、化学稳定性、耐紫外光老化性、耐候性、阻燃性和耐电弧性。200℃热老化3000h,强度基本不变。固化物硬而脆,需要增韧。
国产牌号有A-95、695、RD101等。
国外牌号有PT810(Ciba)。
(十六)TDE-85环氧树脂
TDE-85环氧树脂化学名称为4,5-环氧环己烷-1,2-二甲酸二缩水甘油酯,结构式为:
浅黄色透明黏性液体,环氧值≥0.85mol/100g(TDE-90≥0.90mol/100g)。黏度(25℃)1600~2000mPa·s。
TDE-85环氧树脂是一种分子结构中含有1个脂环族环氧基和2个缩水甘油酯基的3官能度环氧树脂,兼有脂环族环氧和缩水甘油酯的双重特性,又称为混合型环氧树脂。因存在高反应活性的缩水甘油酯基,故反应活性比一般的脂环族环氧树脂大,环氧值较高,黏度较低(约为E-51环氧树脂的1/10~1/5),与固化剂混溶性好,可采用脂肪族和芳香族胺类、酸酐及咪唑类作为固化剂。固化产物热稳定性好,以间苯二胺固化的马丁耐热温度为180℃,而以70液体酸酐固化的马丁耐热温度为156℃。以2-乙基-4甲基咪唑固化的产物具有较高的剪切强度,可达35~50MPa。具有耐高温、高强度、高刚性、耐天候、耐低温和电绝缘好等优良特性,特别是高温粘接性更为突出。用于配制环氧树脂耐高温结构胶黏剂,150℃下剪切强度达17.5~22.5MPa,约为双酚A型环氧树脂的6~8倍,T形剥离强度提高50%,200℃时强度保持率为87%。
(十七)脂环族环氧树脂
脂环族环氧树脂又称脂环族二环氧化物,是含有2个脂环环氧基的低分子化合物,环氧基是由不饱和脂环化合物的双键以过氧化物(如过氧乙酸)氧化形成的,结构式为:
虽然本身并不是聚合物,但与固化剂反应后则能生成体型结构聚合物。由于环氧基直接连在脂环上,决定了脂环族环氧树脂反应活性小于双酚A型环氧树脂,胺类固化剂基本不能使其固化(300和400即W-95例外)。又因分子结构中不存在羟基,与酸酐的固化反应也很慢,加入少量醇可以促进固化反应进行。
脂环族环氧树脂黏度低,环氧当量小,交联密度大,再加上存在热稳定性的刚性脂环,因此,耐热性佳,固化收缩小,力学强度高,耐腐蚀性好,但韧性差,脆性大。根本不含氯和钠离子,电性能优异,耐电弧性及漏电痕迹性良好。因分子结构不含苯环,没有很强的生色基团,故耐紫外光、耐辐射及耐候性好,适宜户外使用。脂环族环氧树脂的类型及性能如表2-4所示。
由H-71(201)环氧树脂/顺酐/乙二醇/BF3-MEA=100/17.3/1.82/1.0组成的体系,25℃/2~10min凝胶,25℃/15~20min+160℃/6h固化后,热变形温度达200℃,具有良好的耐碱性和耐沸水性。201和221脂环族环氧树脂在现有环氧树脂中热膨胀系数最小,以其配制的环氧胶黏剂非常适宜金属与塑料之间的粘接。
R-122(207)环氧树脂的两个环氧基之间是紧密的双环结构,采用酸酐固化剂并添加少量多元醇(如丙三醇等),经90℃/4h+120℃/2h+160℃/6h+200℃/6h固化后,形成交联密度大、结构紧密的刚性固化物,热变形温度高达300℃以上,并有较高的强度和很好的耐候性。由于R-122环氧树脂中两个环氧基所连接的脂环不同,其活泼性有很大差异,据此特性可制得B阶207环氧树脂,能用于制备耐高温的粉末环氧胶黏剂。
W-95(300、400)环氧树脂中两个脂环以醚键连接,使环氧基处于缺电子状态,易受亲核试剂进攻,不仅能用酸酐固化,且也能用胺类固化(有别于一般的脂环族环氧树脂),常用芳香胺固化剂,如间苯二胺、二氨基二苯甲烷等。但咪唑不能固化W-95环氧树脂,可能是空间位阻效应的影响。因W-95环氧树脂的脂环由醚键所连接,同时结构对称性好,致使固化物有一定韧性。其结果是固化后W-95环氧树脂具有高强度、高耐热、高伸长率,强度比双酚A型环氧树脂高约50%,热变形温度超过200℃。
美国推出一种新型具有憎水性优良的脂环族环氧树脂(HCEP)。
脂环族环氧树脂因可与不洁表面甚至带油金属表面形成化学键而有较高的粘接强度,粘接效果明显优于缩水甘油醚类环氧树脂,在粘接技术应用中确有独到之处。
有些脂环族环氧树脂,如269、206、221、289等是环氧树脂很好的稀释剂,随着用量增加,体系黏度显著降低,但热变形温度几乎是恒定的,力学性能也不降低,这是一般环氧稀释剂无可比拟的。其中269、206都是高沸点、低黏度液体,即使温度低于-60℃仍保持液体状态。
(十八)聚丁二烯环氧树脂
聚丁二烯环氧树脂又称环氧化聚丁二烯树脂,型号为D-17,俗称2000#环氧树脂、62000环氧树脂,以液体聚丁二烯用过氧乙酸环氧化制得,结构式为:
相对分子质量800~2000(低黏度);1500~2000(高黏度)。淡黄色至琥珀色黏稠液体,环氧值0.43~0.56mol/100g,羟基含量2%~3%。由于分子结构中没有苯环、脂环、杂环,除含有环氧基、羟基、酯基侧链外,还含有不饱和键,因此不仅通常的固化剂能使其固化,而且烯类单体在过氧化物引发下亦可进行交联。例如2000。环氧树脂/顺酐/苯乙烯/对苯二酚/1,3-丙二醇/过氧化苯甲酰=100/35/35/0.2/8/0.5体系,经80℃/2h+120℃/2h+150℃/12h固化后,拉伸强度38.5MPa,弯曲强度97MPa,冲击强度7.5kJ/㎡,铝/铝粘接剪切强度19.6MPa。固化物具有良好的耐热性,热变形温度达200℃以上,高温下强度保持率很突出。以2000#环氧树脂5%~30%、E-51环氧树脂95%~70%、低分子聚酰胺、改性胺固化剂等可配成室温固化耐化学品及耐水环氧胶黏剂,粘接钢板,室温/24固化后剪切强度21MPa。又如2000#环氧树脂/顺酐/丙二醇=100/31/8.0(质量份)体系,经80℃/2h+120℃/2h或150℃/2h+200℃/2h固化后,热变形温度达250℃。聚丁二烯环氧树脂固化物耐热性好,耐候性及电性能优异,不足之处是固化收缩率较大。
国产牌号有2000#环氧树脂、62000环氧树脂、D-17型环氧树脂。
国外牌号有Oxiron 2000、Oxiron 2001、Oxiron 2002、A20-75。 环氧树脂 - www.epoxy8.com -(责任编辑:admin) |