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环氧树脂流动性的调节(一)

时间:2011-05-03 08:04来源: 作者: 点击:
提高其浸润能力和湿润能力.非活性稀释剂对固化后树脂性能的不利影响比活性稀释剂的影响大.成为环氧树脂固化物交联网络结构的一部分.对固化物的性能几乎无影响.活性稀释剂又分为

   环氧树脂配合物的流动性,对于涂料,衬里,浇铸等用途是很重要的。为适应这些要求必须降低粘度,或者提高黏度,或者赋予触变性,能达到这些要求的配合材料称为流动性调节剂。

   一、稀释剂

   稀释剂主要用来降低环氧胶粘剂体系的黏度,溶解、分散和稀释涂料,改善胶液的涂布性和流动性。此外,稀释剂也起到延长使用寿命的作用。但是加入稀释剂也会降低固化后树脂的热变形温度、胶接强度、耐介质及耐老化等性能。然而,为了使树脂胶液便于浸润胶合物的表面,提高其浸润能力和湿润能力,有利于操作,必须加入适量的稀释剂。

   稀释剂的分类方法很多,按其使用机理,可分为非活性稀释剂与活性稀释剂两大类。 

   1.非活性稀释剂

   非活性稀释剂不与环氧树脂、固化剂等起反应,纯属物理地掺混到树脂中。它与树脂仅是机械的混合,起稀释和降低黏度作用的液体。它在胶液的固化过程中大部分是挥发掉的。它会给树脂固化物留下孔隙,使收缩率相对增大。因此,非活性稀释剂对固化后树脂性能的不利影响比活性稀释剂的影响大,但却能少许提高树脂的韧性。当使用要求较高时不能使用非活性稀释剂,应选用活性稀释剂。

   非活性稀释剂多为高沸点液体,如邻苯二甲酸二丁酯、苯二甲酸二辛酯、苯乙烯、苯二甲酸二烯丙酯、甲苯、二甲苯等。用量以5%~20%为宜。12%左右的邻苯二甲酸二丁酯使标准环氧树脂的黏度从10Pa·s降到0.5~0.7Pa·s25℃)。一些工业环氧树脂(2.0~4.0Pa·s)含有二丁酯作为非活性稀释剂。溶剂亦作为非活性稀释剂,但对耐化学试剂有不利影响。用量大时,固化物性能变坏,同时由于稀释剂在固化过程中的挥发会引起收缩率增大。

   表2-1列出的是在环氧树脂中常用的非活性稀释剂。

   2.活性稀释剂

   活性稀释剂一般是指带有一个或两个以上环氧基的低分子化合物,它们可以直接参与环氧树脂的固化反应,成为环氧树脂固化物交联网络结构的一部分,对固化物的性能几乎无影响,有时还能增加固化体系的韧性。活性稀释剂又分为单环氧基活性稀释剂和多环氧基活性稀释剂两种。某些单环氧基稀释剂,如丙烯基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚和苯基缩水甘油醚,对于胺类固化剂反应活性较大。某些烯烃或脂环族单环氧基稀释剂对酸酐固化剂反应活性较大。因此,使用活性稀释剂时,固化剂的用量、品种应作相应的调整。

   无溶剂环氧涂料中,单官能活性稀释剂用量不超过环氧树脂的15%,多官能活性稀释剂用量可达到20%~25%。但用量太多,会降低涂膜性能。例如,不加活性稀释剂的双酚A型环氧涂层和含#501(环氧丙烷丁基醚)活性稀释剂的双酚A型环氧涂层在10%硫酸水溶液中浸泡30天后,涂层增重分别是2.11%4.18%;在甲醇中浸泡30天后,涂层增重分别是2.67%13.5%

   活性稀释剂一般有毒,在使用过程中必须注意,长期接触往往会引起皮肤过敏,严重的甚至于会发生溃烂。

   表2-2列出的是单环氧基活性稀释剂的种类。

   单环氧化物的稀释效果比较好,脂肪族型的比芳香族型有更好的稀释效果。使用芳香族型活性稀释剂的固化产物耐酸碱性变化不大,但耐溶剂性却有所下降。

   单环氧化物活性稀释剂的使用会使热变形温度降低,这是由于它的使用会使固化物的交联密度下降的缘故。长碳链的活性稀释剂使用后可使抗弯强度、冲击韧度得以提高。用量不多时对固化产物的硬度无影响,而热膨胀系数则增加。

   各种单环氧化物活性稀释剂对固化产物物理机械性能的影响见表2-3。对电性能的影响见表2-4。 

   表2-5列出的是多环氧基活性稀释剂的种类。 

   使用二或三环氧化物作稀释剂,用量和固化方法适当,就不会降低交联密度,因此热态下的机械强度及耐化学品性保持率较高。与单环氧化物比较,在稀释效果上差些,要将树脂黏度下降到同等水平所需添加量较大。

   短链及环状结构的二或三环氧化物,对固化物的热变形温度几乎无影响,而长碳链稀释剂影响则十分明显。 

   3.稀释剂的选用原则

   (1)尽量选用活性稀释剂,以利于在改进工艺性的同时,提高其粘接、机械性能。

   (2)选择那些与主体树脂化学结构相近的稀释剂,因为它们会在其它助剂存在下,与主体树脂一道参加反应,而大大改善胶层性能。如在100份双酚A环氧树脂为主体组分的胶中,加入20份丁二醇双环氧稀释剂,并用混胺作固化剂时,可使其胶层延伸率达到7.0%,而拉伸强度仍保持在29MPa以上,热变形温度达120℃

   (3)应注意选用挥发性小、气味(异味)小、毒性尽量低的品种,以减少稀释剂在配胶、施胶时对人体的侵害,因为大多数活性或非活性稀释剂都有异味和有低毒。

   (4)来源容易,不燃不爆,价格低廉,亦是要考虑的重要因素。因此只要能用水为稀释剂的就应尽量用水。

   (5)应通过实验与理论选择最合适的加入量。 

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