一、縮水甘油基型環(huán)氧樹脂:
1.縮水甘油醚型環(huán)氧樹脂
1.1雙酚A型環(huán)氧樹脂:
雙酚A型環(huán)氧樹脂是應(yīng)用最廣泛的樹脂之一,占環(huán)氧樹脂樹脂總產(chǎn)量的90%。在分子結(jié)構(gòu)中含有羥基和醚鍵,固化過程進一步生成新的—OH和—O—,使固化物具有很高的內(nèi)聚力和粘附力。因此可以對金屬、陶瓷、木材、水泥和塑料進行粘接。
另外,雙酚A型環(huán)氧樹脂屬無毒樹脂,其白鼠的最低口服致死量為LD50為11.4g/kg。
雙酚A型環(huán)氧樹脂的牌號與性質(zhì)表
新牌號 原牌號 外觀 粘度(Pa.s) 軟化點(℃) 環(huán)氧值
E—55 616# 淺黃粘稠液體 6-8 ---- 0.55-0.56
E—51 618# 淺黃粘稠液體 10-16 ---- 0.48-0.54
E—44 6101# 黃色高粘度液體 20-40 ---- 0.41-0.47
E—42 634# 同上 ---- 21-27 0.38-0.45
E—35 637# 同上 ---- 20-35 0.30-0.40
E—31 638# 淺黃粘稠液體 ---- 40-55 0.23-0.38
E—20 601# 黃色透明固體 ---- 64-76 0.18-0.22
E—14 603# 同上 ---- 78-85 0.10-0.18
E—12 604# 同上 ---- 85-95 0.10-0.18
E—06 607# 同上 ---- 110-135 0.04-0.07
E—03 609# 同上 ---- 135-155 0.02-0.04
E—01 665# 液體 30-40 ---- 0.01-0.03
1.2雙酚S型環(huán)氧樹脂
雙酚S型環(huán)氧樹脂是由雙酚S和過量環(huán)氧氯丙烷在堿性條件下縮聚得到的耐高溫環(huán)氧樹脂。
雙酚S為淺黃色固體,由東北石化研究所研制,全名為“4,4‘—二羥基二苯雙縮水甘油醚環(huán)氧樹脂”,胺類、酸酐、咪唑均能固化雙酚S,其固化物具有熱變形溫度高、熱穩(wěn)定性能好的特點。這是因為分子中極性強的砜基—SO2—取代雙酚A中的異丙基,提高了熱穩(wěn)定性;砜基改善了粘附力,增強了環(huán)氧基的開環(huán)活性。
1.3雙酚F型環(huán)氧樹脂
雙酚F型環(huán)氧樹脂是由雙酚F和過量環(huán)氧氯丙烷(1:10),在四甲基氯化銨和NaOH條件下,經(jīng)醚化和閉環(huán)反應(yīng),縮聚而成的。
雙酚F型環(huán)氧樹脂的粘度低,可用于碳纖維復(fù)合材料、玻纖增強塑料以及地下油井的灌封材料。
1.4環(huán)氧化線型酚醛樹脂
環(huán)氧酚醛是由低分子量酚醛樹脂與環(huán)氧氯丙烷在酸催化劑下縮合而成,兼有酚醛和雙酚A型環(huán)氧樹脂的優(yōu)點。按線型酚醛樹脂分子量和發(fā)羥基含量不同,可以合成不同分子量和官能度的環(huán)氧酚醛,如甲酚線型酚醛樹脂。
環(huán)氧酚醛高粘度半固體,平均官能度為2.5-6.0,軟化點≤28℃,環(huán)氧值0.53-0.57,在上海樹脂廠和無錫樹脂廠生產(chǎn)。為改善工藝,添加低粘度的稀釋劑,或與雙酚A混合使用。
胺類、酸酐類和咪唑均能固化環(huán)氧酚醛。在150℃以下固化環(huán)氧酚醛和雙酚A型環(huán)氧樹脂的熱變形溫度相近。例如:
固化劑 固化條件 用量% 熱變形溫度(℃)
環(huán)氧酚醛 雙酚A
4,4‘一二氨基二苯甲烷 93℃,2h204℃,25h 28 206 167
間苯二胺 同上 16 205 160
三乙烯四胺 166℃,4h 14 150 127
4,4‘一二氨基二苯砜 177℃,18h 34 220 190
六次甲苯四胺 同上 100 210 196
內(nèi)次甲苯四氫苯二甲酸酐 97℃,2h232℃,15h 101 206 178
甲苯內(nèi)次甲苯四氫苯二甲酸酐
+DMP—30 93℃,2h260℃,24h 101 298 228
鄰苯二甲酸酐 177℃,18h 40 125 107
三氟化硼—甲乙胺 93℃,2h177℃,18h 5 239 160
2乙基-4甲基咪唑 80℃,2h204℃,24h 2 260
1.5其他縮水甘油醚型環(huán)氧樹脂
A.1,1,2,2—四(對羥基苯基)乙烷四縮水甘油醚環(huán)氧樹脂:(四酚基乙烷四縮水甘油醚環(huán)氧樹脂)呈白色固體,熔點80℃,平均官能度3.2-3.5,環(huán)氧值為0.45-0.50。其粘接性能:
試驗條件 δ剪切(kg/cm2)
定溫 296
—65℃ 259
260℃/8H 90
260℃/200H 95
260℃/400H 77
B.間苯二酚雙縮水甘油醚型環(huán)氧樹脂(680#)
此縮水甘油醚環(huán)氧樹脂的粘度低為0.4Pa.s(25℃), 環(huán)氧值為0.78~0.85,由上海新華樹脂生產(chǎn)。
C.均苯三酚三縮水甘油醚環(huán)氧樹脂
此縮水甘油醚環(huán)氧樹脂是一類高活性的粘稠液體環(huán)氧樹脂,環(huán)氧值為0.87,由均苯三酚和過量環(huán)氧氯丙烷合成。
由于苯環(huán)的吸電子效應(yīng),提高環(huán)氧基的反應(yīng)活性,尤以均苯三酚三縮水甘油醚反應(yīng)活性最高,例如1,4—環(huán)乙烷二甲胺固化,反應(yīng)速度比雙酚A型環(huán)氧樹脂高10倍。
D.F—76# 環(huán)氧樹脂(雙間苯二酚縮甲醛四縮水甘油醚)
其粘度為2000~2700CP(25℃),環(huán)氧值0.75-0.77。
2.氨基環(huán)氧樹脂(芳香胺縮水甘油基型環(huán)氧樹脂)
2.1對氨基苯酚三縮水甘油基環(huán)氧樹脂
這是由對羥基苯胺和環(huán)氧氯丙烷縮聚得到的淺棕色液體,環(huán)氧值為0.87,25℃粘度為1.5-5.0 Pa.s。其反應(yīng)活性是雙酚A型環(huán)氧樹脂的10倍,可用酸酐、雙氰雙胺和咪唑固化,中科院化學(xué)所生產(chǎn)。
2.2氨基四官能環(huán)氧樹脂(AG—80#)
又稱4,4‘—二氨基二苯醚四縮水甘油基環(huán)氧樹脂或稱4,4‘—二氨基二苯基甲烷四縮水甘油基環(huán)氧樹脂。由4,4’—二氨基二苯甲烷、4,4‘—二氨基二苯醚、4,4’—二氨基二苯砜在催化劑和堿作用下與環(huán)氧氯丙烷加成縮聚而成。
該樹脂為淺黃色液體,環(huán)氧值為0.75-0.80,由上海合成樹脂所生產(chǎn)。其平均官能度為3-3.5,二氨基二苯甲烷、咪唑衍生物、酸酐均能固化氨基四官能環(huán)氧樹脂。固化后樹脂的交聯(lián)密度高,在高
溫150℃老化3萬小時,其膠接強度沒有變化。
2.3 AFG—90# 環(huán)氧樹脂
在常溫下為棕色液體,粘度小,25℃時為1.6-2.3Pa.s, 環(huán)氧值為0.85-0.95.
3.縮水甘油酯型環(huán)氧樹脂(從有機酸制備)
3.1 711# 環(huán)氧樹脂(脂環(huán)族):
又稱四氫化鄰苯二甲酸雙縮水甘油酯環(huán)氧樹脂是914#雙組分室溫快固膠的主體環(huán)氧之一,且和雙酚A相溶性好。
711#呈淺黃色液體,粘度低為0.45~0.6Pa.s(25℃),環(huán)氧值為0.63-0.67,耐超低溫性能良好,天津合成材料所生產(chǎn)。
3.2 TDE—85# 環(huán)氧樹脂
?。?,2,環(huán)氧環(huán)己烷4,5二甲酸二縮水甘油酯)脂環(huán)族縮水甘油酯環(huán)氧樹脂的粘度低,適宜灌注,包封及活性高,在電氣工業(yè)廣泛使用。天津合成材料所生產(chǎn)。
3.3 731#環(huán)氧樹脂
又稱鄰苯二甲酸二縮水甘油酯,呈淺黃色液體,粘度為0.8 Pa.s/25℃,環(huán)氧值為0.60-0.65,天津合成材料所生產(chǎn)。
3.4 732# 環(huán)氧樹脂
又稱間苯二甲酸二縮水甘油酯,呈白色結(jié)晶,熔點為60~63℃,環(huán)氧值為0.60-0.63,天津合成材料所生產(chǎn)。
3.5 均苯三甲酸三縮水甘油酯:
呈白色固體狀,熔點為78-80℃,環(huán)氧值為0.78,大連化學(xué)物理所生產(chǎn)。
3.6 672#(FA—68)環(huán)氧樹脂
又稱對苯二甲酸二縮水甘油酯,由上海有機所生產(chǎn)。
3.7 CY—183# 環(huán)氧樹脂
又稱六氫化鄰苯二甲酸二縮水甘油酯,由中科院化學(xué)所生產(chǎn)。
3.8 內(nèi)次甲苯四氫化鄰苯二甲酸二縮水甘油酯,呈棕黃色液體,粘度為1.16 Pa.s/25℃,環(huán)氧值為0.57,晨光化工二院生產(chǎn)。
3.9 對羥基苯甲酸縮水甘油酯
呈棕紅色液體,粘度為1.5-5.0 Pa.s/25℃,環(huán)氧值為0.87,由中科院化學(xué)所生產(chǎn)。
二、環(huán)氧化烯烴
1.環(huán)氧化聚丁二烯(D—17#環(huán)氧樹脂)
由液體聚丁二烯經(jīng)醋酸氧化制得的一種淺黃色粘稠液體。在分子結(jié)構(gòu)中,既有環(huán)氧基,也有雙鍵、羥基和酯基側(cè)鏈。
D—17#的粘度為0.8-2 Pa.s,易溶于苯、甲苯和丙酮中,易于酸酐固化反應(yīng),也能與胺類固化,由于樹脂分子具有較長的碳鏈,因此樹脂可以用來改善雙酚A的脆性,具有十分優(yōu)異的韌性。
D—17#對于橡膠制品與玻璃鋼的膠接優(yōu)于通常的環(huán)氧樹脂膠。固化條件為:100℃,2h;150℃,4h;180℃,4h。
2.脂環(huán)族環(huán)氧樹脂:
2.1 脂環(huán)族環(huán)氧的概念:從含有不飽和雙鍵結(jié)構(gòu)的脂環(huán)族經(jīng)雙鍵氧化或與次氯酸加成環(huán)氧化制得。具有如下結(jié)構(gòu)的烯烴可轉(zhuǎn)化為環(huán)氧基。
A.不飽和雙鍵在分子鏈末端
B.不飽和雙鍵在分子鏈主段中
C.不飽和雙鍵在脂環(huán)族化物的骨架上
2.2 脂環(huán)族環(huán)氧的特性
脂環(huán)族環(huán)氧的粘度很低,可作為高粘度環(huán)氧樹脂的活性稀釋劑;其固化物熱穩(wěn)定性良好,耐化學(xué)試劑和耐大氣老化性好。
脂環(huán)族環(huán)氧對胺類固化劑反應(yīng)性很低,咪唑及三級胺幾乎不固化它。例如:芳香胺固化雙(2,3一環(huán)氧基環(huán)戊基)醚即6300#,6400#和烯雙環(huán)氧6269#;間苯二胺固化1,3一雙(環(huán)氧化乙烯基)環(huán)戊烷;酸酐(六氫苯酐)固化3,4一環(huán)氧基6一甲基環(huán)己烷甲酸3,4一環(huán)氧基6一甲基環(huán)己烷甲酯(6201#)。
2.3 脂環(huán)族環(huán)氧的制備
A.過醋酸氧化法,這是烯烴環(huán)氧化的最主要方法。
B.氯化乙酰法:以二苯醚為骨架的4,4‘—雙(環(huán)氧化異丙基)二苯醚,環(huán)氧基在側(cè)鏈上,用1%對甲苯磺酸固化。
C.次氯酸加成法
2.4 脂環(huán)族環(huán)氧的種類
A.W—95# 環(huán)氧樹脂[雙(2,3一環(huán)氧基環(huán)戊基)醚]
環(huán)氧值為0.95,粘度為0.03-0.05 Pa.s/25℃。此環(huán)氧樹脂溶于乙醇、異丙醇、丙酮和苯等,可用酸酐和胺類固化,是一種耐高溫膠,具有優(yōu)良的柔韌性、熱老化性和耐化學(xué)介質(zhì)性。固化條件:85℃,6h;160℃,6h.
B. 6221#環(huán)氧樹脂和6201#環(huán)氧樹脂
又稱3,4—環(huán)氧化環(huán)己烷甲酸3‘,4’—環(huán)氧化環(huán)己烷甲酯或3,4—環(huán)氧化6—甲基環(huán)己烷甲酸3‘,4’—環(huán)氧6—甲基環(huán)己烷甲酯。
6221#和6201#是以丁二烯為原料制備的低粘度液體環(huán)氧,對于芳香胺和咪唑的活性很低。通常采用酸酐類固化,但由于H—71環(huán)氧樹脂分子結(jié)構(gòu)中沒有羥基,用六氫苯二甲酸酐固化是需加1-2%乙二醇或其他含羥基物質(zhì),使酸酐開環(huán),可使凝膠化時間縮短一倍左右。
C.6206#和6269#
6206#又稱乙烯基環(huán)乙烯雙環(huán)氧,呈淺黃色液體,環(huán)氧值為1.3
6269#稱萜烯雙環(huán)氧,呈無色透明液體,環(huán)氧值為0.9-1.0
D.R—122或6207#(二氧化雙環(huán)戊二烯)
雙環(huán)戊二烯雙氧化呈白色固體,環(huán)氧值為1.22。
三、特種環(huán)氧樹脂
1. 海因樹脂(Hydantoin 環(huán)氧樹脂 Resins)
1970年瑞士Ciba Geigy對海因(乙丙酰脲)氮雜環(huán)進行研制,用HCN、NH3、CO2及醛或酮合成海因環(huán)。
目前主要的工業(yè)產(chǎn)品是低粘度(1.5-2.5 Pa.s/25℃)的5,5一二甲基海因環(huán)氧樹脂,商業(yè)名稱為XB2793,由江蘇丹陽縣河陽化工廠生產(chǎn)。
海因環(huán)氧樹脂具有優(yōu)異特點:
?、?粘度低,工藝性能好。一般均為1.5-2.5 Pa.s,比雙酚A的最低粘度13-15 Pa.s低得多。
② 熱穩(wěn)定性能良好,耐高溫,在180℃上使用5000小時以上,在130℃使用壽命為40年。
?、?耐高電壓和抗漏電性良好,適合于電氣工業(yè)。
?、?海因環(huán)氧樹脂的極性很強,對碳纖維、玻璃纖維等具有很好的潤濕能力。
2.阻燃樹脂
2.1 溴化樹脂:用四溴雙酚A環(huán)氧樹脂合成的含溴量為40 wt%,具有難燃性能