環氧樹脂一般和添加物同時使用,以獲得應用價值。添加物可按不同用途加以選擇,常用添加物有固化劑、改性劑、填料、稀釋劑、其它。
其中固化劑是必不可少的添加物,無論是作粘接劑、涂料、澆注料都需添加固化劑,否則環氧樹脂不能固化。由于用途性能要求各不相同,對環氧樹脂及固化劑、改性劑、填料、稀釋劑等添加物也有不同的要求。
1、環氧樹脂的選擇
1、從用途上選擇
作粘接劑時最好選用中等環氧值(0.25-0.45)的樹脂,作澆注料時最好選用高環氧值(0.40)的樹脂;作涂料用的一般選用低環氧值(<0.25)的樹脂。
2、從機械強度上選擇
環氧值過高的樹脂強度較大,但較脆;環氧值中等的高低溫度時強度均好;環氧值低的則高溫時強度差些。因為強度和交聯度的大小有關,環氧值高固化后交聯度也高,環氧值低固化后交聯度也低,故引起強度上的差異。
3、從操作要求上選擇
不需耐高溫,對強度要求不大,希望環氧樹脂能快干,不易流失,可選擇環氧值較低的樹脂;如希望滲透性好,強度較好的,可選用環氧值較高的樹脂。
2、固化劑的選擇
1、固化劑種類:
常用環氧樹脂固化劑有脂肪胺、脂環胺、芳香胺、聚酰胺、酸酐、樹脂類、叔胺,另外在光引發劑的作用下紫外線或光也能使環氧樹脂固化。常溫或低溫固化一般選用胺類固化劑,加溫固化則常用酸酐、芳香類固化劑。
2、固化劑的用量
(1) 胺類作交聯劑時按下式計算:
胺類用量=mg/hn
式中:
m=胺分子量
hn=含活潑氫數目
g=環氧值(每100克環氧樹脂中所含的環氧當量數)
改變的范圍不多于10-20%,若用過量的胺固化時,會使樹脂變脆。若用量過少則固化不完善。
(2) 用酸酐類時按下式計算:
酸酐用量=mg(0.6~1)/100
式中:
m=酸酐分子量
g=環氧值(0.6~1)為實驗系數
3、選擇固化劑的原則
(1)從性能要求上選擇:有的要求耐高溫,有的要求柔性好,有的要求耐腐蝕性好,則根據不同要求選用適當的固化劑。
(2)從固化方法上選擇:有的制品不能加熱,則不能選用熱固化的固化劑。
(3)從適用期上選擇:所謂適用期,就是指環氧樹脂加入固化劑時起至不能使用時止的時間。要適用期長的,一般選用酸酐類或潛伏性固化劑。
(4)從安全上選擇:一般要求毒性小的為好,便于安全生產。
(5)從成本上選擇。
3、改性劑的選擇
改性劑的作用是為了改善環氧樹脂的鞣性、抗剪、抗彎、抗沖、提高絕緣性能等。常用改性劑及特點做簡單介紹。
(1)聚硫橡膠:可提高沖擊強度和抗剝性能;
(2)聚酰胺樹脂:可改善脆性,提高粘接能力;
(3)聚乙烯醇叔丁醛:提高抗沖擊鞣性;
(4)丁腈橡膠類:提高抗沖擊鞣性;
(5)酚醛樹脂類:可改善耐溫及耐腐蝕性能;
(6)聚酯樹脂:提高抗沖擊鞣性;
(7)尿醛三聚氰胺樹脂:增加抗化學性能和強度;
(8)糠醛樹脂:改進靜彎曲性能,提高耐酸性能;
(9)乙烯樹脂:提高抗剝性和抗沖強度;
(10)異氰酸酯:降低潮氣滲透性和增加抗水性;
(11)硅樹脂:提高耐熱性。
聚硫橡膠等的用量可以在50-300%之間,需加固化劑;聚酰胺樹脂、酚醛樹脂用量一般為50-100%,聚酯樹脂用量一般在20-30%,可以不再另外加固化劑,也可以少量加些固化劑促使反應快些。
一般說來改性劑用量越多,柔性就愈大,但樹脂制品的熱變形溫度就相應下降。為改善樹脂的柔性,也常用增韌劑如:鄰苯二甲酸二丁酯或鄰苯二甲酸二辛酯。
4、填料的選擇
填料的作用是改善制品的一些性能,并改善樹脂固化時的散熱條件,用了填料也可以減少環氧樹脂的用量,降低成本。因用途不同可選用不同的填料。其大小最好小于100目,用量視用途而定。常用填料簡介如下:
·石棉纖維、玻璃纖維:增加韌性、耐沖擊性;
·石英粉、瓷粉、鐵粉、水泥、金剛砂:提高硬度;
·氧化鋁、瓷粉:增加粘接力,增加機械強度;
·石棉粉、硅膠粉、高溫水泥:提高耐熱性;
·石棉粉、石英粉、石粉:降低收縮率;
·鋁粉、銅粉、鐵粉等金屬粉末:增加導熱、導電率;
·石墨粉、滑石粉、石英粉:提高抗磨性能及潤滑性能;
·金剛砂及其它磨料:提高抗磨性能;
·云母粉、瓷粉、石英粉:增加絕緣性能;
·各種顏料、石墨:具有色彩;
另外據資料顯示適量(27-35%)p、as、sb、bi、ge、sn、pb的氧化物添加在樹脂中能在高熱度、壓力下保持粘接性。
5、稀釋劑的選擇
稀釋劑的作用是降低粘度,改善樹脂的滲透性。稀釋劑可分惰性及活性二大類,用量一般不超過30%。常用稀釋劑有:二縮水甘油醚、多縮水甘油醚、環氧丙烷丁基醚、環氧丙烷苯基醚、二環氧丙烷乙基醚、三環氧丙烷丙基醚、惰性稀釋劑、二甲苯、甲苯、丙酮等。
在加入固化劑之前,必須對所使用的樹脂、固化劑、填料、改性劑、稀釋劑等所有材料加以檢查,應符合以下幾點要求:
(1)不含水份:含水的材料首先要烘干,含少量水的溶劑應盡量少用。
(2)純度:除水份以外的雜質含量最好在1%以下,若雜質在525%時雖也可使用權,但須增加配方的百分比。少量使用時用試劑級較好。
(3)了解各材料是否失效。
來源:環氧樹脂及應用