环氧材料的固化成型Word文档格式.docx
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（一）环氧树脂的选择
1、从用途上选择
作粘接剂时最好选用中等环氧值（0.25-0.45）的树脂，如6101、634；
作浇注料时最好选用高环氧值（>
0.40）的树脂，如618、6101；
作涂料用的一般选用低环氧值（<
0.25）的树脂，如601、604、607、609等。
2、从机械强度上选择
环氧值过高的树脂强度较大，但较脆；
环氧值中等的高低温度时强度均好；
环氧值低的则高温时强度差些。
因为强度和交联度的大小有关，环氧值高固化后交联度也高，环氧值低固化后交联度也低，故引起强度上的差异。
3、从操作要求上选择
不需耐高温，对强度要求不大，希望环氧树脂能快干，不易流失，可选择环氧值较低的树脂；
如希望渗透性也，强度较好的，可选用环氧值较高的树脂。
（二）、固化剂的选择
1、固化剂种类：
常用环氧树脂固化剂有脂肪胺、脂环胺、芳香胺、聚酰胺、酸酐、树脂类、叔胺，另外在光引发剂的作用下紫外线或光也能使环氧树脂固化。
常温或低温固化一般选用胺类固化剂，加温固化则常用酸酐、芳香类固化剂。
2、固化剂的用量
（1）胺类作交联剂时按下式计算：
胺类用量=MG/Hn
式中：
M=胺分子量
Hn=含活泼氢数目
G=环氧值（每100克环氧树脂中所含的环氧当量数）
改变的范围不多于10-20%，若用过量的胺固化时，会使树脂变脆。
若用量过少则固化不完善。
（2）用酸酐类时按下式计算：
酸酐用量=MG（0.6~1）/100式中：
M=酸酐分子量
G=环氧值（0.6~1）为实验系数
3、选择固化剂的原则：
固化剂对环氧树脂的性能影响较大，一般按下列几点选择。
（1）、从性能要求上选择：
有的要求耐高温，有的要求柔性好，有的要求耐腐蚀性好，则根据不同要求选用适当的固化剂。
（2）、从固化方法上选择：
有的制品不能加热，则不能选用热固化的固化剂。
（3）、从适用期上选择：
所谓适用期，就是指环氧树脂加入固化剂时起至不能使用时止的时间。
要适用期长的，一般选用酸酐类或潜伏性固化剂。
（4）、从安全上选择：
一般要求毒性小的为好，便于安全生产。
（5）、从成本上选择。
（三）、改性剂的选择
改性剂的作用是为了改善环氧树脂的鞣性、抗剪、抗弯、抗冲、提高绝缘性能等。
常用改性剂有：
（1）、聚硫橡胶：
可提高冲击强度和抗剥性能。
（2）、聚酰胺树脂：
可改善脆性，提高粘接能力。
（3）、聚乙烯醇叔丁醛：
提高抗冲击鞣性。
（4）、丁腈橡胶类：
（5）、酚醛树脂类：
可改善耐温及耐腐蚀性能。
（6）、聚酯树脂：
（7）、尿醛三聚氰胺树脂：
增加抗化学性能和强度。
（8）、糠醛树脂：
改进静弯曲性能，提高耐酸性能。
（9）、乙烯树脂：
提高抗剥性和抗冲强度。
（10）、异氰酸酯：
降低潮气渗透性和增加抗水性。
（11）、硅树脂：
提高耐热性。
聚硫橡胶等的用量可以在50-300%之间，需加固化剂；
聚酰胺树脂、酚醛树脂用量一般为50-100%，聚酯树脂用量一般在20-30%，可以不再另外加固化剂，也可以少量加些固化剂促使反应快些。
一般说来改性剂用量越多，柔性就愈大，但树脂制品的热变形温度就相应下降。
为改善树脂的柔性，也常用增韧剂如：
邻苯二甲酸二丁酯或邻苯二甲酸二辛酯。
（四）、填料的选择
填料的作用是改善制品的一些性能，并改善树脂固化时的散热条件，用了填料也可以减少环氧树脂的用量，降低成本。
因用途不同可选用不同的填料。
其大小最好小于100目，用量视用途而定。
常用填料简介如下：
填料名称作用
石棉纤维、玻璃纤维增加韧性、耐冲击性
石英粉、瓷粉、铁粉、水泥、金刚砂提高硬度
氧化铝、瓷粉增加粘接力，增加机械强度
石棉粉、硅胶粉、高温水泥提高耐热性
石棉粉、石英粉、石粉降低收缩率
铝粉、铜粉、铁粉等金属粉末增加导热、导电率
石墨粉、滑石粉、石英粉提高抗磨性能及润滑性能
金刚砂及其它磨料提高抗磨性能
云母粉、瓷粉、石英粉增加绝缘性能
yong0882010-01-0811:
43:
51119.123.163.*
固化剂是环氧树脂固化物必需的原料之一，否则环氧树脂就不会固化。
为适应各种应用领域的要求，应使用相应的固化剂。
固化剂的种类很多，现介绍于下：
脂肪多元胺
乙二胺
EDAH2NCH2CH2NH2分子量60活泼氢当量15无色液体每100份标准树脂用6-8份
性能：
有毒、有剌激臭味，挥发性大、粘度低、可室温快速固化。
用于粘接、浇注、涂料。
该类胺随分子量增大，粘度增加，挥发性减小，毒性减小，性能提高。
但它们放热量大、适用期短。
一般而言它们分子量越大受配合量影响越小。
长期接触脂肪多元胺会引起皮炎，它们的蒸汽毒性很强，操作时须十分注意。
二乙烯三胺
DETAH2NC2H4NHC2H4NH2分子量103活泼氢当量20.6无色液体
每100份标准树脂用8-11份。
固化：
20℃2小时+100℃30分钟或20℃4天。
适用期50克25℃45分钟，热变形温度95-124℃，抗弯强度1000-1160kg/cm2，抗压强度1120kg/cm2，抗拉强度780kg/cm2，伸长率5.5%，冲击强度
0.4尺-磅/寸洛氏硬度99-108。
介电常数（50赫、23℃）4.1功率因数（50赫、23℃）0.009体积电阻2x1016
Ω-cm常温固化、毒性大、放热量大、适用期短。
三乙烯四胺TETAH2NC2H4NHC2H4NHC2H4NH2
分子量146活泼氢当量24.3无色粘稠液体每100份标准树脂用10-13份
20℃2小时+100℃30分钟或20℃7天。
适用期50克25℃45分钟，热变形温度98-124℃，抗弯强度950-1200kg/cm2，抗压强度1100kg/cm2，抗拉强度780kg/cm2，伸长率4.4%，冲击强度
0.4尺-磅/寸洛氏硬度99-106。
常温固化、毒性比二乙烯三胺稍低、放热量大、适用期短。
四乙烯五胺TEPA
H2NC2H4（NHC2H4）3NH2分子量189活泼氢当量27棕色液体每100份标准树脂用11-15份
性能同上。
多乙烯多胺PEPAH2NC2H4（NHC2H4）nNH2浅黄色液体每100份标准树脂用14-15份
毒性较小，挥发性低、适用期较长、价廉。
二丙烯三胺DPTAH2N（CH2）3NH（CH2）3NH2
分子量131活泼氢当量26浅黄色液体每100份标准树脂用12-15份性能同TETA。
二甲胺基丙胺DMAPA
（CH3）2N（CH2）3NH2低粘度透明液体每100份标准树脂用4-7份
毒性较大，具有固化和催化两个反应，粘附性能良好，柔性也好，适用期长。
二乙胺基丙胺DEAPA（C2H5）2N
（CH2）3NH2分子量130活泼氢当量65低粘度透明液体每100份标准树脂用4-8份
60-70℃4小时。
适用期50克25℃4小时，热变形温78-94℃，抗压强度920-1050kg/cm2，抗拉强度480-640kg/cm2，冲击强度
0.2尺-磅/寸洛氏硬度90-98。
介电常数（50赫、23℃）3.75功率因数（50赫、23℃）0.007
中温固化、低温性能好。
三甲基六亚甲基二胺TMD（H2N）2（C6H9）（CH3）3无色液体
冷固化，适用期长，毒性小。
每100份标准树脂用21份
80℃1小时+150℃2小时。
适用期400克25℃50分钟或50℃10分钟，马丁耐热92℃，抗弯强度1150kg/cm2，冲击强度
20Kg-cm/cm2tgδ0.0009（23℃，100C/S）
表面电阻5.4x1011Ω（300V）体积电阻9x1015Ω.cm（300V）中温固化、低温性能好。
二已基三胺
H2N（CH2）6NH（CH2）6NH2
已二胺改性物AMINE248分子式不详透明液体
粘度25℃1000-3000cps每100份标准树脂用4-8份常温-100℃固化。
毒性较小、柔性好。
已二胺加合物
CH-2、L2505分子式不详胺值160-210低粘度透明液体每100份标准树脂用65份
CH3
胺值400-500低粘度透明液体每100份标准树脂用60份
已二胺HDAH2N（CH2）6NH2分子量116
活泼氢当量29无色片状结晶熔点42℃每100份标准树脂用12-15份
毒性大，能常温固化但不好。
适用期较短。
三甲基已二胺分子量158每100份标准树脂用20-25份
适用期50克25℃45分钟，热变形温度105℃，抗弯强度1150kg/cm2，抗拉强度650kg/cm2，伸长率4.4%，冲击强度
0.4尺-磅/寸。
介电常数（50赫、23℃）4.0功率因数（50赫、23℃）0.001体积电阻9x1015
Ω-cm
二乙胺DEAHN（C2H5）2分子量73活泼氢当量73无色液体每100份标准树脂用12份
具有固化和催化两个反应。
聚醚二胺H2N（CH2）nO（CH2CH2O）mNH2
环氧树脂固化剂分类
1.按化学结构分为碱性和酸性两类
1．1碱性固化剂：
脂肪二胺、多胺、芳香族多胺、双氰双胺、咪唑类、改性胺类。
1．2酸性固化剂：
有机酸酐、三氟化硼及络合物。
2.按固化机理分为加成型和催化型
2．1加成型固化剂：
脂肪胺类、芳香族、脂肪环类、改性胺类、酸酐类、低分子聚酰胺和潜伏性胺。
2．2催化型固化剂：
三级胺类和咪唑类。
胺类固化剂
１．胺类固化机理
１．１一级胺固化机理
若按氮原子上取代基（Ｒ）数目可分为一级胺、二级胺和三级胺；
若按Ｎ数目可分为单胺、双胺和多胺；
按结构可分为脂肪胺、脂环胺和芳香胺。
一级胺对环氧树脂固化作用按亲核加成机理进行，每一个活泼氢可以打开一个环氧基团，使之交联固化。
芳香胺与脂环胺的固化机理与一级胺相似（伯胺、仲胺和叔胺）
①与环氧基反应生成二级胺
②与另一环氧基反应生成三级胺
③生成的羟基与环氧树脂反应
1．2固化促进机理：
在固化体系中加入含给质子基团的化合物如苯酚，就会促进胺类固化，这可能是一个双分子反应机理，即给质子体羟基上的固发氢首先与环氧基上的氧形成氢键，是环氧基进一步极化，有利于胺类的N对环氧基Cδ+的亲核进攻，同时完成氢原子的加成。
促进剂对环氧树脂和二乙烯二胺固化体系的凝胶化影响，例如乙二醇、甘油和苯酚使凝胶化时间缩短7min，12min和13min。
2.脂肪胺（脂环胺）固化剂
在室温很快固化环氧树脂，固化反应为放热反应。
热量能进一步促使环氧树脂与固化剂反应，其使用期较短。
胺类固化剂与空气中的CO2反应生成不能与环氧基起反应的碳酸铵盐而引起气泡的发生。
脂肪胺对皮肤有一定刺激作用，其蒸汽毒性很强。
脂肪胺和脂环胺固化剂名称
简称
胺值当量
用量%
25℃可使用期
热变形温度
性能
EDA
15
8
低粘度，室温快速固化，体系发热量大，可使用时间短。
DTA
20.7
11
26分
95-115
三乙烯四胺
TTA
24.4
13
95
四乙烯五胺
TPA
27
14
27min
N，N一二乙氨基丙胺
DEAPA
65
120min
78-94
加热固化
盖脘二胺
MDA
43
22
480min
148-158
加热固化，使用期合适
N—（ß
—氨基乙基）哌嗪
23
17min
110
加热固化，抗冲击性能
2．1乙二胺（EDA）：
反应活性大，在常温迅速固化环氧树脂但完全固化需4天左右。
它和环氧树脂混合后发热量大，可使用期短，用量为8%。
2．2二乙烯三胺（DTA）和三乙烯四胺（TTA）
DTA和TTA是低粘度的浅黄色液体，在25℃一天内基本固化环氧树脂，4天内可以固化完全；
在70－90℃固化，则性能较好。
二乙烯三胺用量为9-12%，最佳用量12%；
三乙烯四胺用量10－14%，最佳用量14%。
2．3N，N一二甲基氨基丙胺和N，N一二乙氨基丙胺
低粘度液体，加热催化固化，其固化物柔韧性好。
胺类固化剂对环氧树脂胶抗剪强度的影响固化剂
650#聚酰胺
用量（g）
10
12
100
剪切（kg/cm2）
室温1天
42
67
88
156
室温2天
103
118
231
室温3天
127
131
238
室温4天
124
165
137
80℃，3H
149
151
171
244
固化温度对胶接强度的影响
固化剂
固化温度（时间）
抗剪强度（kg/cm2）
25℃，3天
81
25℃，15天
95℃，30分
222
145℃，30分
245
40℃，16H
49
40℃，16H+25℃，14天
59
95℃，5H
227
284
3．芳香胺固化剂
芳香胺指胺基直接与芳香环相连的胺类固化剂，其活性比脂肪胺低，要加温固化环氧树脂。
3．1间苯二胺（MPDA）：
呈白色晶体，熔点63℃，用量为14—15%，可使用期在25℃为8小时。
固化条件：
85℃，2H；
175℃，1H。
热变形温度（HDT）150℃。
3．2间苯二甲胺（MXDA）：
无色透明液体，凝固点12℃，使用方便，用量为16—20%，可室温固化。
3．3 4，4‘—二氨基二苯砜（DDS）：
浅黄色粉末，熔点178℃。
其活性在芳香胺中最低。
三氟化硼络合物（甲乙酮）可促进DDS固化，可使用期75℃为3H。
固化条件125℃，2H；
200℃，2H。
热变形温度为175℃。
3．4 4，4‘—二氨基二苯甲烷（DDM）：
白色结晶，熔点89℃。
用量为27-30%，可使用期25℃为8H。
固化条件80℃，2H；
150℃，2H。
热变形温度为148℃。
4．改性胺固化剂
4．1改性脂肪胺
A．Ｂ—羟乙基乙二胺（120#）：
乙二胺、二乙烯三胺在少量水存在下与环氧乙烷反应。
粘性液体，其挥发性和毒性比乙二胺少10003倍以上。
在室温快速固化环氧树脂，用量16—18%。
B．二乙烯三胺与丁基缩水甘油醚的加成物
59#固化剂，25℃粘度为0.2Pa.s，活性大，毒性低，室温快速固化环氧树脂，固化物柔性好。
用量 为23—25%，与环氧树脂放热反应缓和，使用寿命约1小时。
C．二乙烯三胺一丙烯腈共聚物（B氰乙基化），591#固化剂
该加成物是浅黄色液体，毒性低，放热量小，使用寿命长，需要加热固化，固化条件：
80℃，12h;
用量为20—25%。
D．GY—051缩胺：
浅棕色液体，用量12—14%，固化条件：
室温，48小时h。
4．2改性芳香胺
590#固化剂是间苯二胺与环氧苯烷苯基醚缩合物。
棕黑色液体，软化点20℃以下，用量为15—20%，可室温固化。
4．3改性多元胺
A．701#固化剂：
苯酚甲醛己二胺缩合物，25—35%，室温固化
4—8h。
B．702#固化剂：
苯酚甲醛间苯二胺缩合物，用量23—35%，室温固化4—8h。
C．703#固化剂：
苯酚甲醛乙二胺缩合物，用量为36—42%，室温固化4—8h。
D．706#固化剂：
钛酸三异丙醇叔胺酯，棕黄色液体，用量为20—30%，固化：
100℃，1h；
142℃，2h。
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