1、雙酚A(酚甲烷)(C15H16O2)是內分泌干擾素(也就是擾亂生殖系統的化學物質) 。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选择,常用添加物有以下几类:(1)固化剂;(2)改性剂;(3)填料;(4)稀释剂。 其中固化剂是必不可少的添加物,无论是作粘接剂、涂料、淺注料都需添加固化剂,否则环氧树脂不能固化。 由于用途性能要求各不相同,对环氧树脂及固化剂、改性剂、填料、稀释剂等添加物也有不同的要求。现将它们的选择方法简介于下:(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;作浇注料时最好选用高环氧值(0.40)的树脂;作涂料
2、用的一般选用低环氧值(0.25)的树脂。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;如希望强度较好,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
3、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(0.61)/100式中: M=酸酐分子量 G=环氧值(0.61)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
4、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)
5、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。
6、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 增加绝缘性能各种颜料、石墨 具有色彩另外据资料报导适量(27-35%)P、AS、Sb、Bi、Ge、Sn、Pb的氧化物添加在树脂中能在高热度、压力下保持粘接性。(五)稀释剂的
7、选择其作用是降低粘度,改善树脂的渗透性。稀释剂可分惰性及活性二大类,用量一般不超过30%。常用稀释剂如下:活性稀释剂名称 用量 备注二缩水甘油醚 30% 需多加计算量固化剂多缩水甘油醚 同上 同上环氧丙烷丁基醚 15% 同上环氧丙烷苯基醚 同上 同上二环氧丙烷乙基醚 同上 同上三环氧丙烷丙基醚 同上 同上惰性稀释剂 名称 用量 备注二甲苯 15% 不需多加固化剂甲苯 同上 同上苯 同上 同上丙酮 同上 同上在加入固化剂之前,必须对所使用的树脂、固化剂、填料、改性剂、稀释剂等所有材料加以检查,应符合以下几点要求:(1)不含水份:含水的材料首先要烘干,含少量水的溶剂应尽量少用。(2)纯度:除水份以
8、外的杂质含量最好在1%以下,若杂质在5-25%时虽也可使用权,但须增加配方的百分比。少量使用时用试剂级较好。(3)了解各材料是否失效。在缺少验收条件的厂,使用前最好按配方做个小样试验。關於Epoxy resin(環氧樹脂) 是由酚類(2,2-二對酚丙烷bisphenol A) 與環氧基(環氧氯丙烷epichlorohydrin)反應產生,常與類氨基樹脂混合用於製造油漆塗料、黏著劑、絕緣塑膠製品。樹脂中所含的 bisphenol-A (例BIS-GMA)、Glycidyloxy compounds(脫水甘油基)是主要造成危害的物質。關於PolyaminoamideAmide(醯胺類): 是指有機
9、酸分子( R-COOH) 中,羧基(-COOH)之羥基為胺基(-NH2或-NRR)取代而成的化合物。例如,acetamide(CH3-CO-NH2)就是指acetic acid中,-OH基被 NH2取代而成的化合物。而 ”XX醯胺”是指 -NH2基上的 -H被 ”XX”所取代而成的化合物。而隨著取代基的不同,化合物的的功用也不同。Amide類通常為固體或液體。依所鍵結分子不同,功能也不同。通常作為表面塗料、塑化劑 (plasticizer; 添加於塑膠中,使塑膠易於調和和塑化,並增加柔軟度和減低脆性)、穩定劑(stabilizer)、塑膠薄膜、接著劑、溶劑(solvent)、塑膠軟化劑、染料、
10、不透水塑膠布(尼龍布)、高分子凝聚劑、吸附劑、紙漿強化劑。熱固性塑膠不飽和聚酯樹脂(Unsaturated Polyester) 不飽和聚酯樹脂價格低,有良好的機械及電氣性質,能夠抗酸腐蝕。不飽和聚酯樹脂之聚合反應,需加硬化劑,經硬化劑之分解產生自由基而促使樹脂進行連結,而形成共聚合體。一般硬化劑的種類不同,其硬化程序可在室溫或高溫下進行,而其反應溫度則與硬化劑之分解溫度有關。室溫硬化一般硬化反應在室溫下進行,可以省去加熱裝置,使大型物件製作上更為容易。但為便於儲存,硬化劑之分解溫度都較室溫為高,在室溫下不易進行分解,因此短時間內反應不易完成。此時可加入促進劑來加速反應。促進劑需加於樹脂中,經
11、混合後再加入硬化劑,直接與硬化劑混合易造成過速反應,甚至導致爆炸。常用硬化劑有MEKP。高溫硬化樹脂與硬化劑混合後即進行加工,有些加工程序耗時較久,為防止樹脂在加工完前硬化,可使用高溫硬化之硬化劑,待加工最後階段再加溫促使反應進行,而完成硬化程序。常用硬化劑有BPO、TBPO。使用上經常加入一些添加物,以達成不同的特性。搖變劑(Thixotropy)加入搖變劑後,於靜止狀態下樹脂黏度增加,以防止加工時樹脂流失,經攪拌後樹脂黏度可暫時下降以利纖維含浸樹脂。因此加工時,先攪拌樹脂使黏度下降,然後使將纖維含浸樹脂,而樹脂含浸於纖維內後,黏度增加,以防止流失。防火劑氫氧化鋁可增加防火性,但使樹脂黏度增
12、加。Low profile additives(LPA)加入塑性塑膠粉,可以減少收縮,以改善材料表面平整度。常用的有聚乙烯、聚苯乙烯及聚酯類等。增稠劑(thickening)使用氫氧化物或鈣鎂氧化物以增加樹脂黏度,便利材料的傳遞,常用於模造成形如SMC及BMC。環氧樹脂(Epoxy)環氧樹脂中含有多個環氧乙烷基,環氧乙烷基是由一個氧及兩個碳所形成之環。常見的環氧樹脂有以下幾型:BPA型的環氧樹脂是在鹼性鈉的環境下,將丙二酚A(BPA)與環氧-1-2-綠-3-丙烷(EPI)反應所合成。由BPA/EPI之不同比例,可製出不同分子量和環氧當量的液態或固態的BPA環氧樹脂。此型樹脂廣泛的使用在塗料、土
13、木建築、電氣材料、及接著劑等。酚醛型環氧樹脂(novolac)係將phenolic novolac 或 cresol novolac聚合而形成的樹脂,俱耐熱及耐藥品的特性,常用於IC封裝及積層板之改質劑。氫化BPA型的環氧樹脂是將BPA型環氧樹脂,去除苯環之雙鍵後獲得,因此其耐候性良好。溴化型環氧樹脂係指分子結構中的苯環含有溴,其他分子結構與BPA型相同,除具有BPA型之優良物性及電氣特性外,本身有耐燃性,因此廣泛的使用在積層板的製作上。氨型環氧樹脂(amine type)具有四個環氧基,因此硬化後之架橋密度高,所以具有優良的機械性質。廣泛的使用在纖維強化複合材料的基材。環氧樹脂的硬化劑有氨類、酸干類、甲醛類等,由於機械性質優良,廣泛的使用在高分子複合材料的基材中。酚樹脂(Phenolic)酚類和甲醛反應形成酚樹脂或稱酚醛樹脂,反應時以酸或鹼當作催化劑,聚合物的化學組成跟所使用的催化劑及反應物的比例有關。酚醛樹脂具有良好的耐熱及耐腐蝕的特性,其安定性佳,低可燃性及吸濕性,並有優良的黏著性質。酚醛樹脂可製成預浸布,以製作疊層板。Bismaleimide(BMI) BMI的工作環境約在177到230C,較環氧樹脂為高,具有良好的機械
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