61788-97-4
中文名稱
環(huán)氧樹脂
英文名稱
Phenolic epoxy resin
CAS
61788-97-4
分子式
(C11H12O3)n
分子量
375.864
MOL 文件
61788-97-4.mol
更新日期
2024/12/23 08:59:32
61788-97-4 結(jié)構(gòu)式
基本信息
中文別名
環(huán)氧樹脂甲基縮水甘油醚,聚合物鍵合型
英文別名
Resin epoxyHeloxy Modifier 48
phenolic epoxy resin
所屬類別
催化劑及助劑：聚合物物理化學(xué)性質(zhì)
形態(tài)Uncured resins are longchained
prepolymers that are viscous liquids or
solids; the cured resins are strong, solid
polymers
EPA化學(xué)物質(zhì)信息Epoxy resins(61788-97-4)
常見問題列表
概述
凡分子結(jié)構(gòu)中含有環(huán)氧基團(tuán)的高分子化合物統(tǒng)稱為環(huán)氧樹脂。固化后的環(huán)氧樹脂具有良好的物理化學(xué)性能，它對金屬和非金屬材料的表面具有優(yōu)異的粘接強(qiáng)度，介電性能良好，變定收縮率小，制品尺寸穩(wěn)定性好，硬度高，柔韌性較好，對堿及大部分溶劑穩(wěn)定，因而廣泛應(yīng)用于國防、國民經(jīng)濟(jì)各部門，作澆注、浸漬、層壓料、粘接劑、涂料等用途。我國自1958年開始對環(huán)氧樹脂進(jìn)行了研究，并以很快的速度投入了工業(yè)生產(chǎn)，至今已在全國各地蓬勃發(fā)展，除生產(chǎn)普通的雙酚A-環(huán)氧氯丙烷型環(huán)氧樹脂外，尚生產(chǎn)各種類型的新型環(huán)氧樹脂，以滿足國防建設(shè)及國發(fā)經(jīng)濟(jì)各部門的急需。環(huán)氧樹脂的制備方法大致有下列幾種類型：活性氫化物與環(huán)氧氯丙烷反應(yīng)、以過氧化氫或過酸（例過醋酸）將雙鍵進(jìn)行液相氧化、雙鍵化合物的空氣氧化。
分子結(jié)構(gòu)
環(huán)氧樹脂簡稱EP，是分子結(jié)構(gòu)中含有兩個或兩個以上環(huán)氧基的樹脂的總稱。不論分子長或短，鍵的兩端基本上都是環(huán)氧基，而環(huán)氧基的官能度為2，與固化劑交聯(lián)固化后，可以形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所以環(huán)氧樹脂是一種體型高分子化合物。根據(jù)聚合度，可分為液態(tài)或固態(tài)。由于環(huán)氧基 是一個三元環(huán)，此種三元環(huán)很容易開環(huán)及有很強(qiáng)的反應(yīng)性，環(huán)氧樹脂的許多特點(diǎn)均由此而產(chǎn)生。環(huán)氧樹脂最重要的品種是由環(huán)氧氯丙烷與雙酚A縮聚而成的雙酚A型環(huán)氧丙基醚類環(huán)氧樹脂;此外，還有與含烯鍵化合物反應(yīng)而制成的環(huán)氧樹脂。雙酚A型環(huán)氧丙基醚類環(huán)氧樹脂分子結(jié)構(gòu)式中的n表示聚合度，n愈大，分子鏈愈長，相對分子質(zhì)量就愈高，羥基就愈多。n一般在 0～14之間，相對分子質(zhì)量為340～3750之間。n值小的環(huán)氧樹脂的相對分子質(zhì)量小，環(huán)氧值(每100g樹脂所含環(huán)氧基)相對來說就高，低相對分子質(zhì)量者為粘稠的液體，隨n值的增加，粘度增加，當(dāng)相對分子質(zhì)量超過1000時，就成為固體。因?yàn)榄h(huán)氧樹脂是通過分子兩端的環(huán)氧基進(jìn)行固化反應(yīng)的，所以分子鏈愈長(即環(huán)氧值相對減少)。固化后的高分子膜的交聯(lián)度反而相對變小，雖然柔性增加，但高溫性能降低。熔點(diǎn)隨相對分子質(zhì)量的增加而升高，平均相對分子質(zhì)量為600時熔點(diǎn)40℃、900時70℃、1400時100℃、 2900時130℃、3750時150℃。環(huán)氧樹脂無嗅。無味。耐酸。耐堿。不溶于水、甲醇和乙醇。溶于丙酮、環(huán)己酮、甲苯、苯乙烯、酯類、醚醇類、氯化烴類等有機(jī)溶劑。在有機(jī)溶劑中的溶解度隨樹脂相對分子質(zhì)量的增加而降低。粘附性、耐熱性、絕緣性、硬度、韌性均很好。分子主鏈?zhǔn)怯商?碳鍵、醚鍵、雙酚鍵構(gòu)成，并含有羥基及環(huán)氧基兩個活性基，它們可以和其他許多化合物和樹脂反應(yīng)，這對制造涂料是十分可貴的。例如它們可以和多元胺、酰胺、酚類、羧基、羥基、有機(jī)硅、有機(jī)鈦及無機(jī)酸等反應(yīng)，也可和許多固化劑交聯(lián)形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
以上信息由Chemicalbook的Tony編輯整理(2014-01-30)。
應(yīng)用分類
1,縮水甘油酯類環(huán)氧樹脂:縮水甘油酯類環(huán)氧樹脂和二酚基丙烷環(huán)氧化樹脂比較，它具有粘度低，使用工藝性好；反應(yīng)活性高；粘合力比通用環(huán)氧樹脂高，固化物力學(xué)性能好；電絕緣性好；耐氣候性好，并且具有良好的耐超低溫性，在超低溫條件下，仍具有比其它類型環(huán)氧樹脂高的粘結(jié)強(qiáng)度。有較好的表面光澤度，透光性、耐氣候性好。 2,縮水甘油胺類環(huán)氧樹脂:這類樹脂的優(yōu)點(diǎn)是多官能度、環(huán)氧當(dāng)量高，交聯(lián)密度大，耐熱性顯著提高。上前國內(nèi)外已利用縮水甘油胺環(huán)氧樹脂優(yōu)越的粘接性和耐熱性，來制造碳纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料（CFRP）用于飛機(jī)二次結(jié)構(gòu)材料。
3,脂環(huán)族環(huán)氧樹脂:這類環(huán)氧樹脂是由脂環(huán)族烯烴的雙鍵經(jīng)環(huán)氧化而制得的，它們的分子結(jié)構(gòu)和二酚基丙烷型環(huán)氧樹脂及其它環(huán)氧樹脂有很大差異，前者環(huán)氧基都直接連接在脂環(huán)上，而后者的環(huán)氧基都是以環(huán)氧丙基醚連接在苯核或脂肪烴上。脂環(huán)族環(huán)氧樹脂的固化物具有以下特點(diǎn)：①較高的壓縮與拉伸強(qiáng)度；②長期暴置在高溫條件下仍能保持良好的力學(xué)性能；③耐電弧性、耐紫外光老化性能及耐氣候性較好。
4,脂肪族環(huán)氧樹脂:這類環(huán)氧樹脂分子結(jié)構(gòu)里不僅無苯核，也無脂環(huán)結(jié)構(gòu)。僅有脂肪鏈，環(huán)氧基與脂肪鏈相連。環(huán)氧化聚丁二烯樹脂固化后的強(qiáng)度、韌性、粘接性、耐正負(fù)溫度性能都良好。
用途與作用
環(huán)氧樹脂廣泛用作粘合劑、防腐材料、絕緣涂層、層壓材料、澆鑄和浸漬材料、模壓材料等。還可用作玻璃纖維增強(qiáng)塑料、電器精密件、防震吸音材料、紡織品整理劑。在涂料方面主要作為金屬保護(hù)涂料，用于船舶、鋼鐵構(gòu)件、金屬容器等的保護(hù)涂層;此外，作為陽離子電泳涂料的載色劑大量用于汽車車身的底層涂料;在電器方面廣泛用作絕緣漆、注塑材料、成型材料，特別是電子工業(yè)，除積層板外，廣泛用作LSI、IC等的密封材料;在土木建筑方面用作混凝土澆鑄道路的防滑敷料、地板材料、灰漿材料;作為粘接劑，以良好的粘接性廣泛用在金屬和非金屬材料(如陶瓷、玻璃、木材等)的粘接;也用作樹脂類、聚氯乙烯的穩(wěn)定劑;紡織品處理劑，可防止起皺、縮尺。制備方法
環(huán)氧樹脂的制備方法總的來說可概括為兩種方法，其一是以含有活潑氫的化合物如含羥基、羧酸基、氨基等的化合物為原料，在堿的催化作用下，與含有環(huán)氧基的化合物(如環(huán)氧氯丙烷)進(jìn)行反應(yīng)，引進(jìn)環(huán)氧基，例如雙酚A型環(huán)氧丙基醚類環(huán)氧樹脂的制備，就屬此類;其二是以含有烯鍵的化合物如四氫鄰苯二甲酸、環(huán)己烯等為原料，再用過氧化物將烯鍵環(huán)氧化，而形成環(huán)氧基，如與含烯鍵化合物反應(yīng)而制成的環(huán)氧樹脂均是此種類型。雙酚A型的環(huán)氧樹脂的合成，因相對分子質(zhì)量的高低而有所不同。低相對分子質(zhì)量的液體狀的環(huán)氧樹脂，是使雙酚A在氫氧化鉀(鈉) 的作用下，與過量的環(huán)氧氯丙烷反應(yīng)，使之環(huán)氧化。為了抑制高相對分子質(zhì)量化合物的生成及環(huán)氧氯丙烷的水解，堿液應(yīng)緩緩加入。對于中等相對分子質(zhì)量的環(huán)氧樹脂，采用一步法。即將雙酚A(或其他基礎(chǔ)物)溶于氫氧化鈉中，然后逐漸加入環(huán)氧氯丙烷進(jìn)行反應(yīng)，這種方法可以節(jié)省環(huán)氧氯丙烷用量。對于高相對分子質(zhì)量的環(huán)氧樹脂，有兩種方法： 其一為一步法。將雙酚A溶解在氫氧化鈉中，然后加入環(huán)氧氯丙烷，并再加入一部分氫氧化鈉，最后脫水精制;其二為二步法，是在已制好的環(huán)氧樹脂中，補(bǔ)加雙酚A，使其進(jìn)一步反應(yīng)，以增加相對分子質(zhì)量，這是因?yàn)榄h(huán)氧樹脂兩端是環(huán)氧基，可以在一定的條件下與雙酚A反應(yīng)。
環(huán)氧樹脂粘合劑
環(huán)氧樹脂粘合劑俗稱 “萬能膠”，是一類用途相當(dāng)廣泛的高強(qiáng)度粘合劑，由環(huán)氧樹脂為主體，添加固化劑等配制而成，對很多材料具有優(yōu)良的粘附力和粘接強(qiáng)度。常用的固化劑有胺類、酸酐、酰胺類等。為適應(yīng)不同需要，可加入各種不同的輔助材料。其主成分為不同分子量、不同化學(xué)結(jié)構(gòu)的環(huán)氧樹脂，再加入固化劑 (如胺類、酸酐及其它高分子化合物) 使之固化轉(zhuǎn)變?yōu)椴蝗懿蝗鄣捏w型交聯(lián)結(jié)構(gòu)，縮短工藝時間; 加入增塑劑或聚硫橡膠、丁腈橡膠、尼龍聚酰胺樹脂等改進(jìn)克服脆性，提高韌性; 加入酚醛樹脂、有機(jī)硅化合物提高耐熱性; 加入不同無機(jī)填料減少硬化時的收縮性及內(nèi)應(yīng)力。環(huán)氧樹脂粘合劑根據(jù)所用固化劑種類等的不同可分為室溫固化型及加熱固化型兩類，各類的粘接性能、工藝、固化條件有很大差別。用于粘接金屬、玻璃、塑料、陶瓷等。環(huán)氧樹脂膠粘劑是具有不同分子量的兩端含有環(huán)氧基團(tuán)的化合物，其中最典型和使用最廣泛的是以雙酚A和環(huán)氧氯丙烷合成的樹脂，其化學(xué)結(jié)構(gòu)為：
環(huán)氧樹脂對多種固化劑具有反應(yīng)活性，因此對多種基材具有粘結(jié)性，并且對不同固化溫度 (從室溫到高溫) 和最終使用性能的要求都能適應(yīng)。
環(huán)氧樹脂固化過程無副產(chǎn)物排放，體積收縮率小，具有電性能、耐化學(xué)品、耐溶劑等特點(diǎn)。
除上述結(jié)構(gòu)之外，還有線性酚醛多環(huán)氧樹脂和長鏈脂肪族環(huán)氧樹脂，它們主要與雙酚-A環(huán)氧樹脂配合使用，前者可提高交聯(lián)密度，增強(qiáng)耐化學(xué)性，后者用于提高膠粘劑的柔韌性。而含鹵素取代基的雙酚-A，可制得阻燃性環(huán)氧樹脂膠粘劑。
Chemicalbook的Andy編輯整理。
環(huán)氧樹脂涂料
環(huán)氧樹脂涂料以環(huán)氧樹脂為主要成膜物質(zhì)的涂料。分為溶劑型(又分為胺固化型、合成樹脂固化型、脂肪酸酯化型3種)、無溶劑型、粉末型和線型4類。環(huán)氧樹脂本身是熱塑性的，要使環(huán)氧樹脂制成有用的涂料，就必須使環(huán)氧樹脂與固化劑或植物油脂肪酸進(jìn)行反應(yīng)，交聯(lián)成不溶及不熔的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，才能顯示出各種優(yōu)良的性能。本涂料的種類很多，各有其特點(diǎn)，概括其優(yōu)點(diǎn)有： 附著力強(qiáng)，特別是對金屬表面的附著力更強(qiáng)，這是由于結(jié)構(gòu)中含有脂肪族烴基、醚鍵及極活潑的環(huán)氧基之故，前兩個基在相鄰兩面之間產(chǎn)生引力，環(huán)氧基與含活潑氫金屬表面起反應(yīng)生成化學(xué)鍵，同時由于形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其耐化學(xué)藥劑性優(yōu)良，尤其耐堿性更好，這一特點(diǎn)比酚醛樹脂涂料、聚酯涂料好，此外，耐腐蝕性、絕緣性、保色性及熱穩(wěn)定性均好。不足之處有： 涂膜易粉化、耐氣候性差、流平性差、涂膜豐度亦稍差。環(huán)氧樹脂涂料廣泛用于工廠建筑涂料(鋼鐵結(jié)構(gòu)的保護(hù)涂料)、包裝容器涂料(軟管如牙膏等、罐頭內(nèi)壁涂料)、家用器具底層涂料(洗衣機(jī)、電冰箱、電烤箱、縫紉機(jī)、電扇、鋼制家具等)、交通車輛涂料(飛機(jī)、汽車、自行車、農(nóng)業(yè)機(jī)械、內(nèi)燃機(jī)車等)、船舶涂料(船體、甲板、船艙內(nèi)壁等)、電器絕緣涂料、防腐涂料(化工廠的罐、槽、容器、管道等)。
以上信息由Chemicalbook的彤彤編輯整理(2014-01-30)。