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环氧树脂种类知多少?

发表时间:2024-03-06 访问量:8240

环氧树脂发展简史

环氧树脂的研制始于上世纪三十年代。最初,瑞士的皮里·卡斯坦和美国的S.O.格林里分别成功合成了环氧树脂。后来,德国的P.Schlack在1933年通过双酚A合成了环氧树脂,并发表了相关的固化专利。经过一系列的研究与实验,P.Castan进一步研发出由环氧氯丙烷与双酚A反应制得的低熔点树脂,并研究了其固化方法。到了1939年,S.O.格林里成功合成了双酚A型高分子量环氧树脂,并将其应用于热固性涂料,之后在1943年发布了相关专利。二战后,环氧树脂的工业应用得到了迅速的发展,尤其在涂料、电器、粘合剂等多个领域。

自五十年代起,我国也开始生产环氧树脂,至今已成为市场上应用广泛的聚合物之一。据统计,1980年全球环氧树脂产量已达到约36万吨,其中涂料工业消费量占据较大比重,且产量持续稳定上升。

环氧树脂涂料的特性

环氧树脂涂料以其独特的性能在工业中占据重要位置。这种涂料通过与固化剂或植物油脂肪酸反应,形成网状结构的大分子,由热塑性转变为热固性,因此具备了许多优异的性能。其中,包括强大的粘结力、良好的耐化学药品性能、出色的防腐蚀性和耐水性,同时涂膜附着力好、热稳定性及电绝缘性优越。然而,环氧树脂涂料也存在一些缺点,如耐候性较差、易粉化,涂膜丰满度不足,因此不太适合作为户外或高装饰性涂料使用。此外,由于环氧树脂中含有羟基,若处理不当,可能会影响涂膜的耐水性。环氧树脂涂料在市场上有多种类型,但部分品种采用双包装形式,制造和使用上稍显不便。尽管如此,环氧树脂涂料在多个领域仍有着广泛的应用。

环氧树脂涂料的分类

环氧树脂涂料是合成树脂涂料的四大支柱之一,以用途和涂料状态分类较多,大体上有五种分类标准:

施工方式

喷涂用涂料,滚涂用涂料,流涂用涂料,浸涂用涂料,静电用涂料,电泳用涂料,粉末流动涂料和刷涂用涂料等。

用途

建筑涂料,汽车涂料,舰船涂料,木器涂料,机器涂料,标志涂料,电气绝缘涂料,导电及半导电涂料,耐药品性涂料,防腐蚀涂料,耐热涂料,防火涂料,示温涂料,润滑涂料,烧蚀隔热涂料,食品罐头涂料和阻燃涂料等。总之,可分为建筑用,工业用和特种用三种。

固化方法

自干型涂料:单组分、双组分和多组分液体涂料;烘烤型涂料:单组分和双组分固体或液体涂料;辐射固化涂料。

固化剂名称

胺固化型涂料、酸酐(或酸)固化型涂料和合成树脂固化型涂料等。

涂料状态

溶剂型涂料、无溶剂型(液态和固态)涂料和水性(水乳化型和水溶型)涂料。

环氧树脂涂料的应用

如今,因为石油化工、食品加工、钢铁、机械、交通运输、电子和船舶工业的飞速发展,环氧树脂涂料的使用量大幅增加:

防腐蚀涂料

为了满足防腐蚀涂料的特殊需求,人们设计了多种类型的环氧防腐蚀涂料,包括溶剂型、无溶剂型(如粉末涂料)和高固体分涂料。这些涂料在钢材表面、饮水系统、电机设备、油轮、压载舱、铝及铝合金表面和耐特种介质等场合都表现出了优异的防腐蚀效果。

舰船涂料

海洋环境对涂料的要求极高,因为海上存在潮湿、盐雾、强烈的紫外线和微碱性海水的侵蚀。环氧涂料因其出色的附着力、防锈性、耐水性、机械强度和耐化学药品性,在舰船防护中起到了至关重要的作用。它被广泛用于船壳、水线、甲板等部位,显示出耐磨、耐水、耐油和强粘结性等特性。此外,环氧饮水舱涂料也已在舰船中得到了广泛应用。

电气绝缘涂料 

环氧涂料所形成的涂层具备显著的性能优势,如电阻系数高、介电强度强、介质损失小,以及出色的耐湿热、耐霉菌和耐盐雾等三防性能。因此,它被广泛地应用于各种领域,包括浸渍电机和电器设备的线圈、绕阻以及各类绝缘纤维材料;用于各种组合配件的表面涂覆;作为粘结剂连接各种绝缘材料;为裸体导线提供涂装保护,以及作为各种浇注料等。这些应用都充分展现了环氧涂料优良的性能和广泛的用途。

食品罐头内壁涂料

为了确保食品罐头内壁具有出色的抗腐蚀性和良好的粘结性,科学家们利用了环氧涂料的特性。这种涂料能够有效地抵抗酸、硫等介质的侵蚀,成为食品罐头内壁的理想选择。进一步地,通过环氧树脂与甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸的接枝反应,制成了特殊的水溶性环氧涂料,现已广泛应用于啤酒和饮料瓶的内壁,工业化生产效果显著,确保了饮料的存储安全。

水性涂料

环氧酯配制的水性电泳涂料具备多重优点,包括良好的防腐蚀性、装饰性和保色性。这种涂料不仅在汽车工业中广泛应用,还成功拓展至医疗器械、电器和轻工产品等领域。双组分水性环氧涂料在新旧混凝土之间的粘接表现尤为出色,其强大的粘结力能够有效防止机械损伤和化学药品的侵害。此外,它还能在核反应堆装备防护中发挥作用,便于去除放射性污染。

地下设施防护涂料

环氧涂料及其改性产品在地下设施防护方面扮演着重要角色。由于其出色的防水渗漏性能,环氧涂料被广泛应用于地下贮罐的防腐蚀,取得了显著成效,受到了广泛认可。

特种涂料

为了满足特殊环境下的应用需求,科学家们开发了多种基于环氧涂料的特种涂料。例如,环氧—有机硅基料制成的高温涂料和烧蚀隔热涂料,能够承受高温环境的挑战,适用于宇宙飞行器的防护。此外,环氧润滑涂料、环氧—有机硅示温涂料、改性环氧涂料和环氧阻燃涂料等也在不同领域得到了成功应用,如铁轨润滑、设备温度指示、金属膜电阻器和碳膜电阻器的保护,以及电阻器的色环标志等。

环氧树脂的类型

有时,人们把缩水甘油醚型环氧树脂又分为双酚F型环氧树脂、Novolac环氧树脂、双酚A型环氧树脂和三羟甲基丙烷环氧树脂等。当双酚A型环氧树脂的重复单位n=25~100时,一般称线型环氧树脂。按照化学结构,环氧树脂可分为以下五种类型:

缩水甘油醚型环氧树脂

缩水甘油醚型环氧树脂相当于多元酚(或多元醇)与环氧氯丙烷反应,脱去氯化氢而得到的产物。

缩水甘油酯型环氧树脂

缩水甘油酯型环氧树脂是一种由二元或多元羧酸与环氧氯丙烷反应,脱去氯化氢而得到的产物。

缩水甘油胺型环氧树脂

缩水甘油胺型环氧树脂相当于多元胺与环氧氯丙烷反应,脱去氯化氢而得到的产物。

脂环族环氧树脂

由双烯醚、酯类与过氧化醋酸等反应得到的产物;由丁二烯 环戊二烯等经Diels—Alder反应制成环戊二烯,然后再与过氧酸进行氧化反应而得到的产物;由环已酮与甲醛反应制成缩合物,然后再与环氧氯丙烷反应,脱去氯化氢而得到的产物。

元素改性环氧树脂

元素改性环氧树脂是在环氧树脂分子中引人特性元素、如卤素、钛原子和硅原子等,从而改进环氧树脂的阻燃性、耐温性、介电性和耐水性等。

使用环氧树脂时需注意以下几点:

1、佩戴编织或橡胶手套,以免皮肤过敏。

2、与皮肤接触时使用肥皂清洗,如接触眼睛需马上用大量清水冲洗,严重者请及时就医。

3、工作场所应保持通风并防烟防火。

4、大量泄漏时需打开窗户通风,用沙子填埋后,再进行清除。


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