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　　1、概述

　　環(huán)氧樹脂具有杰出的歸納力學(xué)功能、高度的粘合力、縮短率小、安穩(wěn)性好、優(yōu)異的電絕緣功能，作為涂料、膠粘劑、復(fù)合資料樹脂基體、電子封裝資料等在機械、電子、電器、航天、航空、涂料、粘接等領(lǐng)域得到了廣泛的運用。但是，因為固化后的環(huán)氧樹脂交聯(lián)密度高，內(nèi)應(yīng)力大，因而存在質(zhì)脆、耐疲憊性、耐熱性、抗沖擊耐性差等缺陷，難以滿足工程技術(shù)的要求，使其運用遭到必定的約束。特別是制約了環(huán)氧樹脂不能很好地用于結(jié)構(gòu)資料等類型的復(fù)合資料，為此，國內(nèi)外學(xué)者對環(huán)氧樹脂進行了很多改性研討。其間，*首要的是改進環(huán)氧樹脂的脆性、耐濕熱性。

　　環(huán)氧樹脂可通過化學(xué)辦法改性和物理辦法進行改性?；瘜W(xué)辦法改性首要是組成新式結(jié)構(gòu)的環(huán)氧樹脂及新式結(jié)構(gòu)的固化劑;物理辦法改性首要是通過與改性劑構(gòu)成共混結(jié)構(gòu)來到達進步功能的意圖。兩種辦法比較起來，榜首種辦法從工藝、本錢及難易程度來講都比第二種辦法處于下風(fēng)。因而，現(xiàn)在對環(huán)氧樹脂的改性首要是通過共混結(jié)構(gòu)完成的。

　　環(huán)氧樹脂的增韌途徑首要有三類：①剛性無機填料、橡膠彈性體和熱塑性塑料聚合物等構(gòu)成兩相結(jié)構(gòu)進行增韌。②用熱塑性塑料連續(xù)貫穿于環(huán)氧樹脂網(wǎng)絡(luò)中構(gòu)成半互穿網(wǎng)絡(luò)型聚合物來增韌改性。③通過改動交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的化學(xué)結(jié)構(gòu)組成(如在交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中引進“柔性段”)以進步交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的活動才干。

　　環(huán)氧樹脂的耐濕熱功能的改進，首要是通過在環(huán)氧樹脂分子中引進含稠環(huán)的結(jié)構(gòu)單元和組成含氟的環(huán)氧樹脂，以及選用新的固化劑替代傳統(tǒng)的DDS等。

　　改性后的環(huán)氧樹脂，因為耐濕熱性和耐性的進步，將進一步擴展環(huán)氧樹脂在電子電器產(chǎn)品、復(fù)合資料受力構(gòu)件以及高功能結(jié)構(gòu)膠粘劑等方面的運用。

　　另一方面，雖然環(huán)氧樹脂具有杰出的加工工藝性，但關(guān)于不同的運用，其操作工藝需求作恰當(dāng)?shù)母倪M。如二酚基丙烷型環(huán)氧樹脂，因為黏度較大，在某些操作中工藝性差，就需求在固化系統(tǒng)中參與稀釋劑來下降黏度，改進操作工藝功能。因而，為了滿足不同的運用，需求參與稀釋劉、填料、增強劑等不同的添加劑。

　　環(huán)氧樹脂活動性的調(diào)理:環(huán)氧樹脂合作物的活動性，關(guān)于涂料，面料，澆鑄等用處是很重要的。為習(xí)慣這些要求有必要下降粘度，或許進步黏度，或許賦予觸變性，能到達這些要求的合作資料稱為活動性調(diào)理劑。

　　2、稀釋劑

　　稀釋劑首要用來下降環(huán)氧膠粘劑系統(tǒng)的黏度，溶解、渙散和稀釋涂料，改進膠液的涂布性和活動性。此外，稀釋劑也起到延伸運用壽命的作用。但是參與稀釋劑也會下降固化后樹脂的熱變形溫度、膠接強度、耐介質(zhì)及耐老化等功能。但是，為了使樹脂膠液便于滋潤膠合物的外表，進步其滋潤才干和濕潤才干，有利于操作，有必要參與適量的稀釋劑。

　　稀釋劑的分類辦法許多，按其運用機理，可分為非活性稀釋劑與活性稀釋劑兩大類。

　　(1)非活性稀釋劑

　　非活性稀釋劑不與環(huán)氧樹脂、固化劑等起反響，純屬物理地?fù)交斓綐渲?。它與樹脂僅是機械的混合，起稀釋和下降黏度作用的液體。它在膠液的固化進程中大部分是蒸發(fā)掉的。它會給樹脂固化物留下孔隙，使縮短率相對增大。因而，非活性稀釋劑對固化后樹脂功能的晦氣影響比活性稀釋劑的影響大，但卻能少量進步樹脂的耐性。當(dāng)運用要求較高時不能運用非活性稀釋劑，應(yīng)選用活性稀釋劑。

　　非活性稀釋劑多為高沸點液體，如鄰苯二甲酸二丁酯、苯二甲酸二辛酯、苯乙烯、苯二甲酸二烯丙酯、甲苯、二甲苯等。用量以5%～20%為宜。12%左右的鄰苯二甲酸二丁酯使規(guī)范環(huán)氧樹脂的黏度從10Pa·s降到0.5～0.7Pa·s(25℃)。一些工業(yè)環(huán)氧樹脂(2.0～4.0Pa·s)含有二丁酯作為非活性稀釋劑。溶劑亦作為非活性稀釋劑，但對耐化學(xué)試劑有晦氣影響。用量大時，固化物功能變壞一起因為稀釋劑在固化進程中的蒸發(fā)會引起縮短率增大。

　　(2)活性稀釋劑

　　活性稀釋劑一般是指帶有一個或兩個以上環(huán)氧基的低分子化合物，它們能夠直接參與環(huán)氧樹脂的固化反響，成為環(huán)氧樹脂固化物交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的一部分，對固化產(chǎn)品的功能簡直無影響，有時還能添加固化系統(tǒng)的耐性?；钚韵♂寗┯址譃閱苇h(huán)氧基活性稀釋劑和多環(huán)氧基活性稀釋劑兩種。某些單環(huán)氧基稀釋劑，如丙烯基縮水甘油醚、丁基縮水甘油醚和苯基縮水甘油醚，關(guān)于胺類固化劑反響活性較大。某些烯烴或脂環(huán)族單環(huán)氧基稀釋劑對酸酐固化劑反響活性較大。因而，運用活性稀釋劑時，固化劑的用量、種類應(yīng)作相應(yīng)的調(diào)整。

　　無溶劑環(huán)氧涂猜中，單官能活性稀釋劑用量不超越環(huán)氧樹脂的15%，多宮能活性稀釋劑用量可到達20%～25%。但用量太多，會下降涂膜功能。例如，不加活性稀釋劑的雙酚A型環(huán)氧涂層和含井501(環(huán)氧丙烷丁基醚)活性稀釋劑的雙酚A型環(huán)氧涂層在10%硫酸水溶液中浸泡30天后，涂層增重分別是2.11%和4.18%;在甲醇中浸泡30天后，涂層增重分別是2.67%和13.5%。

　　活性稀釋劑一般有毒，在運用進程中有必要留意，長時間觸摸往往會引起皮膚過敏，嚴(yán)峻的甚至于會發(fā)作潰爛。

　　單環(huán)氧化物的稀釋作用比較好，脂肪族型的比芳香族型有更好的稀釋作用。運用芳香族型活性稀釋劑的固化產(chǎn)品耐酸堿性改變不大，但耐溶劑性卻有所下降。

　　單環(huán)氧化物活性稀釋劑的運用會使熱變形溫度下降，這是因為它的運用會使固化物的交聯(lián)密度下降的原因。長碳鏈的活性稀釋劑運用后可使抗彎強度、沖擊韌度得以進步。用量不多時對固化產(chǎn)品的硬度無影響，而熱膨脹系數(shù)則添加。

　　運用二或三環(huán)氧化物作稀釋劑，用量和固化辦法恰當(dāng)，就不會下降交聯(lián)密度，因而熱態(tài)下的機械強度及耐化學(xué)性格堅持率較高。與單環(huán)氧化物比較，在稀釋作用上差些，要將樹脂黏度下降到同等水平所需添加量較大。

　　短鏈及環(huán)狀結(jié)構(gòu)的二或三環(huán)氧化物，對固化物的熱變形溫度簡直無影響，而長碳鏈稀釋劑影響則非常明顯。

　　(3)稀釋劑的選用準(zhǔn)則

　　1)盡量選用活性稀釋劑，以利于在改進工藝性的一起，進步其粘接、機械‘功能。

　　2)挑選那些與主體樹脂化學(xué)結(jié)構(gòu)附近的稀釋劑，因為它們會在其它助劑存在下，與主體樹脂一道參與反響，而大大改進膠層功能。如在l00份雙酚A環(huán)氧樹脂為主體組分的膠中，參與20份丁二醇雙環(huán)氧稀釋劑，并用混胺作固化劑時，可使其膠層延伸率到達7.0%，而拉伸強度仍堅持在29MPa以上，熱變形溫度達120℃。

　　3)應(yīng)留意選用蒸發(fā)性小、氣味(異味)小、毒性盡量低的種類，以減少稀釋劑在配膠、施膠時對人體的損害，因為大多數(shù)活性或非活性稀釋劑都有異味和有低毒。

　　4)來歷簡單，不燃不爆，價格低廉，亦是要考慮的重要要素。因而只需能用水為稀釋劑的就應(yīng)盡量用水。

　　5)應(yīng)通過實驗與理論挑選*合適的參與量。

　　3、溶劑、增稠劑

　　溶劑——

　　溶劑與非活性稀釋劑的首要區(qū)別是，溶劑首要起溶解樹脂系統(tǒng)的作用，當(dāng)然也能調(diào)理膠液的黏度;而非活性稀釋劑首要的作用是調(diào)理涂料的粘度，它可能對樹脂系統(tǒng)有溶解性也可能沒有溶解性。

　　溶劑的參與，使膠粘劑更便于施工，并可在室溫下進行固化，使膠液黏度低，易滋潤被粘物外表、工藝性好等。但溶劑參與也造成膠粘劑在固化時體積縮短率大，溶劑有時會使被粘物外表溶脹，造成粘結(jié)不牢，以及大部分溶劑蒸發(fā)并易燃，有必定毒性等缺乏。因而在裝備膠粘劑時應(yīng)留意挑選運用。

　　膠粘劑溶劑的選用，首先考慮其對主體樹脂的溶解功能，其次考慮其蒸發(fā)速度，因為只要合適的蒸發(fā)速度才干配出功能杰出的膠粘劑和涂料來。再其次要考慮溶劑的黏度、閃點及易燃性。為安全考慮，應(yīng)盡可能選用較高閃點的醇、醚醇和酯類，用丙二醇醚類替代乙二醇醚以下降毒性，終究還要考慮氣味、毒性、來歷難易及價格高低等。

　　環(huán)氧樹脂可溶解在某些有機溶劑中，樹脂的溶解性隨分子量的添加而下降。酮類、酯類、醚醇類和氯代烴類是環(huán)氧樹脂的溶劑，對環(huán)氧樹脂有很好的溶解才干。芳烴和醇類不是環(huán)氧樹脂的溶劑，但是芳烴和醇混合后，則可作為中等分子量樹脂的溶劑。

　　環(huán)氧樹脂涂料多選用混合溶劑，是由溶劑和稀釋劑組成的，能夠下降本錢，改進漆膜功能和施工功能，進步溶劑的溶解力。刷涂施工的產(chǎn)品應(yīng)運用部分高沸點溶劑，如乙基溶纖劑等。

　　在選用溶劑時還應(yīng)留意的是，不同結(jié)構(gòu)的溶劑對固化反響會起不同的作用。例如，胺固化環(huán)氧樹脂不能運用酯類作溶劑，因為酯類與胺類固化劑有反響，損壞固化劑，下降固化作用;路易斯酸作固化劑時，如選用環(huán)己酮作溶劑，會發(fā)作縮酮化反響，這種反響會影響固化涂膜的功能，尤其是在烘烤的條件下，因而，運用酮類和酯類溶劑時應(yīng)非常小心。

　　增稠劑——

　　增稠劑在膠黏劑的組成中是一類比較新的合作助劑，它們參與膠粘劑之后，能將施工黏度增稠和使本來一些不黏或難黏的物質(zhì)粘結(jié)強度有所進步，特別是進步其初粘力，而且改進其對被粘物外表的滋潤性。

　　增稠劑大都是分子量不很大的樹脂類物質(zhì)，在選用時首要遵從以下準(zhǔn)則：①與環(huán)氧樹脂有很好的相容性，在混合之后，能長時間安穩(wěn)的與環(huán)氧樹脂一起作業(yè)，不分出、不分層。②具有*佳的增稠作用，對被粘物外表有適當(dāng)高的粘附力。③來歷豐厚，價格便宜，*好為非危險品，以便利貯運。

　　現(xiàn)在用于環(huán)氧膠粘劑的增稠劑首要有有機硅烷化合物、烷基酚醛樹脂、松香或改性松香以及改性淀粉等。考慮到增黏劑的參與，既有施工工藝上的要求，又有粘接功能、膠接接頭功能上的要求，有時單一的增稠劑無法到達要求，近年來大都選用混合型增稠劑。如，在環(huán)氧膠中參與叔丁基酚醛外，還參與改性松香，以添加初粘力。增稠劑的加人量一般為總量的1%～20%。

　　4、流變及流變劑

　　(1)導(dǎo)言

　　能夠改進涂料流變功能的助劑稱為流變改性劑，也稱為流變劑。一般的說，流變劑能夠改進涂料的安穩(wěn)性和涂裝性，進步涂膜質(zhì)量。例如，避免涂料儲存進程中顏、填料的沉積，避免涂裝進程中涂料的濺落、流掛，改進涂膜的流平功能等。

　　從流變學(xué)的觀念來看，流變劑還分成觸變性流變劑和假塑性流變劑，二者之間的不同在于外加剪切力撤除后系統(tǒng)結(jié)構(gòu)康復(fù)的速度。這一特性是涂料活動和流平的首要影響要素。假塑性流變劑因為具有極快的結(jié)構(gòu)康復(fù)速度，在外加剪切力去除后簡直當(dāng)即康復(fù)結(jié)構(gòu)粘度，因而有利于涂料的防沉降和防流掛，但用量高時會對活動和流平發(fā)生晦氣的影響，并進而影響涂膜質(zhì)量，如刷痕過重、噴涂時霧化不良等。典型的假塑性流變劑是氣相二氧化硅、可溶性蓖麻油和聚烯烴漿等。

　　觸變型流變劑在外加剪切力去除后能夠顯現(xiàn)實時相關(guān)的結(jié)構(gòu)康復(fù)速度，用之于涂猜中即能得到滿足的抗流掛性，又不會丟失活動和流平性，在涂猜中的運用作用優(yōu)于假塑性流變劑。這類流變劑首要有有機粘土和氫化蓖麻油基有機蠟等。觸變性與填料的形狀有關(guān)，粒子縱橫比(aspectratio)越大，尺度越小，觸變性作用就越高。

　　(2)幾種常用的流變劑

　　1)氣相二氧化硅 氣相二氧化硅是較早運用的流變劑，但現(xiàn)在運用的該產(chǎn)品在功能上有了較大進步。氣相二氧化硅為固體粉末，是球形微粒的集合體，其分子上含有羥基基團，能夠吸附水分子和極性液體。球形顆粒外表有硅醇基。當(dāng)氣相二氧化硅渙散于基料溶液中時，相鄰球形顆粒之間的硅醇基團因氫鍵結(jié)合而發(fā)生疏松的晶格，構(gòu)成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，發(fā)生凝膠作用和很高的結(jié)構(gòu)黏度。在遭到剪切力作用時，因氫鍵結(jié)合力很弱，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)損壞，凝膠作用消失，黏度下降。剪切力去除后又能康復(fù)本來停止時的形狀。

　　氣相二氧化硅在涂猜中的用量視終究粘度要求和不加氣相二氧化硅前涂料的粘度狀況而定，一般為涂料總量的0.5%～3.0%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。

　　氣相二氧化硅在運用時易受涂料溶劑的影響，在非極性溶劑中的作用*好。在極性溶劑中液體的分子和二氧化硅顆粒間吸引力增大，很難構(gòu)成疏松的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。為此。國外有專門用于極性溶劑的氣相二氧化硅，如德國Degussa公司的Aerosil系列產(chǎn)品。

　　在涂猜中氣相二氧化硅可用于防銹涂料，厚漿涂料和裝修涂料等，以進步粘度，避免顏料沉降，改進涂膜流掛。氣相二氧化硅的缺陷是在涂料儲存中粘度和觸變性有下降趨勢。

　　2)有機膨潤土 有機膨潤土流變劑外觀為粉狀物質(zhì)，微觀上是附聚的黏土薄片堆，黏土薄片雙面都附聚有很多的有機長鏈化合物，經(jīng)渙散并活化后，相鄰薄片邊際上的羥基靠水分子連接，然后構(gòu)成觸變性的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，外觀則成凝膠狀況。假如沒有水分子，則不能構(gòu)成凝膠結(jié)構(gòu)。

　　有機膨潤土在運用時*好先制成凝膠，在涂料的出產(chǎn)進程中在顏料投料階段將凝膠投入。即先在剪切力的作用下使溶劑或樹脂溶液進入毛細(xì)孔隙中而將附聚的薄片堆潮濕，使附聚的薄片堆解聚，這時系統(tǒng)的粘度顯著增大。在剪切條件下參與活化劑，使薄片間的距離加大。持續(xù)剪切把薄片充沛渙散，即得到活化的觸變結(jié)構(gòu)，即膨潤土凝膠。

　　*常用的活化劑是相對分子量低的醇類，例如甲醇和乙醇。相對分子量低的酮，尤其是丙酮，也能夠用作活化劑，但其氣味較大，閃點較低，約束了其在工業(yè)涂猜中的運用。

　　現(xiàn)在國內(nèi)有機膨潤土出產(chǎn)技術(shù)也比較老練，有許多型號的產(chǎn)品。天津有機陶土廠出產(chǎn)的TN064，TF4065和浙江臨安助劑廠出產(chǎn)的S01，在國內(nèi)運用較廣。這些產(chǎn)品的運用功能與美國NL公司的BENT0NE34適當(dāng)。制成預(yù)凝膠的運用作用高于干粉直接添加的作用。

　　3)氫化蓖麻油 氫化蓖麻油是由蓖麻油加氫制得的一種蠟狀固體，通過處理，便可作為涂料的觸變劑運用，首要用于增稠、防沉和防流掛。它是12—羥基硬酯酸三甘油酯，在脂肪酸鏈上有羥基，因而顯現(xiàn)出了某種程度的極性。在非極性溶劑中能夠溶脹凝膠化，溶脹粒子間因氫化蓖麻油分子中的極性基團而發(fā)生弱小的氫鍵結(jié)合，構(gòu)成有觸變性的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，改進顏料懸浮性，操控流掛而不獻身活動和流平性，通常不與涂料其它組成起反響，對涂料耐久性無不良影響，在配方中不泛黃，并賦予儲存安穩(wěn)性和重現(xiàn)性。

　　氫化蓖麻油在運用時也需求活化處理。在活化的第1階段，先用基料溶液將氫化蓖麻油流變劑粉末渙散，活化第2階段是在拌和狀況下，將基料溶液-氫化蓖麻油粉末混合物升溫至43～53℃，該進程需持續(xù)20～30min，使顆粒溶脹充沛。然后在拌和的狀況下冷卻至常溫，得到具有觸變功能安穩(wěn)的流變結(jié)構(gòu)。在活化的進程中，溫度的操控是首要的。假如超越*高活化溫度，在冷卻時拌和不行，則氫化蓖麻油就不能構(gòu)成觸變性的凝膠網(wǎng)絡(luò)而會分出“晶粒”。同樣，活化溫度低且活化持續(xù)時間不行，也會呈現(xiàn)這種狀況。遇到活化欠好起“晶粒”時，能夠按正確的活化辦法進行從頭活化。