Ⅰ.粘接剂

环氧树脂在粘接方面的应用是环氧树脂主要的用途之一。它能粘接多种材料,故被称作“万能胶”。

大家知道,作为粘接剂必须具备下例条件:

(1)、粘接剂本身必须是一种液体或柔软膜,被粘材料的固体表面又须是有一定的亲和力,如对金属或有机物表面来说粘接剂如具有 –OH ,-COOH,-COC-,-SH等基团都会促进粘接作用。而环氧树脂分子结构中有 –OH,-COC- , -O-等基团,它能与金属或有机物表面产生强粘接力。

(2)、粘接过程是一个静电扩散吸附和粘接剂本身化学固化的过程,加热能促使粘接剂固化,增加强度;加压可使粘接剂在固化过程中防止逸出小分子物,使之不易产生气孔,增加吸附能力,所以即使那些室温条件可以固化的粘接剂,合适的加温加压条件也能增强粘接处的强度。

(3)、粘接材料的固体表面应该保持无油污、灰尘、污垢和一切不洁物。

(4)、粘接工艺过程中要设法除去固体表面空隙中隐藏的空气、水分及其它挥发物。

(5)、粘接剂必须具有一定的韧性和强度,同时在固化过程中不能引起过多收缩,以免应力集中,容易脱落。

因而粘接过程如下:

(1)、胶接材料的表面处理:表面处理要求低的可以砂纸或砂轮磨平去锈,表面不宜过于光滑,也不宜过于粗糙,然后于丙酮、甲苯、酒精等洗擦去脂。表面处理要求高的可另行化学处理。常用材料的表面处理配方如下:(见另外章节)

(2)粘接剂配制

a、环氧树脂适当加热或加稀释剂使之有流动性;b.加入所需的增韧剂、改性剂、填料等搅拌均匀成胶料;c.配以适当的固化剂。液体的固化剂可以直接和环氧胶料混和;如果是固体或粉体的物料,则需先加热熔化后加入胶料中。

(3)使用

a.     将调好的胶均匀涂于已经表面处理的被粘物体表面,二面都涂。放置几分钟,待胶层气泡、稀释剂挥发后将二面吻合,并以夹具或绳子扎紧固定,进行固化。

b.    胶层厚度以0.1-0.3mm为宜,不宜过厚或过薄。

c.    施工温度不宜太低,否则反应缓慢,性能不佳。一般不低于10℃

d.    加热固化较好。不能加热的制品例外。

待完全固化后即可使用。

影响粘接强度的几个因素

1、  化学因素:

(1)、粘接剂的聚合物材料

(2)、聚合时的付产物的形成及分子量大小的影响

(3)、被粘接材料表面上吸收或吸附的气体或蒸汽的影响

(4)粘接剂蒸发或扩散的挥发物质的影响

(5)粘接物表面的处理情况

2、  物理因素

(1)    被粘接物的状态:表面光洁度、清洁度的多孔性

(2)    胶层厚度的影响

(3)    粘接的面积大小

3、  工艺因素

(1)、粘接剂的温度与压力作用的影响

(2)、粘接接头的形式

(3)、粘接剂的固化条件

Ⅱ.浇注

由于液体环氧树脂在加入固化剂后能变为坚硬的固体,具有各种良好的性能:机械强度、绝缘性能、尺寸稳定性能等,因而常用来浇注变压器、电容器、化工设备、机械另件、原子反应堆反射镜等。

作为浇注用的环氧树脂一般应能满足下述要求:

1、  应当具有形成能浇注到成型模具里的液体能力,或在操作温度下能液化。

2、  浇注固化后的成型品不应有气泡。应采用低粘度的树脂,或在浇注的固化条件下容易脱泡,并在减压时不产生固化剂的散失、升华等现象。

3、  树脂混入固化剂后,应具有适当的可浇注期,可浇注期太短成型操作较困难;过长则固化到脱模的时间就太长,生产率不高。

4、  固化温度应低,这不单纯是从节约热量消耗的观点出发,因为高温固化时树脂的工艺性是不好的,收缩率大於低温固化时的收缩率。因此最好在低温下进行固化。

5、  固化时间应短,有利於生产。

6、  固化发热量应小。如果固化时的发热量大,则固化树脂产生皺纹,更严重的是机械强度降低,树脂在固化过程中产生裂纹。

7、  固化收缩率应小,通过加入大量填料的方法可以降低树脂固化收缩率,加入填料不应影响流动性。

在浇注过程中常用到脱模剂,常见的脱模剂有下列几种:

品名                                            用法

硅橡胶                 含2-5%甲苯溶液,涂于模具上,加温除去甲苯即成。

硅油                       2%硅油甲苯溶液,涂于模具上,凉干即可。

硅树脂溶液             10%甲苯树脂溶液涂于模具上,200℃烘2小时即可。

聚乙烯薄膜          先于模具上涂一层凡士林再舖上薄膜,适用于常温浇注。

聚氯乙烯薄膜        先于模具上涂一层凡士林再舖上薄膜,适用于常温浇注。

聚苯乙烯溶液             10%甲苯树脂溶液涂于模具上,100℃烘2小时即可。

聚乙烯醇溶液    聚乙烯醇8份、水48份、乙醇44份、丙酮5份涂于模具上即可。

硝基喷漆                用松香水调至所需粘度,用喷枪喷涂于模具内即可。

腊(石腊、蜂腊等)         加热熔融后涂于模具上,适用于常温浇注。

凡士林                     涂于模具上凉干即可。

浇注工艺过程:

1、  模具表面处理:将模具除油污、洗净、烘干、再涂脱模剂。

2、  模具预热。

3、  配浇注料:按一定比例使树脂、稀释剂、改性剂、填料混合。最后加入所需的固化剂。

4、  浇注:向预先预热好的模具中浇注配好的浇注料。

5、  固化:在固化条件下使树脂固化。固化温度最好逐级上升到所需温度逐级降到脱模温度。

6、  脱模:在一定温度下脱模后将制品放在恒温装置中进行适当的热处理,消除内应力,保证成品的几何形状的稳定。

Ⅲ.玻璃钢

        环氧树脂用玻璃布或带作填料,可层压或纏绕成机械强度佳的增强塑料—玻璃钢。其抗拉强度可达3000-5000Kg/cm2,抗压强度可达4000-5000 Kg/cm2,可做成各种结构材料。制备管道、容器、矿井支架,飞机、汽艇、汽车上的另部件等。

    制造环氧树脂增强塑料的方法大致有三种:

1.  用液态的环氧树脂在常温下成型;

2.  用熔化的环氧树脂在受热下成型;

3.  应用环氧树脂溶液浸渍玻璃布或带以后,干燥蒸去溶剂再受热成型。

各种操作条件能影响最后增强塑料的整体性能,这些因素列举如下:

1.  固化剂:固化剂能影响抗弯强度和抗水性。

不同固化剂的环氧树脂层压料的短时间高温抗弯强度:

固化剂                      抗弯强度Kg/cm2 

                                         150℃         260℃ 

间苯二胺                    4000          770 

二乙烯三胺                   630          630 

双氰胺                       560          280 

苯二甲酸酐                   490          350 

HET酸                      5275          725 

2、固化温度:用50份634环氧树脂,50份662环氧树脂,和9份二乙烯三胺所制成的玻璃层压品在93℃固化30分钟。较之在更高温度和更长时间所固化的产品具有更高的抗弯强度。 

3、树脂含量:过低和过高的树脂含量都不能获得较好的强度,一般说来,低压成型时树脂含量较高,可达50-60%。在一般情况下树脂的含量为25-35%较为适宜。 

4、压力:制备环氧树脂层压品时,虽然可在接触压力或不加压力情况下制得,但压力的增加可改进制品的抗弯强度。过高的压力会使胶液损失,为减少损失需控制适宜的压力。一般说来150℃、13-14 Kg/cm2,压制15分钟左右较为恰当。

2、    表面处理:当使用化学处理过的玻璃增强材料时,其性能有所改进,特别有较高的抗弯强度和较好的抗水性。

玻璃布的脱胶处理一般采用:(1)在300℃热处理30分钟;(2)热皂液中处理;(3)化学处理:一般是将织物在18%NaOH液中浸10分钟,挤出余液,再在100℃之30%环氧树脂甲苯溶液浸25分钟,所得织物不仅防皱、防缩,且能防水。另一种是将甲苯在卧式上胶机上进行洗涤,烘箱温度为120-130℃,布的移动速度为2.5-3米/分钟,经过洗涤的玻璃布能去除1-1.5%的脂。

Ⅳ.涂料 

作为涂料也是环氧树脂主要用途之一。 

环氧树脂由于原料不同,可以分为各种牌号。它的结构中不带酯键(酯化环氧树脂除外),不带酚基,所以它很稳定。耐化学性好。它的结构中带有许多醚键盘和极性羟基,所以它作为涂料有极好的粘附力,并且使漆膜的收缩率小。它结构中含有活泼的环氧基和羟基能与其它的树脂反应进行固化和改进性质。一般说来低分子量的环氧树脂作为无溶剂涂料用,对于冷固化的环氧树脂涂料多采用中等分子量的环氧树脂,高分子量的环氧树脂由于环氧基很少,以胺固化时交联度较小,往往得不到高强度的漆膜。 

作为涂料用的环氧树脂按情况可分为三大类:100%环氧树脂涂料,酯化环氧树脂涂料,未酯化环氧树脂涂料。现分别介绍如下: 

1、100%环氧树脂涂料:这种涂料是用低粘度的环氧树脂不加入任何溶剂,只混以固化剂,所得漆膜的优点是:①由于没有溶剂,固化时没挥发物产生,从而无针也现象,可在室温下固化。②可用于对溶剂敏感的表面。缺点是:漆膜脆性大,高温热稳定性差,成本高,适用期短。 

2、酯化环氧树脂涂料:将环氧树脂用不饱和脂肪酸进行酯化,酯化时环氧树脂可当做多元醇来看,羟基与羧基形成酯与水。环氧酯涂料形成的漆膜性质比起未酯化的漆膜低劣,但是由于它能降低环氧树脂的用量和便于采用低价溶剂、颜料,所以它具有价格低廉的独特优点。酯涂料 的适用期长,粘接力强,韧性好。但由于酯键的存在耐碱性差。

3、未酯化环氧树脂涂料:这种环氧涂料是以环氧树脂、溶剂、固化剂、改性剂和着色颜料组成,又因固化剂的选用不同,分气干漆膜和烘焙型漆膜两种。用于气干漆的常有多乙烯多胺、聚硫橡胶、聚酰胺等为固化剂;用于烘焙型漆的有酚醛树脂、脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、糠醛树脂等改性环氧树脂涂料。它具有高度的柔性和粘接性,耐热和耐化学介质的腐蚀,比气干漆好。

Ⅴ.其它

环氧树脂还有下列用途:

1、    聚氯乙烯、过氯乙烯、氯化橡胶等稳定剂:上列产品经高温和日晒易起分解,洩出氯化氢。若加入2-5%左右的低分子量的环氧树脂则可以除去洩出的氯化氢。防止继续分解。使用时要同时加入金属皂稳定剂共用,效力较好。

2、    织物处理:用环氧树脂处理棉、毛、化学纤维织物,可以使之防皱、防缩、耐水。

3、    泡沫体及压塑粉:环氧树脂可以用化学泡沫体、合成泡沫体,生成环氧树脂泡沫体。常用发泡剂有碳酸铵、对-对-氧双苯磺酰肼、重氮氨基苯、二亚硝基五次甲基四胺、水杨酸等。环氧树脂也可以与酚醛树脂、SiO2等在混炼机、碾压机中添加固化剂、硬脂酸锌等做成压塑粉。