【摘 要】阐述了具有耐高温，洁净阻燃，耐烧蚀，增韧等多功能的环氧树脂固化剂的研究方向。

   【关键词】环氧树脂固化刺  多功能

一、前言

   随着航天、航空等尖端技术的发展，对于粘合剂，涂层及复合材料用的主体树脂提出了越来越高的要求。例如：耐高温、洁净阻燃、良好的机械性，优良的电性能等等。而环氧树脂由于具有许多基本的优良性能，又是常用的备选品种之一。

   因此，提高环氧树脂的综合性能是目前迫切的要求。同时，对于其它工业领域，如绝缘材料，复合材料等都是有现实的意义。

   提高环氧树脂固化产物的综合性能，从技术角度出发，有两条可行的道路。其一，从环氧本身进行改进；其二，从固化剂着手。事实表明，前者的技术难度较大，进展缓慢，后者较为易行，某些性能均有突破，并获得了多方面的实际应用。

二、聚合物型环氧树脂固化剂是实现多功能化的有效途径

   要使环氧树脂固化剂实现多功能，必须具有两个基本条件：

   1.应具有相应的化学组成，例如：含有某些阻燃元素，高键能的化学键等。

   2.应具备相应的化学结构和分子链结构，例如：含有某些耐热的环状结构；多种高键能极性基团；适当的分子量及分子量分布；并且含有适当的柔性结构，如醚键、特种橡胶链段等。

   仅从这两点分析可知，一个简单的化合物无论如何难以达到多功能化，只有聚合物型环氧树脂固化剂才有可能实现多功能化。

   至此，还有一个问题，是否开发出多功能的聚合物型固化剂，就可以使环氧树脂，特别是用量最大的通用型双酚A环氧树脂的固化产物具有优良的综合性能了呢？实践证明，这已不是理论问题，而是完全可以达到的。例如，F系列环氧树脂化剂固化与E-51环氧树脂组合的配方，对钢的粘接剪切强度，从200℃到400℃依次升高达11MPa～12MPa（处理1小时）[1，2]。而受类及酸酐类固化剂无论如何都不能过400℃1小时这一关，胶层全都灰化。

三、F系列环氧树脂固剂解决了环氧树脂耐高温、洁净阻燃的多种问题

   F系列环氧树脂固化剂为高分子量的特种酚醛树脂。由于树脂具有耐烧蚀，耐高温，洁净阻燃的功能，分解温度540～570℃，800～900℃残炭率可达60%以上。氧指数49，发烟密度9.3，执着近无毒。抗热氧性能优良，在N2和空气中的TG曲一线几乎无变化。线烧蚀率-0.079mm/s，质量烧蚀率0.0333g/s，它所固化的环氧树脂也具有相应的功能。它固化的普通环氧树脂，粘接钢试件，经500℃1小时，冷却后仍有3.2MPa的强度，800℃1小时试件不脱落。它的烧蚀性能比其它固化剂固化的环氧树脂约提高一个数量级，线烧蚀率为负值，质量烧蚀率达0.03g/s。其固化产物的氧指数达30以上，且可调节，基本无烟，刺激性气味比胺固化或酸酐固化的小得多，毒性甚小。F系列环氧树脂固化剂没有毒性的含卤化合物和氮氧化物[3，4，5]，从而有可能避免在火灾情况下对人的毒害，同时也不会对大气层产生破坏。近年来的无数次火灾证明，造成死亡的主要原因是毒烟，而直接被火烧死的不多。因此提醒科技工作者不能停留在原来的阻燃认识上，而洁净阻燃才是真正的阻燃技术关键。

四、具有增韧性能的多功能固化剂

   SP树脂是含磷的多种酯类聚合物[6]，由于含磷而是有阻燃作用，由于含磷酸酯结构且有且有较高的分子量，从而有增韧作用。并且SP树脂与CTBN可以进行化学反应，因而SP树脂、CTBN、环氧树脂三者可形成交互反应，其粘接强度比酸酐固化的高一倍以上，达33Mpa，-40℃达39Mpa，-196℃达12～15Mpa，抗拉强度达72Mpa，具有优良的耐低温性能和较好的耐热性。

   正在开发的增韧性耐高温酚醛 树脂将同时解决耐高温、耐烧蚀、洁净阻燃、增韧四大功能。这种内增韧聚合物将比外增韧效果更好。

五、梯度功能胶及梯度功能材料

   梯度功能材料即在材料的某一方向上，材料的某些功能依次发生变化，如机械物理性能、阻燃性、电磁性能等。复合材料中可用不同的增强材料、不同的铺设方式用以造制梯度功能材料。多功能合物固化剂为此增添了新的途径。因为，这类固化剂为聚合物，分子量较高，且可带有不同的官能团，因而与环氧树脂配比可以在很宽的范围内变动，对于微小的配比变动，性能的变化很小，从而，可降低配比时的精确性。例如，F系列固化剂本身即为热固性特种酚醛，在一定条件下，它本身即能完全固化。当它作环氧树脂固化剂时，可不必考虑反应官能团的等当量问题。其用可为环氧脂的5倍至30%，也可独立使用。当F固化剂的比例增大时，耐热性，阻燃性提高，反之下降，但韧性提高。在作层压材料时，可依次改变配比，从而，达到内柔外刚或外柔内刚，或表面刚，内部韧的复合材料等。这样配制的梯度功能胶，层与层之间仅配比略有差异，其余条件相同，因而不会产生新的界面，避免了许多技术难题，另一方面工艺条件相同，也不会带来工艺上的麻烦的矛盾。利用这种梯率功能胶，加上增强材料的变化及铺设方式的变化更能拓宽复合材料的设计与制造及使用中的诸多难题。

六、小结

   本文从原理上探讨了合成新型多功能环氧树脂固化剂的最佳路线，即聚合物型固化剂。交实际合成了SP树脂，F系列固化剂等多功能聚合物型固化剂，这些固化剂已用于许多领域，解决了许多难题。

    参 考 文 献

    [1]张多太 热固性树脂97年4期P59

    [2]张多太 工程塑料应用98年2期P10

    [3]张多太、张曦 宇航材料工艺98年5期P29

    [4]张多太 宇航材料工艺92年5期P19

    [5]张多太 热固性树脂96年3期P51

    [6]张多太 粘接91年2期P22