环氧树脂特性.docx

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环氧树脂特性

环氧树脂

材料简介应用特性类型分类使用指南国内主要厂商环氧树脂应用领域环氧树脂行业

材料简介

环氧树脂

是泛指分子中含有两个或两个以

上环氧基团的有机高分子化合

物，除个别外，它们的

相对分子质量

都不高。

环氧树脂的分子结构是以分子链中含有活泼

的环氧基团为其特征

，环氧基团

可以位于分子

链的末端、中间或成环状

结构。

由于分子结构中

含有活泼的环氧基团，使

它们可与多

种类型的固化

剂发生交联反应而形成不溶、不

熔的具有三向网状结构的高聚

物。

应用特性

1

、形式多样。

各种树脂、固化剂、改性剂体系几乎可以适应各种应用

对形式提出的要求，其

范围可以从极

低的粘度到高熔点固体。

2

、固化方便。

选用各种不同的

固化剂，环氧树脂体系几乎可

以在

0～180℃温度范围内固化

。

3

、粘附力强。

环氧树脂分子链中固有的极

性羟基和醚键的存在，使其对各种物质

具有很高的

粘附力。

环氧

树脂固化时的收缩性低，产生的

内应力小，这也有助于提高粘

附强度。

4

、收缩性低。

环氧树脂和所用的固化剂的反应是

通过直接加成反应或树脂分子中

环氧基的开

环聚合反应来

进行的，没有水或其它挥发性副

产物放出。

它们和不饱和聚酯

树脂、酚醛树脂相比，

在固化过程中

显示出很低的收缩性（小于

2%）。

5

、力学性能。

固化后的环氧

树脂体系具有优良的力学性能。

6

、电性能。

固化后的环氧树脂体系是一

种具有高介电性能、耐表面漏电、耐电弧

的优良绝缘

材料。

7

、化学稳定性。

通常，固化后的环氧树脂体系具有优良的耐

碱性、耐酸性和耐溶剂性。

像固

化环氧体系的

其它性能一样，化学稳定性也取决于所选用的树脂和

固化剂。

适当地选用

环氧树脂和

固化剂，可以

使其具有特殊的化学稳定性能。

8

、尺寸稳定性。

上述的许多

性能的综合，使环氧树脂体系具

有突出的尺寸稳定性和耐久性

。

9

、耐霉菌。

固化的环氧树脂

体系耐大多数霉菌，可以在苛刻

的热带条件下使用。

类型分类

根据分子结构，环氧树脂大体上可分为五

大类：

1

、缩水甘油醚类环氧树脂

2

、缩水甘油酯类环氧树脂

3

、缩水甘油胺类环氧树脂

4

、线型脂肪族类环氧树脂

5

、脂环族类环氧树脂

复合材料工业上使用量最大的环氧树脂品

种是上述第一类缩水甘油醚类

环氧树脂，而其中又以

二酚基丙烷型环氧树脂（简称双酚

A型环氧树脂）为主。

其次是缩

水甘油胺类环氧树脂。

1

、缩水甘油醚类环氧树脂

缩水甘油醚类环氧树脂是由含活泼氢的酚

类或醇类与环氧氯丙烷缩聚而

成的。

（1）二酚基丙烷型环氧树脂

二酚基丙烷型环氧树脂是由二酚

基丙烷与环氧氯丙烷缩聚而成。

工业二酚基丙烷型环氧树脂实际上是含不

同聚合度的分子的混合物。

其中大多数的

分子是含有

两个环氧基端

的线型结构。

少数分子可能支化

，极少数分子终止的基团是氯

醇基团而不是环氧基。

因此环氧树脂

的环氧基含量、氯含量等对树脂的固化及固化物的性

能有很大的影响。

工业上作为

树脂的控制指

标如下：

①环氧值。

环氧值是鉴别环氧

树脂性质的最主要的指标

，工业环氧树脂型号就是按

环氧值不同

来区分的。

环氧值是指每

100g树脂中所含环

氧基的物质的量数。

环氧值的倒数乘以

100

就称之为

环氧当量。

环

氧当量的含义是：

含有

1mol环氧基的环氧树脂的克数。

②无机氯

含量。

树脂中的氯离

子能与胺类固化剂起络合作用而

影响树脂的固化，

同时也影响固

化树脂的电性

能，因此氯含量也环氧树脂的一

项重要指标。

③有机氯

含量。

树脂中的有机

氯含量标志着分子中未起闭环反

应的那部分氯醇基团的含量

，它

含量应尽可能

地降低，否则也要影响树脂的固

化及固化物的性能。

④挥发分

。

⑤粘度或软化点。

（2）酚醛多环氧树脂

酚醛多环氧树脂包

括有苯酚甲醛型、邻

甲酚甲醛型多环氧树脂

，它与二

酚基丙烷型环

氧树脂相比，在线型分子中含有

两个以上的环氧基，因此固化

后产物的交联密度大，

具有优良的热

稳定性、力学性能、电绝缘性、耐水性和耐腐蚀性。

它们是由线型酚醛树

脂与环氧氯

丙烷缩聚而成

的。

（3）其它多羟基酚类缩水甘油醚型环氧树脂

这类树脂中具有实用性的代表

有：

间苯二酚型环

氧树脂、间苯

二酚-甲醛型环氧树脂、四

酚基乙烷型环氧树脂和三羟苯基

甲烷型环氧树脂，这些多

官能缩水甘油

醚树脂固化后具有高的热变形温

度和刚性，可单独

或者与通用E型树脂共混，供

作高性能复合材料（

ACM）、印刷线路板等基

体材料。

（4）脂族多元醇缩水

甘油醚型环氧树脂

脂族多元醇缩水甘油醚分子中含有两个或

两个以上的

环氧基，这类

树脂绝大多数粘度很低；大多数

是长链线型分子，因此富有柔

韧性。

2、其它类型环氧树脂

（1）缩水甘油酯类环氧树脂

缩水甘油酯类

环氧树脂和二酚基丙烷环氧化树

脂比较，它具有粘

度低，使用工

艺性好；反应活性高；粘合力比

通用环氧树脂高，固化物力学

性能好；电绝缘性好；

耐气候性好

，并且具有良好的耐超低温

性，在超低温条件下

，仍具有比其它类型环氧树

脂高的粘结

强度。

有较好

的表面光泽度，透光性、耐气候

性好。

（2）缩水甘油胺类环

氧树脂

这类树脂的优点是多

官能度、环氧当量高，交联密度大，耐热性

显著提高。

上前国内外已利用缩水

甘油胺环氧树脂优越的粘接性和

耐热性，来制造碳纤

维增强的复

合材料（CFRP）用于飞机二次结构材料。

（3）脂环族环氧树脂

这类环氧树脂是由脂

环族烯烃的双键经环氧化而制得

的，它们的分子结

构和二酚基丙

烷型环氧树脂及其它环氧树脂有

很大差异，前者环氧基都直接连接在脂环上

，而后者

的环氧基都是

以环氧丙基醚连接在苯核或脂肪

烃上。

脂环族环氧树

脂的固化物具有以下特点

：

①较

高的压缩与拉

伸强度；②长期暴置在高

温条件下仍能保持良好的力学

性能；③耐电弧性

、耐紫外光

老化性能及耐

气候性较好。

（4）脂肪族环氧树脂

这类环氧树脂分子结构里不

仅无苯核，也无脂环结构。

仅有脂肪链，环

氧基与脂肪链

相连。

环氧化聚丁二烯树脂固化

后的强度、韧性、粘接性、耐

正负温度性能都良好。

使用指南

环氧树脂

及环氧树脂胶粘剂本身无毒

，但由于在制备过程中添

加了溶剂及其它有毒物

，因此不

少环氧树脂因

此“有毒”，近年国内环氧树脂业正通过水性改性、避免添加等途径，保持环氧

树脂“无

毒”本色。

目前绝大多数环氧树

脂涂料为溶剂型涂料

含有大量的可挥发有机化合物

（VOC）,有毒、易

燃,因而对环境和人体造成危害。

环氧树脂一般和添加物同时使用，以获得应用价值。

添加

物可按不同用途加以选择

，常用添加

物有以下几类

：

（1）固化剂；

（2）改性剂；（

3）填料；（

4）稀释剂；（5）其它。

其中固化

剂是必不可少的添加物，无论是作粘接剂、涂料、浇注料都需

添加固化剂，否则环氧

树脂不能固化

。

由于用途

性能要求各不相同，对环氧树脂及固化剂、改性剂、填料、稀释剂等添加

物也有不同

的要求。

现将

它们的选择方法简介于下：

（一）环氧树脂的选择

1、从用途上选择

作粘接剂时最好选用中等环氧值（0.25-0.45）的树脂，如6101、634；作浇注料时最好选用

高环氧值（>0.40）的树脂，如618、6101；作涂料用的一般选用低环氧值（<0.25）的树脂，如

601、604、607、609等。

2、从机械强度上选择

环氧值过高的树脂强度较大，但较脆；环氧值中等的高低温度时强度均好；环氧值低的则高温

时强度差些。

因为强度和交联度的大小有关，环氧值高固化后交联度也高，环氧值低固化后交联度

也低，故引起强度上的差异。

3、从操作要求上选择

不需耐高温，对强度要求不大，希望环氧树脂能快干，不易流失，可选择环氧值较低的树脂；

如希望渗透性也，强度较好的，可选用环氧值较高的树脂。

（二）、固化剂的选择

1、固化剂种类：

常用环氧树脂固化剂有脂肪胺、脂环胺、芳香胺、聚酰胺、酸酐、树脂类、叔胺，另外在光引

发剂的作用下紫外线或光也能使环氧树脂固化。

常温或低温固化一般选用胺类固化剂，加温固化则

常用酸酐、芳香类固化剂。

环氧值是鉴定环氧树脂质量的最主要指标，环氧树脂的型号划分就是根据环氧值的不同来区分

的。

环氧值是指100克树脂中所含环氧基的克当量数。

2、固化剂的用量

（1）胺类作交联剂时按下式计算：

胺类用量=MG/Hn

式中：

M=胺分子量

Hn=含活泼氢数目

G=环氧值（每100克环氧树脂中所含的环氧当量数）

改变的范围不多于10-20%，若用过量的胺固化时，会使树脂变脆。

若用量过少则固化不完善。

（2）用酸酐类时按下式计算：

酸酐用量=MG（0.6~1）/100式中：

M=酸酐分子量

G=环氧值（0.6~1）为实验系数

3、选择固化剂的原则：

固化剂对环氧树脂的性能影响较大，一般按下列几点选择。

（1）、从性能要求上选择：

有

的要求耐高温，有的要求柔性好

，有的要求耐腐蚀性好，则根

据不同要求选用适当的固化剂。

（2）、从固化方法上选择：

有

的制品不能加热，则不能选用热

固化的固化剂。

（3）、从适用期上选择：

所谓

适用期，就是指环氧树脂加入固

化剂时起至不能使用时止的时

间。

要适用期长的，一般选用酸酐类或潜伏性

固化剂。

（4）、从安全上选择：

一般要

求毒性小的为好，便于安全生产

。

（5）、从成本上选择。

（三）、改性剂的选择

改性剂的作用是为了改善环氧树脂的鞣性、抗剪、抗弯、抗冲、提高绝缘性能等。

常用改性剂

有：

（1）、聚硫橡胶：

可提高冲击强度和抗剥性能。

（2）、聚酰胺树脂：

可改善脆性，提高粘接能力。

（3）、聚乙烯醇叔丁醛：

提高抗冲击鞣性。

（4）、丁腈橡胶类：

提高抗冲击鞣性。

（5）、酚醛树脂类：

可改善耐温及耐腐蚀性能。

（6）、聚酯树脂：

提高抗冲击鞣性。

（7）、尿醛三聚氰胺树脂：

增加抗化学性能和强度。

（8）、糠醛树脂：

改进静弯曲性能，提高耐酸性能。

（9）、乙烯树脂：

提高抗剥性和抗冲强度。

（10）、异氰酸酯：

降低潮气渗透性和增加抗水性。

（11）、硅树脂：

提高耐热性。

聚硫橡胶等的用量可以在

50-300%

之间，需加固化剂；聚酰胺树

脂、酚醛树脂用量一般为

50-100%，聚酯树脂用量一般在

20-30%

，可以不再另外加固

化剂，也可以少量加些固化剂促

使反

应快些。

一般说来改性剂用量越多，柔性就愈大，

但树脂制品的热变形温度就相

应下降。

为改善树脂的柔性，也常用增韧剂如：

邻

苯二甲酸二丁酯或邻苯二甲酸

二辛酯。

（四）、填料的选择

填料的作用是改善制品的一些性能

，并改善树脂固化时的散热

条件，用了填料也可以减少环氧

树脂的用量，

降低成本。

因用途不同可选用不

同的填料。

其大小最好小于

100目，用量视用途而

定。

常用填料

简介如下：

填料名称

作用

石棉纤维

、玻璃纤维

增加韧性、耐冲击

性

石英粉、

瓷粉、铁粉、水泥、金刚砂

提高硬度

氧化铝、

瓷粉增加粘接力，增加机械强

度

石棉粉、

硅胶粉、高温水泥

提高耐热性

石棉粉、

石英粉、石粉

降低收缩率

铝粉、铜

粉、铁粉等金属粉末

增加导热、导电率

石墨粉、

滑石粉、石英粉

提高抗磨性能

及润滑性能

金刚砂及

其它磨料提高抗磨性能

云母粉、

瓷粉、石英粉

增加绝缘性能

各种颜料

、石墨具有色彩

另外据资

料报导适量（

27-35%）P、AS、Sb、Bi、Ge、Sn、Pb的氧化物添加在树脂中能在

高热度、压力

下保持粘接性。

（五）、

稀释剂的选择

其作用是

降低粘度，改善树脂的渗透性。

稀释剂可分惰性及活性

二大类，用量一般不超过30%。

常用稀释剂如

下：

活性稀释剂

名称

牌号用途

备注

二缩水甘油醚600~30%

需多加计算量固化剂

多缩水甘油醚630同上

同上

环氧丙烷丁基醚

660~15%

同上

环氧丙烷苯基醚

690同上

同上

二环氧丙烷乙基醚

669

同上

同上

三环氧丙烷丙基醚

662

同上

同上

惰性稀释剂

名称

用量备注

二甲苯

~15%不需多加固化剂

甲苯

同上同上

苯同上

同上

丙酮

同上同上

在加入固化剂之前，必须对所使用的树脂、固

化剂、填料、改性剂、稀释剂等所有

材料加以检

查，应符合以

下几点要求：

（1）、不含水份：

含水的材料

首先要烘干，含少量水的溶剂应

尽量少用。

（2）、纯度：

除水份以外的杂

质含量最好在

1%以下，若杂质在

5-25%时虽也可使用权，但

须增加配方的

百分比。

少量使用时用试剂级较

好。

（3）、了解各材料是否失效。

在缺少验收条件的厂，使用前最好按配方

做个小样试验。

（六）、固化的三个阶段

1.液体-操作时间

操作时间（也是工作时间或使用期）是固化时间的一部份，混合之后，树脂/固化剂混合物仍

然是液体和可以工作及适合应用。

为了保证可靠的粘接，全部施工和定位工作应该在固化操作时间

内做好。

2.凝胶-进入固化

混合物开始进入固化相（也称作熟化阶段），这时它开始凝胶或“突变”。

这时的环氧没有长时

间的工作可能，也将失去粘性。

在这个阶段不能对其进行任何干扰。

它将变成硬橡胶似的软凝胶物，

你用大拇指将能压得动它。

因为这时混合物只是局部固化，新使用的环氧树脂仍然能与它化学链接，因此该未处理的表面

仍然可以进行粘接或反应。

无论如何，接近固化的混合物这些能力在减小

3.固体-最终固化

环氧混合物达到固化变成固体阶段，这时能砂磨及整型。

这时你用大拇指已压不动它，在这时

环氧树脂约有90%的最终反应强度，因此可以除去固定夹件，将它放在室温下维持若干天使它继

续固化。

这时新使用的环氧树脂不能与它进行化学链接，因此该环氧表面必须适当地进行预处理如打

磨，才能得到好的粘接机械强度。

[编辑本段]

国内主要厂商

1、巴陵石化公司（环氧树脂事业部）

2、蓝星新材料无锡树脂厂

3、大连齐化公司

4、江苏三木集团公司

5、南亚环氧树脂（昆山）有限公司

6、陶氏张家港公司

7、广州宏昌电子材料工业有限公司

8、国都化工昆山公司

9、亨斯迈先进材料公司

10、建滔化工集团

11、无锡迪爱生公司

12、长春化工（江苏）有限公司

13、江苏扬农化工集团有限公司

14、南京奥桑涂装工程有限公司

环氧树脂应用领域

1.在涂料领域

应用于汽

车：

底盘底漆、部件漆，槽车内

壁涂料

应用于容

器：

食品罐内、外壁涂料，贮槽

内外壁防腐涂料，压力罐防腐

应用于工

厂设备：

设备、管道防腐涂料，

冰箱、洗衣机外层涂料，电器

设备绝缘涂料

应用于土

建：

桥梁防腐涂料，钢结

构防腐涂料，水坭制品防渗

涂料，地坪涂料，装饰

涂料，功

能涂料、钢丝

网水泥闸门

应用于船舶：

底货仓内壁涂料，海上集装

箱涂料，钢铁部件防腐涂料

应用于其它：

钢家具粉末涂料，电阻元件粉末

涂料，钢制部件粉末涂料，阀体防

腐、重防腐超

耐磨陶瓷,屏蔽立式管道泵、太阳

能热水器、太阳能电池板、武器

2.在复合材料领域

应用于汽车：

玻璃钢车壳，玻璃钢地板，

玻璃钢槽车,控制系统仪器仪表电器零部件，显示

器,

汽车干式点火

线圈,玻璃钢部件、

防滑粒方向盘套、环氧树脂局部

加强材料、

应用于工

厂设备：

玻璃钢氧气瓶

，玻璃钢贮槽，玻璃钢容

器、管道，模具

，螺旋浆，织机箭杆

，

飞机蜂窝结构

件，引擎盖，辊筒，轴，装机基础找平，自流平地坪、电磁线

圈，先导阀

、玻璃零部

件、玻璃钢泵

阀，电碳制品、建筑工程结构件

、机用传动装置部件

应用于绝

缘材料：

覆铜板，玻璃钢板、管、棒，变压器，继电器，高压开关，绝缘子，互感器，

阻抗器，电缆

头，电子器件、元件的密封或包

封和塑封，报警器、固体电源

、FBT回扫变压器、聚

焦电位器、摩托车、汽车等机

动车辆点火线圈、电子

、电器零部件、发

光二极管，信号灯

，全封闭

蓄电池，电机

封装,温度变送器、

录音机磁头、线路板封闭、集成

电路、二、三极管分立器件、

无

源滤波器、LED的结构封装、封装太阳能

电池板、电源组件、

IC调节器和固态继

电器、煤矿安全

巡查系统、本

质安全型模块、自动重合器

应用于体

育用品：

玻璃钢安全

帽，球拍，高尔夫球杆，钓鱼杆

，保龄球，雪撬，冲浪板

，玻璃

钢赛艇、帆船

、赛车、躺椅、曲棍球杆

应用于其它：

飞机机身、直升机螺旋叶片，风力发电机叶片，医学仪器、手术刀柄,心脏起搏

器、工艺品珠宝、阀门密封件、水工建筑工程、场致发光屏、混凝土抗磨层、保温材料、动物模

型、航天飞行器、船用尾轴、舵轴、化学木材、塔身加固、磁悬浮列车轨道、太阳能电池乐器、环

氧装饰品、玻璃钢帐篷杆具、刀柄、窗户、家具、泵、拐杖、显卡、红外滤光器、数字显示器、矩

阵辐射器、发光二极管与光电二极管、实验室台面、彷真树、预制磨石道路桥梁路面

3.在粘接剂领域

应用于：

室温快速固化韧性环氧树脂粘结剂,导电胶,常温固化静电植绒粘合剂、光学结构胶、

沙狐球胶、化学锚固胶、真丝的高功能化、人工花、磁力书写板、汽车维修胶、石材胶

[编辑本段]

环氧树脂行业

随着中国

国民经济快速、稳健发展，环氧

树脂行业也得到了长足进步，从

20世纪末的起步到

今天的腾飞，

中国环氧树脂业只用了

5年多时间，期

间生产量由

2000

年的

6万吨增加到

2005年

的30万吨以

上；消费量由2000

年的18万吨增加到

2005年的

65万吨，年均增长率达

30%。

中

国事实上已经

成为全球环氧树脂的主要增长力

量，推动全球环氧树脂产业保

持较高增长。

中国环氧

树脂生产厂家众多，但万吨级规模以上的企业为数不

多。

中国环氧树脂主

要生产企业

有广州宏昌电

子材料工业有限公司、巴

陵石化岳阳石油化工总厂

、蓝星星辰新材料有限公司

、广东

汽巴高分子化

工有限公司、江苏三木集

团公司、大连齐化化工

有限责任公司、无锡迪爱

生环氧有限

公司等。

1996年中国进口环氧树脂

4.08

万吨，2005

年达到26万吨，9年间年均增长超过

20%，增长

速度非常迅速

。

随着国内产能的迅速增加，

2004

年以来进口量逐渐保持平稳。

国

内环氧树脂企业

生产能力增强

的同时，也使得中国环氧树脂的

出口量逐年增高，

1996年出口量为8600

吨，2005

年提高到77817吨。

国内大部分环氧树脂企业生产技术与国外

先进工艺相比尚有一定差距。

存在的主要

问题是生产

装置规模不够

经济、产品专