环氧树脂增韧改性新方法?环氧树脂的市场前景和应用特性
环氧树脂具有优良的物理机械性能、电绝缘性能、耐药品性能和粘接性能,以其独特的优势应用在各行各业。
环氧树脂地坪漆中的溶剂大多是对人体是有害的,环氧树脂地坪漆本身无毒,但环氧树脂地坪漆固化剂有毒,如MDA、TDl是致癌物质,最要命的是MDA、TDl这些致癌物质会残留在环氧树脂地坪内,慢慢挥发出来。这就是美国人不做环氧树脂地坪的根本原因,所以环氧树脂地坪漆也不适合做家装。
环氧树脂(EP)分子中含有2个或2个以上的环氧基,是一种综合性能优异的热固性树脂。但当环氧树脂交联度较大时,脆性也比较大,大大限制了其应用。对环氧树脂增韧改性主要是增强环氧树脂的韧性。
液体聚硫橡胶是一种低分子量黏稠液体,聚硫橡胶本身硫化后,具有很好的弹性和黏附性,并且耐各种油类和化学介质作用。当聚硫橡胶和环氧树脂混合后,末端的巯基(—SH)可以和环氧基发生化学作用,从而参加到固化后的环氧树脂结构中,赋予交联后的环氧树脂较好的柔韧性。
液体丁腈共聚物较易与环氧树脂混合,加工性能好。普通的液体丁腈分子中无活性基团,与环氧树脂不起反应,而端羧基液体丁腈中分布在分子链两瑞的羧基在催化剂(一般是三级胺)作用下,可以与环氧树脂发生反应。实验证明,端竣基丁腈增韧的环氧树脂比普通液体丁腈增韧效果好得多。聚氨酯改性环氧树脂,可作为在低温下使用的胶黏剂。聚氨酯结构可分为聚酯型和聚醚型两种,其中聚醚型聚氨酯耐低温冲击性能好。
一、环氧树脂增韧的方法主要有以下几种:
1、用弹性体、热塑性树脂或刚性颗粒等第二相来增韧改性;
2、用热塑性树脂连续地爨穿于热固性树脂中形成互传网络来增韧改性;
3、通过改变简练网络的化学结构以提高网链分子的活动能力来增韧;
4、控制分子交联状态的不均匀性形成有利于塑性变形的非均匀结构来实现增韧。
二、环氧树脂增韧性提高的改性方法及优缺点
1 热塑性弹性体增韧:这种方法属于网络穿透式增韧,意思就是把长链的弹性体强迫混合到环氧树脂中,环氧树脂固化后,里面有网络穿透的弹性链条---这种方法如果是弹性体的耐温性好于环氧树脂如聚醚砜与硅氧烷等,能带来弹性,并提升固化物Tg,但这些物质一般很难喝环氧互混,需要专门的设备。此外,如果弹性体的耐温性差,将严重影响固化物的tg。
2 无机刚性粒子或纳米粒子:带来韧性,也不会造成耐热性下降,但同样混合困难。
真正商业化应用的,主要是以下方式
3 反应性弹性体增韧:通过可以环氧树脂反应,将弹性体嵌入到环氧树脂三位固化结构中来增韧,反应性弹性体种类很多,主要有:
3.1 聚氨酯类:增韧效果好,就是耐热性损失太大,固化物不耐高温。
3.2 反应性聚醚:增韧效果好,就是耐热性损失不太大,固化物耐一定程度的高温。
3.3 反应性液态丁腈橡胶:全球使用最普通的增韧形式,增韧效果好,对粘接与附着性能提升明显,耐热性损失不大。
三、环氧树脂怎么增韧改性
一般使用以下六种方法
1,弹性体增韧,就是加入各种弹性体,橡胶、聚氨酯。有冷拼的,也有热拼化学改性的。
2,柔性链段引入树脂分子或固化剂分子。
3,核壳粒子增韧。
4,无机填料增韧。
5,IPN互穿网络增韧。
6,超支化聚合物增韧。
四、市场前景
中国是全球最大也是最后一块环氧树脂市场处女地,中国环氧市场前景十分广阔。
环氧涂料(防腐、防海洋生物污染)。专家预测,我国海洋涂料需4万t,其中大部分是环氧防腐涂料。
容器制造业持续高速发展,罐头涂料需要越来越多的环氧树脂。
东北地区必然是环氧树脂的巨大的潜在市场。
水性环氧涂料前途无量。此两者是环氧涂料发展的主流。中国是世界第四大粉末涂料生产国,也是亚洲最大的粉末涂料生产国。我国政府已把粉末涂料和水性涂料确定为今后优先发展品种,而水性环氧涂料又在水性涂料行业中占重要地位。
五、环氧树脂软化剂应用特性
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。