脂環族環氧樹脂的特性及用途

因為脂環族環氧樹脂分子結構中的環氧基不是來自環氧丙烷，環氧基直接連接在脂環上，所以，脂環族環氧樹脂與雙酚A型環氧樹脂相比較，具有以下特點：

1.熱穩定性良好：由于脂環族環氧樹脂的環氧基直接連接在脂環上，能形成緊密的剛性分子結構，固化后交聯密度增大，因而熱變形溫度比較高，馬丁耐熱可以達到190℃以上，熱分解溫度大于360℃。固化收縮率小，拉伸強度高。但是由于環氧當量小，交聯密度高，固化物較脆，韌性差。

2.耐侯性好：脂環族環氧樹脂的分子結構中不含苯環，具有良好的耐侯性能和抗紫外輻射。

3.電絕緣性能優異：由于合成的過程中不含氯、鈉等離子，因此脂環族環氧樹脂都具有良好的介電性能，無論是從比電阻還是從介電損耗角正切值看，均較雙酚A型環氧樹脂為優。

4.工藝性能好：脂環族環氧樹脂的粘度都比較小，因此，在澆注和壓制制件時作業較方便，這一點，尤其是對大部件的制件加工時，更顯得重要。另外，由于脂環族環氧樹脂具有黏度小的特點．還可以將它作為良好的環氧樹脂活性稀釋刑。

5.安全性高：脂環族環氧樹脂對有機酸和酸酐的反應活性比對胺類的反應活性大．因此，在酸性固化劑中便能充分固化。這樣一來就避免了使用毒性大、揮發性大的胺類固化則，對操作人員比較安全。

脂環族環氧樹脂主要用途：

1. 稀釋劑

可用作活性稀釋劑的脂環族環氧化合物有環氧-269、206、201及221。其中，環氧269、206都是高沸點、低粘度的液體，即使是在-60℃仍保持液體狀態，是環氧樹脂很好的稀釋劑。且隨著用量的增加，環氧體系粘度顯著下降，但熱變形溫度幾乎是恒定的，這是一般環氧稀釋劑不能與之相比的。各種稀釋劑對固化物性能的影響如表7所示。環氧269是一種雙環氧基的活性稀釋劑，固化后交聯度高，并保持原有環狀結構，所以耐熱溫度高、機械性能好。

2. 絕繞灌封材料

由脂環族環氧化合物制造的有機絕緣體代替了戶外高壓裝置中的陶瓷制品。與陶瓷相比，它具有重量輕、體積小，抗沖擊性好等優點，而且可以較經濟地制成大小、形狀各異的產品。由于它具有優良的電氣特性和顏色穩定性，可用作發光二極管的封裝材料。加入多元醇增塑劑后，在變壓器、高壓線圈以及各種小型電子元件的灌封方面應用廣泛，這類產品可以同時滿足熱沖擊電阻良好、熱變形溫度高、臨界電氣特性優良的要求。

3. 復合材料

脂環族環氧化合物的耐熱性、力學性能及耐候性好，尤其是黏度小，適用期長，特別適用于濕法層壓成型和纏繞成型制造高強度耐熱復合材料。以脂環族環氧化合物做的玻璃鋼層壓制品，固化后的材料結構緊密，具有高熱變形溫度(300℃以上)，優良的熱穩定性及耐候性，沖擊強度高、電絕緣性好。

4. 模具制造

脂環族環氧化合物還可作塑料模具中的樹脂組分，所得的固化物耐熱性好，有較好的機械強度，體積收縮率小，精確度較高，適合做精密鑄模和模具。比起金屬模具，它具有易于加工、價格低、重量輕、利于模塑操作等優點。用ZH92-21、鋁粉、甲基四氫苯酐在促進劑作用下分步固化制作出熱傳導性好、表面光潔度高的真空成型模具、低壓澆鑄模具、注塑反應成型模具、吹塑及發泡模具等。

5. 膠粘劑

脂環族環氧化合物因其可與不潔表面甚至于油質金屬表面形成高強度化學鍵而在粘接應用特色，明顯憂于縮水甘油醚類環氧樹脂。 以ZH207制成的膠粘劑粘接鋁片時有這樣的特點：室溫下粘接強度一般，但在逐步升溫時，粘接強度有所提高。

6. 涂料

脂環族環氧化合物在涂料應用方面也很有特色。以這類樹脂為基料制得的涂料可耐高溫，如ZH68-01耐溫230℃以上，ZH 206達250℃以上，ZH207則可達300℃.脂環族結構賦與電氣涂料的表面電阻和漏電痕阻，有助于戶外涂料顏色的保持和耐久。由脂環族環氧和含按基的樹脂混合交聯得到性能優良的涂料，可用于罩面漆、汽車底漆以及需要相對高成膜性的工業涂裝等。紫外光固化涂料以其固化快、無需高溫、不產生氣泡、膜面光澤好等優點日益受到廣泛重視。以脂環族環氧為主要成分制得的這類涂料耐候性強、硬度高、耐磨、抗沖擊、耐化學腐蝕、粘接性好，可用于印刷線路板阻焊油墨、光盤的外涂料及金屬、塑料的罩面保護等。

環氧樹脂在工藝品制備上的應用

環氧樹脂具有好的可操作性，能采用粘、涂、澆灌等多種方法成型，因而是制備工藝品的很好材料?？梢杂盟鼇碚辰Y貝殼、玻璃、卵石、絨布使之成為各種造型的工藝品；可以用它將各種植物、動物放在一定形狀的模具中澆灌成標本式的工藝品；也可以將它澆灌在模具中制成佛像、動物及各種造型的彷玉器、銅器、石器的工藝品；還可以用它將照片、圖畫封貼在工藝制品上；當然可以用環氧樹脂涂料在玻璃、瓷器、石板上繪畫了。

 環氧樹脂粘接劑配方很簡單，可根據粘接對象將6101環氧樹脂（或634環氧樹脂）、脂肪胺類固化劑、滑石粉等制成液狀、糊狀的粘接劑。環氧樹脂涂料則還要加一些顏料、溶劑之類的原料，使之適合涂刷對象的要求。澆灌模制品的澆注料應根據工藝品的透明度、色彩、軟硬度、固化制度、模形的復雜程度來設計澆注料的配方。

環氧樹脂的改性

1、概述

   環氧樹脂具有良好的綜合力學性能、高度的粘合力、收縮率小、穩定性好、優異的電絕緣性能，作為涂料、膠粘劑、復合材料樹脂基體、電子封裝材料等在機械、電子、電器、航天、航空、涂料、粘接等領域得到了廣泛的應用。然而，由于固化后的環氧樹脂交聯密度高，內應力大，因而存在質脆、耐疲勞性、耐熱性、抗沖擊韌性差等缺點，難以滿足工程技術的要求，使其應用受到一定的限制。特別是制約了環氧樹脂不能很好地用于結構材料等類型的復合材料，為此，國內外學者對環氧樹脂進行了大量改性研究。其中，最主要的是改善環氧樹脂的脆性、耐濕熱性。

   環氧樹脂可通過化學方法改性和物理方法進行改性?；瘜W方法改性主要是合成新型結構的環氧樹脂及新型結構的固化劑；物理方法改性主要是通過與改性劑形成共混結構來達到提高性能的目的。兩種方法比較起來，第一種方法從工藝、成本及難易程度來講都比第二種方法處于劣勢。因此，目前對環氧樹脂的改性主要是通過共混結構實現的。

   環氧樹脂的增韌途徑主要有三類：①剛性無機填料、橡膠彈性體和熱塑性塑料聚合物等形成兩相結構進行增韌。②用熱塑性塑料連續貫穿于環氧樹脂網絡中形成半互穿網絡型聚合物來增韌改性。③通過改變交聯網絡的化學結構組成(如在交聯網絡中引入“柔性段”)以提高交聯網絡的活動能力。

   環氧樹脂的耐濕熱性能的改善，主要是通過在環氧樹脂分子中引入含稠環的結構單元和合成含氟的環氧樹脂，以及采用新的固化劑代替傳統的DDS等。

   改性后的環氧樹脂，由于耐濕熱性和韌性的提高，將進一步擴大環氧樹脂在電子電器產品、復合材料受力構件以及高性能結構膠粘劑等方面的應用。

   另一方面，盡管環氧樹脂具有良好的加工工藝性，但對于不同的應用，其操作工藝需要作適當的改善。如二酚基丙烷型環氧樹脂，由于黏度較大，在某些操作中工藝性差，就需要在固化體系中加入稀釋劑來降低黏度，改善操作工藝性能。因此，為了滿足不同的應用，需要加入稀釋劉、填料、增強劑等不同的添加劑。

   環氧樹脂流動性的調節:環氧樹脂配合物的流動性，對于涂料，襯里，澆鑄等用途是很重要的。為適應這些要求必須降低粘度，或者提高黏度，或者賦予觸變性，能達到這些要求的配合材料稱為流動性調節劑。