Эпоксидная смола

1、Введение

Эпоксидная смола обычно используется в сочетании с добавками. Добавки можно выбирать в зависимости от области применения. К распространенным добавкам относятся отвердитель, модификатор, наполнитель, разбавитель и т. д.

Отвердитель — незаменимая добавка. Независимо от того, используется ли эпоксидная смола в качестве клея, покрытия или литьевого материала, отвердитель должен быть добавлен, иначе отверждение невозможно. В связи с различными требованиями к применению и характеристикам, существуют различные требования к эпоксидной смоле, отвердителю, модификатору, наполнителю, разбавителю и другим добавкам.

2.Выбор эпоксидной смолы

(1) Выберите в соответствии с приложением

① При использовании в качестве клея лучше выбирать смолу со средним эпоксидным числом (0,25-0,45);

② При использовании в качестве литьевого материала лучше выбирать смолу с высоким эпоксидным числом (0,40);

③ При использовании в качестве покрытия обычно выбирают смолу с низким эпоксидным числом (< 0,25).

(2) Выбирайте в соответствии с механической прочностью

Прочность зависит от степени сшивания. При высоком эпоксидном числе и высокой степени сшивания после отверждения, при низком эпоксидном числе и низкой степени сшивания после отверждения, прочность также будет различной.

① Смола с высоким эпоксидным числом обладает большей прочностью, но является хрупкой;

② Смола со средним эпоксидным числом обладает хорошей прочностью при высоких и низких температурах;

③ Смола с низким эпоксидным числом обладает низкой прочностью при высоких температурах.

(3) Выбирайте в соответствии с эксплуатационными требованиями.

① Тем, кому не требуется высокая термостойкость и прочность, можно выбрать смолу с более низким эпоксидным числом, которая быстро сохнет и не подвержена порче.

② Тем, кому необходимы хорошая проницаемость и прочность, можно выбрать смолу с более высоким эпоксидным числом.

3.Выбор отвердителя

(1) Тип отвердителя:

К распространенным отвердителям эпоксидных смол относятся алифатические амины, алициклические амины, ароматические амины, полиамиды, ангидриды, смолы и третичные амины. Кроме того, под воздействием фотоинициатора, УФ-излучения или света эпоксидная смола также может отверждаться. Аминные отвердители обычно используются для отверждения при комнатной или низкой температуре, в то время как ангидриды и ароматические отвердители чаще используются для отверждения при нагревании.

(2) Дозировка отвердителя

① При использовании амина в качестве сшивающего агента расчет производится следующим образом:

Дозировка амина = мг / HN

M = молекулярная масса амина;

HN = число активных атомов водорода;

G = эпоксидное число (эпоксидный эквивалент на 100 г эпоксидной смолы)

Диапазон изменения составляет не более 10-20%. При отверждении с избытком амина смола станет хрупкой. При слишком малой дозировке отверждение будет неидеальным.

② При использовании ангидрида в качестве сшивающего агента расчет производится следующим образом:

Дозировка ангидрида = мг (0,6 ~ 1) / 100

М = молекулярная масса ангидрида;

G = значение эпоксидной смолы (0,6 ~ 1) — экспериментальный коэффициент.

(3) Принцип выбора отвердителя

① Требования к производительности.

Для одних материалов требуется высокая термостойкость, для других — гибкость, а для третьих — хорошая коррозионная стойкость. Соответствующий отвердитель выбирается в зависимости от требований.

② Метод отверждения.

Некоторые изделия нельзя нагревать, поэтому выбрать термоотверждающий агент нельзя.

③ Срок подачи заявки.

Так называемый период применения — это промежуток времени от момента добавления отвердителя к эпоксидной смоле до момента, когда её нельзя использовать. Для длительного применения обычно используются ангидриды или скрытые отвердители.

④ Безопасность.

Как правило, отвердитель с меньшей токсичностью лучше и безопаснее для производства.

⑤ Стоимость.

4、Выбор модификатора

Действие модификатора заключается в улучшении дубильных свойств, сопротивления сдвигу, изгибу, ударопрочности и изоляционных характеристик эпоксидной смолы.

(1) Общие модификаторы и характеристики

① Полисульфидный каучук: повышает ударопрочность и устойчивость к отслаиванию;

② Полиамидная смола: улучшает хрупкость и адгезию;

③ Поливиниловый спирт TERT бутиральдегид: повышает устойчивость к дублению под воздействием ударной нагрузки;

④ NBR: повышает ударопрочность дубильных веществ;

⑤ Фенольная смола: повышает термостойкость и коррозионную стойкость;

⑥ Полиэфирная смола: повышает ударопрочность и стойкость к дублению;

⑦ Мочевино-формальдегидная меламиновая смола: повышает химическую стойкость и прочность;

⑧ Фурфуровая смола: улучшает статические характеристики изгиба, повышает кислотостойкость;

⑨ Виниловая смола: повышает устойчивость к отслаиванию и ударопрочность;

⑩ Изоцианат: снижает влагопроницаемость и повышает водостойкость;

11. Силикон: повышает термостойкость.

(2) Дозировка

① Полисульфидный каучук: 50-300% (с вулканизирующим агентом);

② Полиамидная смола и фенольная смола: 50-100%;

③ Полиэфирная смола: 20-30% (без отвердителя или с небольшим количеством отвердителя для ускорения реакции).

В целом, чем больше модификатора используется, тем выше гибкость, но при этом соответственно снижается температура термической деформации полимерных изделий. Для повышения гибкости смолы часто используются упрочняющие агенты, такие как дибутилфталат или диоктилфталат.

5、Выбор филлеров

Функция наполнителей заключается в улучшении некоторых свойств изделий и условий теплоотвода при отверждении смолы. Они также позволяют уменьшить количество эпоксидной смолы и снизить затраты. Для разных целей могут использоваться разные наполнители. Размер частиц должен быть менее 100 меш, а дозировка зависит от области применения. Наиболее распространенные наполнители:

(1) Асбестовое волокно и стекловолокно: повышают прочность и ударостойкость;

(2) Кварцевый порошок, фарфоровый порошок, железный порошок, цемент, наждак: повышают твердость;

(3) Порошок оксида алюминия и фарфора: увеличивают силу сцепления и механическую прочность;

(4) Порошок асбеста, порошок силикагеля и высокотемпературный цемент: улучшают термостойкость;

(5) Порошок асбеста, порошок кварца и порошок камня: снижают степень усадки;

(6) Алюминиевый порошок, медный порошок, железный порошок и другие металлические порошки: повышают теплопроводность и проводимость;

(7) Графитовый порошок, тальковый порошок и кварцевый порошок: улучшают противоизносные и смазочные свойства;

(8) Наждак и другие абразивы: улучшают износостойкость;

(9) Порошок слюды, фарфоровый порошок и порошок кварца: повышают теплоизоляционные характеристики;

(10) Все виды пигментов и графита: с цветом;

Кроме того, согласно данным, соответствующее количество (27-35%) оксидов P, As, Sb, Bi, Ge, Sn и Pb, добавленных в смолу, позволяет поддерживать адгезию при высоких температурах и давлении.

6、Выбор разбавителя

Функция разбавителя заключается в снижении вязкости и улучшении проницаемости смолы. Разбавители делятся на инертные и активные, их количество обычно не превышает 30%. К распространенным разбавителям относятся диглицидиловый эфир, полиглицидиловый эфир, пропиленоксид бутиловый эфир, пропиленоксид фениловый эфир, дициклопропанэтиловый эфир, триэтоксипропанпропиловый эфир, инертные разбавители, ксилол, толуол, ацетон и др.

7、Требования к материалам

Перед добавлением отвердителя необходимо проверить все используемые материалы, такие как смола, отвердитель, наполнитель, модификатор, разбавитель и т. д., на соответствие следующим требованиям:

(1) Без воды: материалы, содержащие воду, следует предварительно высушить, а растворители, содержащие небольшое количество воды, следует использовать как можно меньше.

(2) Чистота: содержание примесей, помимо воды, должно быть менее 1%. Хотя можно использовать и примеси от 5% до 25%, процентное содержание других веществ в формуле следует увеличить. Лучше использовать реактивную чистоту в небольших количествах.

(3) Срок действия: Необходимо знать, являются ли материалы недействительными.