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環氧樹脂的合成方法及三大特點

文章出處:盈凱地坪工程公司 人氣:-發表時間:2021-04-09 11:37:00

合成方法

1 液態雙酚A

液態雙酚A型環氧樹脂的合成方法歸納起來大致有兩種:一步法和二步法。

一步法又可分為一次加堿法和二次加堿法。二步法又可分為間歇法和連續法。一步法工藝是把雙酚A 和環氧氯丙烷在NaOH 作用下進行縮聚,即開環和閉環反應在同一反應條件下進行的。目前國內產量最大的E—44 環氧樹脂就是采用一步法工藝合成的。

二步法工藝是雙酚A 和環氧氯丙烷在催化劑(如季銨鹽)作用下,第一步通過加成反應生成二酚基丙烷氯醇醚中間體,第二步在NaOH 存在下進行閉環反應,生成環氧樹脂。二步法的優點是:反應時間短;操作穩定,溫度波動小,易于控制;加堿時間短,可避免環氧氯丙烷大量水解;產品質量好而且穩定,產率高。國產E—51、E—54 環氧樹脂就是采用二步法工藝合成的。

2 固態雙酚A

固態雙酚A型環氧樹脂的合成方法大體上也可分為兩種:一步法和二步法。一步法又可分為水洗法、溶劑萃取法和溶劑法。二步法又可分為本體聚合法和催化聚合法。

一步法(國外稱Taffy 法)工藝是將雙酚A 與環氧氯丙烷在NaOH 作用下進行縮聚反應,用于制造中等相對分子質量的固態環氧樹脂。如國內生產的—20、E—14、E—12。

二步法(國外稱advancment 法)工藝是將低相對分子質量液態E 型環氧樹脂和雙酚A 加熱溶解后,在高溫或催化劑作用下進行加成反應,不斷擴鏈,最后形成高相對分子質量的固態環氧樹脂,如E—10、E—06、E—03 等都采用此方法合成。

3 一步法和兩步法的優缺點

一步法合成時,反應是在水中呈乳狀液進行的。在制備高相對分子質量樹脂時,后處理較困難。制得的樹脂相對分子質量分布較寬,有機氯含量高。不易得到環氧值高、軟化點亦高的產品,以適應粉末涂料的要求。

而二步法合成時,反應呈均相進行,鏈增長反應較平穩,因而制得的樹脂相對分子質量分布較窄,有機氯含量較低,環氧值和軟化點可通過配比和反應溫度來控制和調節。具有工藝簡單、操作方便、設備少、工時短、無三廢、一次反應即可、產品質量易控制和調節等優點,因此日益受到重視。

環氧樹脂應用三大特點

1 具有極大的配方設計靈活性和多樣性。

能按不同的使用性能和工藝性能要求,設計出針對性很強的最佳配方。這是環氧樹脂應用中的一大特點和優點。但是每個最佳配方都有一定的適用范圍(條件),不是在任何工藝條件和任意使用條件下都宜采用。也就是說沒有“萬能”的最佳配方。必須根據不同的條件,設計出不同的最佳配方。

由于不同配方的環氧樹脂固化體系的固化原理不完全相同,所以環氧樹脂的固化歷程,即固化工藝條件對環氧固化物的結構和性能影響極大。相同的配方在不同的固化工藝條件下所得產品的性能會有非常的大的差別。所以正確地作出最佳材料配方設計和工藝設計是環氧樹脂應用技術的關鍵,也是技術機密所在。

就必須深入了解和掌握環氧樹脂及其固化劑、改性劑等的結構與性能、它們之間的反應機理以及對環氧固化物結構及性能的影響。這樣才能在材料配方設計和工藝設計中得心應手,運用自如,取得最佳方案,生產和開發出性能最佳、成本最低的環氧材料和制品。

2 不同的環氧樹脂固化體系分別能在低溫、室溫、中溫或高溫固化,能在潮濕表面甚至在水中固化,能快速固化、也能緩慢固化,所以它對施工和制造工藝要求的適應性很強。環氧樹脂可低壓成型或接觸壓成型,因此可降低對成型設備和模具的要求,減少投資,降低成本。

3 在三大通用型熱固性樹脂中,環氧樹脂的價格偏高,從而在應用上受到一定的影響。但是,由于它的性能優異,所以主要用于對使用性能要求高的場合,尤其是對綜合性能要求高的領域。


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