作者:百檢網 時間:2021-11-22 來源:互聯網
一.引言
??? 環氧AB膠是一種雙組份固化的環氧樹脂膠黏劑,是由兩種組分根據配比混合在一起使用的膠黏劑,一種是環氧樹脂及其改性物,另一種是固化劑及其改性物,只有當兩組分混合均與后,膠水才會開始固化,形成具有
??? 禾川化學專業從事環氧AB膠配方
二.環氧AB膠
2.1環氧AB膠特性:
1)形式多樣.各種基體樹脂、固化劑、改性劑體系幾乎可以適應各種應用對形式提出的要求,其范圍可以從*低的粘度到高
2)固化方便.選用各種不同的固化劑,環氧樹脂體系幾乎可以在0~180℃溫度范圍內固化。
3)粘附力強.環氧樹脂分子鏈中固有的*性羥基和醚鍵的存在,使其對各種物質具有很高的粘附力。環氧樹脂固化時的收縮性低,產生的內應力小,這也有助于提高粘附強度。
4)收縮性低.環氧樹脂和所用的固化劑的反應是通過直接加成反應或樹脂分子中環氧基的開環聚合反應來進行的,沒有水或其它揮發性副產物放出。它們和不飽和聚酯樹脂、酚醛樹脂相比,在固化過程中顯示出很低的收縮性(小于2%)。如果在配方中適當加入填料,收縮性還可以更低(小于1%)。
5)力學性能.固化后的環氧樹脂體系具有優良的力學性能。
6)電性能.固化后的環氧樹脂體系是一種具有高介電性能、耐表面漏電、耐電弧的優良絕緣材料。
7)化學穩定性.通常,固化后的環氧樹脂體系具有優良的耐堿性、耐酸性和耐溶劑性;像固化環氧體系的其它性能一樣,化學穩定性也取決于所選用的樹脂和固化劑。適當地選用環氧樹脂和固化劑,可以使其具有特殊的化學穩定性能。
8)尺寸穩定性.上述的許多性能的綜合,使環氧樹脂體系具有突出的尺寸穩定性和耐久性。
9)耐霉菌.固化的環氧樹脂體系耐大多數霉菌,可以在苛刻的熱帶條件下使用。
2.2環氧AB膠常見組分
??? 環氧AB膠一般分為兩個組分,有時會有第三個組分,俗稱A組分和B組分,通常來說,A組分一般由環氧樹脂、稀釋劑、偶聯劑、消泡劑、顏填料、增韌劑、阻燃劑等組成;B組分一般有各種胺類固化劑、促進劑、偶聯劑、消泡劑、顏填料、增韌劑乙基阻燃劑等組成。
2.2.1環氧樹脂
??? 環氧樹脂是泛指分子中含有兩個或兩個以上環氧基團的有機高分子化合物,除個別外,它們的相對分子質量都不高。環氧樹脂的分子結構是以分子鏈中含有活潑的環氧基團為其特征,環氧基團可以位于分子鏈的末端、中間或成環狀結構。由于分子結構中含有活潑的環氧基團,使它們可與多種類型的固化劑發生交聯反應而形成不溶、不熔的具有三向網狀結構的高聚物。
??? 根據分子結構,環氧樹脂大體上可分為五大類:縮水甘油醚類環氧樹脂、縮水甘油酯類環氧樹脂、縮水甘油胺類環氧樹脂、線型脂肪族類環氧樹脂、脂環族類環氧樹脂、元素改性環氧樹脂以及其他特種環氧樹脂。比較常用的是縮水甘油醚類環氧樹脂,常見的雙酚A型縮水甘油醚環氧樹脂,其用量約占全部環氧樹脂的85%以上。
??? 環氧樹脂的選用原則.環氧值過高的樹脂強度較大,但較脆;環氧值中等的高低溫度時強度均好;環氧值低的則高溫時強度差些。因為強度和交聯度的大小有關,環氧值高固化后交聯度也高,環氧值低固化后交聯度也低,故引起強度上的差異。
??? 另外,不需耐高溫,對強度要求不大,希望環氧樹脂能快干,不易流失,可選擇環氧值較低的樹脂;強度較好的,可選用環氧值較高的樹脂。
??? 環氧樹脂國內外的主要生產廠家有:邁圖(Momentive)、陶氏(Dow)、亨茨曼(Huntsman)、南亞(Nanya)、長興、藍星、岳化等。
2.2.2稀釋劑
??? 稀釋劑是指一類加入到環氧AB膠中能降低體系黏度的物質。一般分為活性稀釋劑和非活性(惰性)稀釋劑。活性稀釋劑中含有環氧基團,可以參與固化反應并形成三維交聯結構。非活性稀釋劑不含有環氧基團,不能參與固化反應。
??? 醇類(如酒精)、酯類(如乙酸乙酯、鄰苯二甲酸二丁酯)、酮類(如丙酮)、溶劑汽油、甲苯等都可以作為環氧樹脂的非活性稀釋劑,非活性稀釋劑加入環氧樹脂中一般都會降低固化交聯密度,環氧樹脂固化時間會減慢,耐溫性、固化后強度都會降低。
??? 活性稀釋劑也有很多種,有單官能團、二官能團、三官能團、多官能團(四官能團以上的)活性稀釋劑,一般加入后都會減慢環氧樹脂的固化時間,降低耐溫性和固化后強度。但也有些活性稀釋劑加入環氧樹脂當中可以提高固化后強度和耐溫性。
??? 總之在環氧與固化劑體系中,如何選取合適的稀釋劑,與配方設計者的思路有關,,比如考慮到:成本、稀釋效果、氣味、體系硬度、體系耐溫等,從而選取不同的稀釋劑。
??? 國內外主要生產廠家有:空氣產品(AirProducts)、邁圖(Momentive)、陶氏(Dow)、亨茨曼(Huntsman)、安徽恒遠等。
2.2.3偶聯劑
??? 偶聯劑是一種能提高樹脂與固體表面黏合強度的助劑。可降低合成樹脂熔體的粘度,改善填充劑的分散度以提高加工性能,進而使制品獲得良好的表面質量及機械、熱和電性能。其用量一般為填充劑用量的0.5~2%。常用的偶聯劑有硅烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑、磷酸酯偶聯劑、鉻絡合物偶聯劑等類型。偶聯劑一般由兩部分組成:一部分是親無機基團,可與無機填充劑或增強材料作用;另一部分是親有機基團,可與合成樹脂作用。一般在環氧AB膠中用的較多的硅烷偶聯劑中KH-560和KH-570。國內外主要生產廠家有:道康寧(DowCorning)、霍尼韋爾(Honeywell)、南京能德等。
2.2.4消泡劑
??? 消泡劑是一種具有較低表面張力和較高表面活性、能抑制或消除液體中泡沫的物質。消泡劑,又稱為抗泡劑,在工業生產的過程中會產生許多有害泡沫,需要添加消泡劑。
??? 消泡劑的種類很多,有機硅氧烷、聚醚、硅和醚接枝、含胺、亞胺和酰胺類的,具有消泡速度更快,抑泡時間更長,適用介質范圍更廣,甚至苛刻介質
2.2.5顏填料
??? 顏填料包括顏料和填料。
1)顏料
顏料是指一種不溶于水、油、溶劑和樹脂等介質,且不與介質發生化學反應的有機和無機微細固體物質。具有光學、保護和裝飾等作用。
2)填料
??? 填料也叫作填充劑、增量劑。環氧AB膠中使用填料有如下好處:
①降低成型制件的收縮率,提高制品的尺寸穩定性、表面光潔度、平滑性以及平光性或無光性等;
②樹脂粘度有效的調節劑;
③可滿足不同性能要求,提高耐磨性、改善導電性及導熱性等,大多數填料能提高材料沖擊強度及壓縮強度,但不能提高
④可提高顏料的著色效果;
⑤某些填料具有*好的光穩定性和耐化學腐蝕性;
⑥有增容作用,可降低成本,提高產品在市場上的競爭能力。
2.2.6增韌劑
??? 增韌劑也叫抗沖改性劑,由于環氧AB膠固化后脆性較大,不耐沖擊,故需要進行改性,在環氧AB膠中,常用的增韌劑有固體粉末橡膠、聚醚多元醇二縮水甘油醚、液體端羥基丁腈橡膠、液體端羧基丁腈橡膠、液體端氨基丁腈橡膠、聚硫橡膠、核-殼聚合物粒子、聚醚砜類
2.2.7阻燃劑
??? 阻燃劑又稱難燃劑,耐火劑或防火劑:賦予易燃聚合物難燃性的功能性助劑;依應用方式分為添加型阻燃劑和反應型阻燃劑。根據組成,添加型阻燃劑主要包括無機阻燃劑、鹵系阻燃劑(有機氯化物和有機溴化物)、磷系阻燃劑(赤磷、磷酸酯及鹵代磷酸酯等)和氮系阻燃劑等。
??? 阻燃劑目前主要有有機和無機,鹵素和非鹵。有機是以溴系、磷氮系、氮系和紅磷及化合物為代表的一些阻燃劑,無機主要是三氧化二銻、氫氧化鎂、氫氧化鋁,硅系等阻燃體系。
2.2.8固化劑
??? 環氧樹脂本身是熱塑性線型結構的化合物,不能直接作膠黏劑使用,必須加入固化劑并在一定條件下進行固化交聯反應,生成不溶(熔)體型網狀結構,才有實際應用價值。因此,固化劑是環氧樹脂膠黏劑必不可少的組分。
??? 固化劑是指與環氧樹脂發生化學反應,形成網狀立體聚合物,把復合材料骨材包絡在網狀體之中,促成固化反應的物質。環氧固化劑按化學結構分為堿性環氧固化劑和酸性環氧固化劑,按固化機理分為加成型環氧固化劑和催化型環氧固化劑。
??? 常用的環氧樹脂固化劑有脂肪胺、脂環胺、芳香胺、聚酰胺、聚醚胺、改性胺、酸酐類、樹脂類、聚硫醇類、咪唑類和改性脲類,另外在光引發劑的作用下紫外線或可見光也能使環氧樹脂固化。常溫或低溫固化一般選用胺類固化劑,加溫固化則常用酸酐、芳香類固化劑。
??? 胺類固化劑包括脂肪族胺類、脂環族胺類、芳香族胺類和改性胺類,是環氧樹脂*常用的一類固化劑。從化學結構上來說,聚酰胺、聚醚胺一般歸屬于改性胺類。
1)脂肪族胺類
??? 脂肪族胺類如乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、五乙烯六胺、哌嗪、N-氨乙基哌嗪等,由于具有能在常溫下固化、固化速度快、粘度低、使用方便等優點,所以在固化劑中使用較為普遍。一般來說,這些基礎胺類在使用時都需要改性。
2)芳香族胺類
??? 芳香族胺類如間苯二胺等。由于分子中存在很穩定的苯環,固化后的環氧樹脂耐熱性較好。與脂肪族類相比,在同樣條件下固化,其熱變性溫度可提高40~60℃。
3)改性胺類
??? 所謂改性胺類固化劑是指胺類與其它化合物的加成物。因為環氧AB膠中一般不需要用到酸酐類、樹脂類的、咪唑類和改性脲類固化劑,這里就不一一介紹了。
??? 另外,在環氧AB膠中,聚硫醇類固化劑比較常用,一般配合叔胺類(如DMP-30)、脂肪胺類、脂環胺類、聚酰胺類固化劑使用,這類環氧AB膠經常在DIY市場、建筑行業以及臨時粘接等場合下使用,并且聚硫醇類固化劑有一股不愉快的硫化氫臭味。聚硫醇固化劑現在只有美國的GabrielPerformanceProducts生產。
??? 在環氧AB膠中,使用胺類固化劑時要注意含有羥基的醇、酚和水等能對固化反應起促進作用;含有羰基、硝基、氰基等基團的試劑對固化反應起抑制作用。鑒于上述特點,工業經驗認為,苯甲醇、雙酚A、壬基酚等含羥基的物質常作為固化促進劑使用,一般來說,添加量不宜過高,另外,苯甲醇還有稀釋劑的作用,主要生產廠家有:德拉明(Delamine)、巴斯夫(Basf)、亨茨曼(Huntsman)、陶氏(Dow)、東曹(Tosoh)等。
三.環氧AB膠典型配方
3.1增韌型室溫固化環氧樹脂膠黏劑
A組份
液體雙酚A型環氧樹脂 | 60 |
1,4-丁二醇二縮水甘油醚 | 4~6 |
硅烷偶聯劑KH560 | |
消泡劑BYKA-555 | 0~1 |
氫氧化鋁粉體 | 30~35 |
氣相二氧化硅 | 1.5~2 |
合計 | 100 |
B組份
液體聚酰胺樹脂 | 36~40 |
端氨基液體丁腈橡膠 | 10~12 |
氫氧化鋁粉體 | 20~25 |
滑石粉 | 25~30 |
氣相二氧化硅 | 0~1.5 |
合計 | 100 |
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