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樹脂專題|常見的高性能材料—環(huán)氧樹脂的應(yīng)用及介紹

作者:admin 發(fā)布日期:2024/3/21 關(guān)注次數(shù): 二維碼分享
環(huán)氧樹脂是一種高分子聚合物,分子式為(C11H12O3)n,指的是一類分子結(jié)構(gòu)中富含至少兩個環(huán)氧基的高分子有機(jī)化合物。由于環(huán)氧基的化學(xué)活性,可用多種含有活潑氫的化合物使其開環(huán),固化交聯(lián)生成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),因此它是一種熱固性樹脂。
環(huán)氧樹脂
01 環(huán)氧樹脂的特性
環(huán)氧樹脂已在諸多領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。其特點(diǎn)如下:

1、 環(huán)氧樹脂的硬化收縮率較低,顯示出良好的尺寸穩(wěn)定性。

2、環(huán)氧樹脂的化學(xué)性質(zhì)較為穩(wěn)定,不受普通酸堿、化學(xué)藥品和工業(yè)溶劑的影響。

3、環(huán)氧樹脂與多種材料均具有優(yōu)異的粘接力,且本身具備一定強(qiáng)度的機(jī)械性能,能夠承受長期的環(huán)境應(yīng)力,確保高度的可靠性。

除此之外,環(huán)氧樹脂的優(yōu)勢在于其可調(diào)整性。通過調(diào)整組成配方,可以實(shí)現(xiàn)快速的固化效果或延長反應(yīng)時間。此外,環(huán)氧樹脂可以形成硬質(zhì)灌封膠或彈性十足的軟膠,滿足多樣化的應(yīng)用需求。
環(huán)氧樹脂
02環(huán)氧樹脂的作用及用途
環(huán)氧樹脂因其物理機(jī)械性能、電絕緣性能、粘接性能以及加工性能,而被廣泛應(yīng)用于各類材料的粘接工作、耐腐蝕涂料的制造以及電氣絕緣等多個重要領(lǐng)域。根據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院的數(shù)據(jù),截至2022年,中國環(huán)氧樹脂下游消費(fèi)領(lǐng)域的分布情況如下:涂料領(lǐng)域占比36%,電子電器領(lǐng)域占比32%,復(fù)合材料領(lǐng)域占比28%,膠黏劑及其他領(lǐng)域占比4%。

1、在涂料領(lǐng)域
環(huán)氧樹脂涂料通常由環(huán)氧樹脂、固化劑、溶劑和功能性添加劑組成。環(huán)氧樹脂涂料因耐化學(xué)性、耐熱性、電絕緣性以及漆膜附著力,被廣泛用作防腐蝕漆、金屬底漆以及絕緣漆。在涂料領(lǐng)域中,環(huán)氧樹脂的應(yīng)用占據(jù)了相當(dāng)大的比重,能夠制造出各種特性與用途獨(dú)特的品種。這類涂料的共性包括:耐化學(xué)品性能,尤其是對堿的耐受性;強(qiáng)大的漆膜附著力,特別是對金屬材料;良好的耐熱性和電絕緣性;以及穩(wěn)定的保色性。
然而,雙酚A型環(huán)氧樹脂涂料的耐候性較差,其漆膜在戶外容易粉化失光且表面欠豐滿。因此,這類涂料不適合作為戶外使用的高裝飾性涂料。盡管如此,環(huán)氧樹脂涂料仍主要用于防腐蝕、金屬底漆以及絕緣領(lǐng)域。而由雜環(huán)及脂環(huán)族環(huán)氧樹脂制成的涂料則適用于戶外環(huán)境。
此外,環(huán)氧樹脂涂料在多個領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用:汽車領(lǐng)域如底盤底漆、部件漆;容器領(lǐng)域如食品罐內(nèi)壁、外壁涂料以及槽車內(nèi)壁涂料;工廠設(shè)備領(lǐng)域如設(shè)備、管道防腐涂料;土建領(lǐng)域如橋梁防腐涂料、鋼結(jié)構(gòu)防腐涂料、水泥制品防滲涂料、地坪涂料以及裝飾涂料等;船舶領(lǐng)域如底貨倉內(nèi)壁涂料、海上集裝箱涂料以及鋼鐵部件防腐涂料。

2、在復(fù)合材料領(lǐng)域
環(huán)氧復(fù)合材料是由環(huán)氧樹脂和增強(qiáng)材料(如玻璃纖維、碳纖維等)制作而成的復(fù)合材料。因其性能,如輕質(zhì)、高強(qiáng)度、耐用性和耐化學(xué)性,被視為重要的結(jié)構(gòu)材料和功能材料,廣泛應(yīng)用于化工、航空、航天和軍工等高科技領(lǐng)域。

環(huán)氧復(fù)合材料主要分為兩類:環(huán)氧玻璃鋼(通用型復(fù)合材料)和環(huán)氧結(jié)構(gòu)復(fù)合材料。環(huán)氧玻璃鋼,如拉擠成型的環(huán)氧型材和纏繞成型的中空回轉(zhuǎn)體制品等,在航空、航天和軍工等領(lǐng)域發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

此外,環(huán)氧工程塑料,包括高壓成型的環(huán)氧模塑料、環(huán)氧層壓塑料以及環(huán)氧泡沫塑料,也可視為廣義上的環(huán)氧復(fù)合材料。環(huán)氧樹脂工程塑料主要用于對強(qiáng)度、沖擊韌性和耐熱性有綜合要求的工程塑料零部件,如火箭尾翼片、穿甲彈彈托等,同時也用于功能性塑料。

3、作為膠黏劑

環(huán)氧樹脂膠粘劑是一種由環(huán)氧樹脂基料、固化劑、稀釋劑、促進(jìn)劑和填料精心配制而成的工程膠粘劑。由于其粘接性能、功能性、價格親民以及簡便的粘接工藝,它在飛機(jī)、導(dǎo)彈、火箭、衛(wèi)星、汽車、艦艇、機(jī)械、電子及土木建筑等領(lǐng)域發(fā)揮著不可或缺的作用。環(huán)氧樹脂膠粘劑種類繁多,用途廣泛。

柔性環(huán)氧樹脂具有高剝離強(qiáng)度和優(yōu)良的抗沖擊、熱應(yīng)力、疲勞性等特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于飛機(jī)的蜂窩粘合和鐵路的地板等重要領(lǐng)域。這些應(yīng)用場景對膠粘劑的耐用性要求比較高,而柔性環(huán)氧樹脂能夠經(jīng)受反復(fù)振動和熱循環(huán)的挑戰(zhàn),確保長期可靠的服務(wù)壽命。

增韌環(huán)氧樹脂則展現(xiàn)出強(qiáng)大的抗沖擊、抗疲勞能力和耐環(huán)境特性,被用于手機(jī)塔的粘合、武器裝備的組裝以及體育用品的制造等領(lǐng)域。同時,它也是焊接和機(jī)械緊固替代方案的選擇,滿足各種高標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用需求。

雙組份環(huán)氧膠粘劑則提供硬質(zhì)和柔性的選擇,與單組分環(huán)氧膠粘劑相似,均能抵抗各種條件,滿足客戶在嚴(yán)苛環(huán)境中的需求。

隨著市場發(fā)展,環(huán)氧樹脂膠粘劑在電子、電氣和結(jié)構(gòu)膠等領(lǐng)域的應(yīng)用要求提高,需具備高性能、速固化和油面粘接等特性。因此,環(huán)氧樹脂膠粘劑需不斷改性以適應(yīng)市場需求,促進(jìn)其持續(xù)發(fā)展,更好地服務(wù)于各領(lǐng)域。



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