环氧树脂、酚醛树脂及不饱和聚酯树脂被称为三大通用型热固性树脂。它们是热固性树脂顶用量最大、应用最广的品种。环氧树脂中含有独特的环氧基,以及轻基、醚键等活性基团和极性基团,因而具有很多优异的机能。与其他热固性树脂比拟较,环氧树脂的种类和牌号最多,机能各异。环氧树脂固化剂的种类更多,再加上众多的促进剂、改性剂、添加剂等,可以进行多种多样的组合和组配。从而能获得各种各样机能优异的、各具特色的环氧固化体系和固化物。几乎能适应和知足各种不同使用机能和工艺机能的要求。这是其他热固性树脂所无法比拟的。
1、环氧树脂及其固化物的机能特点
(1)力学机能高。环氧树脂具有很强的内聚力,分子结构致密,所以它的力学机能高于酚醛树脂和不饱和聚酯等通用型热固性树脂。
(2)粘接机能优异。环氧树脂固化体系中活性极大的环氧基、羟基以及醚键、胺键、酯键等极性团体赋予环氧固化物以极高的粘接强度。再加上它有很高的内聚强度等力学机能,因此它的粘接机能特别强,可用作结构胶。
(3)固化收缩率小。一般为1%~2%。是热固性树脂中固化收缩率最小的品种之一(酚醛树脂为8%~10%;不饱和聚酯树脂为4%~6%;有机硅树脂为4%~8%)。线胀系数也很小,一般为6×10-5/℃。所以其产品尺寸不乱,内应力小,不易开裂。
(4)工艺性好。环氧树脂固化时基本上不产生低分子挥发物,所以可低压成型或接触压成型。配方设计的灵活性很大,可设计出适合各种工艺性要求的配方。
(5)电机能好。是热固性树脂中介电机能最好的品种之一。
(6)不乱性好。分歧碱、盐等杂质的环氧树脂不易变质。只要贮存得当(密封、不受潮、不遇高温),其贮存期为1年。超期后若检修合格仍可使用。环氧固化物具有优良的化学不乱性。其耐碱、酸、盐等多种介质侵蚀的机能优于不饱和聚酯树脂、酚醛树脂等热固性树脂。
(7)环氧固化物的耐热性一般为80~100℃。环氧树脂的耐热品种可达200℃或更高。
(8)在热卧性树脂中,环氧树脂及其固化物的综合机能最好。
2、环氧树脂的应用特点
(1)具有极大的配方设计灵活性和多样性。能按不同的使用机能和工艺机能要求,设计出针对性很强的最佳配方。这是环氧树脂应用中的一大特点和长处。但是每个最佳配方都有一定的合用范围(前提),不是在任何工艺前提和任意使用前提下都宜采用。也就是说没有“万能”的最佳配方。必需根据不同的前提,设计出不同的最佳配方。因为不同配方的环氧树脂固化体系的固化原理不完全相同,所以环氧树脂的固化历程,即固化工艺前提对环氧固化物的结构和机能影响极大。相同的配方在不同的固化工艺前提下所得产品的机能会有非常的大的差别。所以准确地作出最佳材料配方设计和工艺设计是环氧树脂应用技术的枢纽,也是技术秘要所在。要能出产和开发出自己所需机能的环氧材料,就必需设计出相应的专用配方及其成型工艺前提。因此,就必需深入了解和把握环氧树脂及其固化剂、改性剂等的结构与机能、它们之间的反应机理以及对环氧固化物结构及机能的影响。这样才能在材料配方设计和工艺设计中得心应手,运用自如,取得最佳方案,出产和开发出机能最佳、本钱最低的环氧材料和制品。
(2)不同的环氧树脂固化体系分别能在低温、室温、中温或高温固化,能在湿润表面甚至在水中固化,能快速固化、也能缓慢固化,所以它对施工和制造工艺要求的适应性很强。环氧树脂可低压成型或接触压成型,因此可降低对成型设备和模具的要求,减少投资,降低本钱。
(3)在三大通用型热固性树脂中,环氧树脂的价格偏高,从而在应用上受到一定的影响。但是,因为它的机能优异,所以主要用于对使用机能要求高的场合,尤其是对综合机能要求高的领域。