环氧树脂及其性能介绍

环氧树脂是分子结构中含有环氧基团的高聚物，简称EP。根据原料的不同配方及反应条件可生成许多品种。EP按树脂不同组分的分类见表11-56。

由于环氧树脂分子链及环氧基的数目决定了其性能，所以国家标准中对各种树脂的型号都以代号及环氧基的数目来表示，环氧基数目常用环氧值表示，环氧值=环氧当量/100g环氧树脂。环氧当量是指一个环氧基的环氧树脂质量克数。例如某种双酚A环氧树脂（代号为E），如一个环氧基中含30～40g的环氧树脂，则环氧值为30～40g/100g=0.30～0.40，则按国家标准该树脂的型号为E-35。但是，各生产厂对环氧树脂的牌号另有编码，见表11-57。

表11-56 EP按树脂不同组分的分类

表11-57 我国环氧树脂生产厂的产品牌号与国家统一牌号对照

本书按国家统一牌号介绍各种树脂。在各类EP树脂中，双酚A环氧树脂应用最广，占EP产量的90%以上。其他树脂大多具有某些特殊性能，如耐热、难燃、柔性及低粘度等，往往用于某些特殊场合。此外同一类树脂也有许多不同性能和用途的品种，如中、低相对分子质量的品种强度低，不宜作塑料制品，只宜用作粘结剂和涂料，它必须加入固化剂、填料和助剂后才能作塑料制品；而高相对分子质量品种具有适当的强度，可直接加工成塑料制品。

1.环氧树脂的基本特性

各类环氧树脂都有各自的特性，通用的特点可归纳如下：

1）环氧树脂是线型大分子结构，呈热塑性，但分子结构中含有大量活泼性环氧基、羟基和醚键组分，故可与多种不同固化剂发生反应，可在5～180℃发生快速或慢速反应，变成热固性聚合物。

2）不同品种的树脂、固化剂和改性剂可组成性能及用途有很大差异的各种树脂，其形态包括低相对分子质量、低粘度液态到高相对分子质量、高熔点的固体。

3）成型收缩率低，固化时无水或挥发物，硬化时收缩量极低，一般<2%。

4）具有极强的粘性，与金属或非金属材料都有极强的粘接力，一般无需加压经较短的时间即可粘接。

5）力学性能、尺寸稳定性、耐久性和耐热性好，韧性是酚醛树脂的7倍。

6）化学稳定性好，耐酸、耐碱、耐溶剂、耐水和耐大多数霉菌。

7）电绝缘性好，在较宽的频率和温度范围都有良好的介电性、耐电压性、耐电弧性及耐表面漏电性。

8）价格适中，性能/价格比高。

9）可配制成各种成型工艺用料，成型加工性好。(www.xing528.com)

10）EP性能优越，使用范围广，除了用于涂料、密封材料和粘结剂外，可大量配制各种用途的高性能复合材料，可作尖端科学产品（如航空航天和导弹工业）和高性能电子电气、机械、化工产品中的主要复合结构材料。

以浇注型EP、UP、PF为例，其性能比较见表11-58。部分EP树脂的性能简介见表11-59。

表11-58 浇注型EP、UP、PF性能比较

表11-59 部分EP树脂的性能及用途

（续）

2.环氧树脂的应用

一般情况下纯环氧树脂不直接用于加工塑料制品，通常要加入固化剂、稀释剂、增韧剂、纤维增强材料、填料及其他助剂后才可作为塑料，用于加工制品。而且常对树脂进行专门的改性或进行二次合成，制成高性能改性环氧塑料，如用PSF、PEEK、PPS、PI等高强度、耐高温特种热塑性工程塑料作增韧、耐热改性剂，配制成高性能EP塑料用作飞机、航天器结构材料。

环氧树脂也可配制成供模塑、挤塑、注射RIM、RTM成型、层压、缠绕、手糊、浇注、塑封和发泡等成型工艺用的各种填充塑料。增强塑料环氧合金及各种专用塑料、功能塑料和纳米塑料等。此外，环氧树脂还可配制成各种性能的涂料和粘结剂（如高强度、耐高温、高粘接力、耐蚀性等）。广泛应用于电子电气、汽车、机械、船舶、化工、航空航天、武器装备、运动器械及建材等行业。

如用于浇注、封装电子电气元件、集成电路。半导体器件、电动机定子及换向器、变压器、电容器、线圈、互感器、电缆头和绝缘子等，模塑制品可作开关、电器底座、壳体、电动机外壳、线圈骨架等绝缘结构件及各类产品中高强度、耐高温、耐腐蚀的高性能结构件。

层压、缠绕制品可作大型壳体，如汽车车身、游艇壳体、座椅、快餐桌、发动机罩、后轮罩、仪表盘、化工管道、储槽（罐）、压力容器、天然气埋地输送管、飞机尾翼和航天及武器装备承力结构件，层压板还广泛用作印制电路板。

涂料及粘结剂广泛用作防腐、耐热的内外里衬和涂层及强力、耐热胶合材料。

泡沫制品的用途不如PF及AF塑料，主要用于中低温度绝热材料、防振包装、浮漂、吸声材料和轻质高强度夹心蜂窝材料等。

环氧树脂及塑料的生产单位很多，国内的主要有上海树脂厂、上海合成树脂研究所、无锡树脂厂、岳阳化工厂、重庆合成化工厂、天津津东化工厂、天津合成树脂研究所、嘉兴化工厂、沈阳化工集团石化院、昆山化工二厂、四平油漆厂和晨光化工研究院二分厂、广州汽巴公司等，国外的主要有美国壳牌石油化学公司、美国道化学公司、瑞士汽巴-嘉基公司、日本三菱瓦斯公司、美国联合碳化物公司和日本旭电化公司等。

环氧塑料品种很多，本书主要介绍其模塑料、层压料、缠绕料、塑封料、浇注料及RTM、RIM等品种。