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樹脂專題|常見的高性能材料—環氧樹脂的應用及介紹

作者:admin 發布日期:2024/3/21 關注次數: 二維碼分享
環氧樹脂是一種高分子聚合物,分子式為(C11H12O3)n,指的是一類分子結構中富含至少兩個環氧基的高分子有機化合物。由于環氧基的化學活性,可用多種含有活潑氫的化合物使其開環,固化交聯生成網狀結構,因此它是一種熱固性樹脂。
環氧樹脂
01 環氧樹脂的特性
環氧樹脂已在諸多領域中得到廣泛應用。其特點如下:

1、 環氧樹脂的硬化收縮率較低,顯示出良好的尺寸穩定性。

2、環氧樹脂的化學性質較為穩定,不受普通酸堿、化學藥品和工業溶劑的影響。

3、環氧樹脂與多種材料均具有優異的粘接力,且本身具備一定強度的機械性能,能夠承受長期的環境應力,確保高度的可靠性。

除此之外,環氧樹脂的優勢在于其可調整性。通過調整組成配方,可以實現快速的固化效果或延長反應時間。此外,環氧樹脂可以形成硬質灌封膠或彈性十足的軟膠,滿足多樣化的應用需求。
環氧樹脂
02環氧樹脂的作用及用途
環氧樹脂因其物理機械性能、電絕緣性能、粘接性能以及加工性能,而被廣泛應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域。根據中商產業研究院的數據,截至2022年,中國環氧樹脂下游消費領域的分布情況如下:涂料領域占比36%,電子電器領域占比32%,復合材料領域占比28%,膠黏劑及其他領域占比4%。

1、在涂料領域
環氧樹脂涂料通常由環氧樹脂、固化劑、溶劑和功能性添加劑組成。環氧樹脂涂料因耐化學性、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。在涂料領域中,環氧樹脂的應用占據了相當大的比重,能夠制造出各種特性與用途獨特的品種。這類涂料的共性包括:耐化學品性能,尤其是對堿的耐受性;強大的漆膜附著力,特別是對金屬材料;良好的耐熱性和電絕緣性;以及穩定的保色性。
然而,雙酚A型環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,環氧樹脂涂料仍主要用于防腐蝕、金屬底漆以及絕緣領域。而由雜環及脂環族環氧樹脂制成的涂料則適用于戶外環境。
此外,環氧樹脂涂料在多個領域都有廣泛的應用:汽車領域如底盤底漆、部件漆;容器領域如食品罐內壁、外壁涂料以及槽車內壁涂料;工廠設備領域如設備、管道防腐涂料;土建領域如橋梁防腐涂料、鋼結構防腐涂料、水泥制品防滲涂料、地坪涂料以及裝飾涂料等;船舶領域如底貨倉內壁涂料、海上集裝箱涂料以及鋼鐵部件防腐涂料。

2、在復合材料領域
環氧復合材料是由環氧樹脂和增強材料(如玻璃纖維、碳纖維等)制作而成的復合材料。因其性能,如輕質、高強度、耐用性和耐化學性,被視為重要的結構材料和功能材料,廣泛應用于化工、航空、航天和軍工等高科技領域。

環氧復合材料主要分為兩類:環氧玻璃鋼(通用型復合材料)和環氧結構復合材料。環氧玻璃鋼,如拉擠成型的環氧型材和纏繞成型的中空回轉體制品等,在航空、航天和軍工等領域發揮著至關重要的作用。

此外,環氧工程塑料,包括高壓成型的環氧模塑料、環氧層壓塑料以及環氧泡沫塑料,也可視為廣義上的環氧復合材料。環氧樹脂工程塑料主要用于對強度、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

環氧樹脂膠粘劑是一種由環氧樹脂基料、固化劑、稀釋劑、促進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、導彈、火箭、衛星、汽車、艦艇、機械、電子及土木建筑等領域發揮著不可或缺的作用。環氧樹脂膠粘劑種類繁多,用途廣泛。

柔性環氧樹脂具有高剝離強度和優良的抗沖擊、熱應力、疲勞性等特點,廣泛應用于飛機的蜂窩粘合和鐵路的地板等重要領域。這些應用場景對膠粘劑的耐用性要求比較高,而柔性環氧樹脂能夠經受反復振動和熱循環的挑戰,確保長期可靠的服務壽命。

增韌環氧樹脂則展現出強大的抗沖擊、抗疲勞能力和耐環境特性,被用于手機塔的粘合、武器裝備的組裝以及體育用品的制造等領域。同時,它也是焊接和機械緊固替代方案的選擇,滿足各種高標準應用需求。

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

隨著市場發展,環氧樹脂膠粘劑在電子、電氣和結構膠等領域的應用要求提高,需具備高性能、速固化和油面粘接等特性。因此,環氧樹脂膠粘劑需不斷改性以適應市場需求,促進其持續發展,更好地服務于各領域。



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