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系統產品及應用含有環氧樹脂

作者:東莞玉明        2012年11月13日

國外已將專門用途的環氧樹脂與固化劑、活性稀釋劑、助劑、填料等配套成專用的“環氧系統”,統稱為:“Epoxy system”。而在國內,“環氧系統”尚沒有形成氣候,仍處在“Epoxy resin”階段。“Epoxy system”與“Epoxy resin”這是兩個不同的概念。前者強調配套性、專用性。后者只是通用性。為此我認為環氧樹脂必需進行產品結構調整以適應與國際接軌的形勢需要。現今是市場經濟時代,什么都講競爭,都講速度,都講效益。最好是搞些短平快的項目,這就是在各自企業現有的基礎上,進行環氧樹脂系統產品的開發。

目前環氧樹脂應用系統大致有:1、 防護系統,2、環氧地坪系統,3、粘接和密封系統,4、電器系統,5、玻璃纖維浸漬系統。它們都是由環氧樹脂、固化劑、其它輔助材料組成。一開始應用時,是由用戶自己根據用途,分別買環氧樹脂、固化劑、其它輔助材料(例如填料、溶劑、稀釋劑、顏料、流平劑、消泡劑、偶聯劑、增塑劑……),經過加工成為能夠適合自己應用的材料。這就涉及到技術配方、各種原料驗收的儀器、加工設備等各個生產環節。而大多數應用廠是不具備這樣的條件。當用戶廠出現質量問題時,就查樹脂、固化劑、其它輔助材料,往往各原料廠都講自己的產品符合出廠標準。用戶廠為了查原因結果轉了一大圈,時間花掉了,問題卻還找不出來。后來就出現了粘接劑、涂料的專業生產廠,將各種料配制成一定質量標準的相關產品,方便了用戶的使用。保證了用戶的使用質量。再后來陸續出現了澆注料、塑封料、層壓料-環氧樹脂系統材料,而且從多包裝發展到現在的雙包裝甚至單包裝的產品,極大地方便了用戶。這就是環氧樹脂系統產品的最大優點。不著。

環氧樹脂系統產品均由專業廠進行生產,產品質量有指標、有生產工藝、有專用設備,保證了產品的質量,減少了資源的浪費。這是環氧樹脂系統產品的另一個優點。環氧樹脂系統產品專業廠為了不斷地開發產品或提高產品質量,不斷地有專業人員來進行研究。加快了環氧樹脂系統產品的開發速度,這是環氧樹脂系統產品的又一個優點。

“環氧樹脂系統產品”的概念在我國提出較晚。這個概念是全國環氧樹脂應用技術學會邱鶴年先生在1995年的學會技術交流會上提出的,一經提出就引起參會者注意。雖然涂料、粘接劑作為環氧樹脂系統產品早已問世,但很少有人從“系統”的角度去看問題,而是從樹脂、固化劑、其它輔助材料的生產的方面去尋求解決問題的途徑。這樣往往由於各自為政而延誤了解決時間,妨礙了新品的發展。而從“系統”整體的角度考慮問題以后,強調了樹脂、固化劑、其它輔助材料的協調和配合,因而使環氧樹脂系統產品在我國的發展速度加快。如粉末涂料系統、電器澆注系統在過去的幾年中取得了很大的進展,能在與國外產品競爭之中獲勝。近來在光功能系統、磁性材料系統、地坪材料系統中顯示出強勁的發展苗頭。在傳統的環氧涂料系統產品中新品更是層出不窮,由江蘇科學技術出版社出版的朱廣軍先生編著的“涂料新產品與新技術”一書中對此有詳細的介紹。國外發展情況更快,國內外的差距很大。

環氧樹脂系統產品具體用途很廣。首先可制備成各種環氧樹脂涂料、油墨,用于船舶、汽車底架、鋼鐵結構、管道容器、建筑地坪等各個方面的防護。制備成各種粘接劑用于各種材料之間的粘接,例如:建筑物裂縫的修補、室內裝飾的粘接、汽車部件的粘接、飛機船舶用的結構膠等。制備成各種澆注料用于電子電器元器件或部件的灌封、密封,混凝土構筑物的制造或修補。制備成塑封料封裝各種電子電器設備。用環氧樹脂溶液(浸漬料)與玻璃布或玻纖制備層壓板或敷銅板在電器行業中作絕緣板、印刷線路板獲得大量的應用。環氧樹脂也可用來制作有機導電材料 ,用于電阻發熱元件、電阻器、防靜電材料、高壓屏蔽材料、電極材料、敏感元件轉換器、導電膠等。由于環氧樹脂與酸酐國有化系統具有好的光透射率、耐溫性及穩定性,常用作發光二極管外殼透鏡。總之制備成一系列的環氧樹脂系統產品,在國發經濟各部門中發揮作用。下面舉些常見的用途供大家參考。

由于環氧樹脂具有環氧基,它與親電試劑以及親核試劑都容易進行反應,是用于聚合物改性的很好材料。如用環氧樹脂改性有機硅制備耐熱性好的涂料,用于電氣絕緣方面:線圈浸漬用、布管(套管)用、層壓用、云母粘接用、表面防潮用、磁帶粘接用、耐熱耐候涂料用。甲基丙烯酸改性環氧樹脂用于熱固性丙烯酸涂料(粉末涂料)、無紡布粘接劑、用于聚烯烴的接枝等用途,以提高它們的粘接性、耐水性、耐溶劑性、拉伸強度和彎曲強度。還可用陽離子光聚合引發劑和環氧樹脂組合成陽離子光聚合型成膜用的感光樹脂,制備光固化涂料或油墨,能在紫外光照射下迅速固化。

當前我國當前發展較快的環氧樹脂系統產品從增長的百分比來說可能要算地坪材料,從絕對量來說可能是電氣澆注系統。雖然目前它們的品種較多,但它們都存在著在潮濕面或水環境下,或要在較低溫度短時間內固化之類固化條件較嚴酷的考驗,達到這樣要求的環氧樹脂系統產品在我國還很少,急待發展。 例如,海水或淡水中的構筑物的修補工程材料;堤岸、隧道、水庫、地鐵等土木建筑工程用的堵水材料;給排水道等配管工程及鋼筋混凝土管或它們與聚乙烯管的粘接劑;浴室、溫泉、游泳場、貯水槽、地坪等濕氣較大場所的底漆及修補劑,適合這類受使用條件限制較多的應用領域品種還很少。

環氧樹脂系統產品在上述那樣的使用條件限制下,應滿足以下要求:(1)固化速度要快;(2)有低溫固化性,例如在0℃左右能起固化反應;(3)有潮濕面乃至水中固化性;(4)在短時間能產生機械強度:(5)被粘接體有大的粘接力,界面不會剝離,特別對混凝土、砂漿、聚氯乙烯成品有大的粘接力;(6)固化物富有勒性、耐沖擊性、耐裂性優;(7)固化物有優良的耐水性、耐化學藥品性;(8)主劑及固化劑在長時間內有良好的貯存穩定性;(9)有好的操作性,如①主劑及固化劑中不能含有(或含量極微)在水中會溶解出的物質、揮發性物質②。主劑及固化劑中不能產生油泥狀物質,以免粘著在操作工手上、手套等保護品上。③主劑及固化劑要有低毒性、低臭性。④主劑及固化劑要有足夠的混合作業時間及可使用時間,不激極發熱。如能突破此技術難關我國環氧樹脂系統產品就會有一個大的飛躍。 有志開發此固化體系者我可提供線索。或者請參閱國外有關環氧樹脂系統產品的網頁介紹。

隨著技術的不斷進步,環氧樹脂應用領域近年來在不斷擴大,過去的一些應用概念已發生根本性的變化。過去“講環氧樹脂本身是一個線性結構的化合物,性能很穩定,必須與固化劑一塊使用才能具有實用價值”。可是現在某些應用場合卻不加固化劑,而使環氧樹脂獲得應用價值!例如可恢復的熔斷器,利用環氧樹脂本身的軟化點不同,制備成不同溫度控制的熔斷器。過去講到環氧樹脂制品的優點總是講它的硬度多么高、絕緣性能多么好、收縮率多么小、粘接力多么強……。可是現在某些應用的場合恰恰是和它相反,而是要軟的、導電的、收縮大的、不粘接的……。例如軟標牌、導電膠、易爆破片、脫模成型物等。過去總是講環氧樹脂與固化劑應用時固化速度慢,而現今瞬間固化的光固化的環氧改性化合物的出現,超聲波固化技術的成功,已改變其固化速度慢的缺陷。

總之一些新技術的開發使環氧樹脂的應用面不斷擴大,使它從原來的多包裝(或多組份)發展到現在的雙包裝,甚至單包裝,極大地方便了用戶的使用。固化方法也趨向多樣化,可常溫、加溫、射線、壓力、超聲、水中固化,滿足了方方面面的要求。環氧樹脂應用新概念,開拓了人們應用環氧樹脂的新思路,不僅促進了環氧樹脂應用領域的擴大,還促進了環氧樹脂生產的發展,近幾年來我國環氧樹脂生產發展速度都保持在15%以上就說明了這點。
 



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