环氧树脂ppt课件

第15页/共17页
一步法是在水介质中呈乳液状态进行的，后处理较困难，树脂相对分子质 量分布较宽，有机氯含量高，不易制得环氧值高、软化点也高的树脂产品。 而二步法是在有机溶剂中呈均相状态进行的，反应较平稳，树脂相对分子 质量分布较窄，后处理相对较容易，有机氯含量低，环氧值和软化点可通 过原料配比和反应温度来控制。二步法具有工艺简单、操作方便、投资少， 以及工时短、无三废、产品质量易控制和调节等优点，因而日益受到重视。
第4页/共17页
1.4、收缩率低
环氧树脂的固化是通过加成方式进行的，固化 过程中没有水和其它挥发性副产物放出。另外， 环氧树脂本身具有羟基，再加上环氧基固化时 派生的部分残留羟基，它们的氢键缔合作用使 分子排列紧密，因此环氧树脂的固化收缩率是 热固性树脂中最低的品种之一，一般为1～2％。
第5页/共17页
第9页/共17页
2.1环氧树脂的命名方法
1. 代号与型号 主要有E、F、R（二氧化双环戊二烯环氧）等。 型号“E-51”表征的意义。
2.主要指标 环氧值或环氧当量。 环氧值：100g环氧树脂中含有环氧基团的物质的
量（或克当量数）。 环氧当量：含有1克当量环氧基的环氧树脂的克
数。环氧值×环氧当量＝100 表征意义：反应活性，相对分子量的大小
O CH2 CH CH2
NaOH
CH3
CH3
OH
CH3
HO
C
O CH2 CH CH2 O
C
OH
CH3
CH3
可以看出，环氧氯丙烷与双酚A的摩尔比必须大于1︰1才能保证聚合物分 子末端含有环氧基。环氧树脂的相对分子质量随双酚A和环氧氯丙烷的摩 尔比的变化而变化，一般说来，环氧氯丙烷过量越多，环氧树脂的相对

环氧树脂简介
环氧树脂是指分子中含有两个或两 个以上环氧基团的那一类有机高分 子链的末端、中间、或成环状结构。 由于分子结构中含有活泼的环氧基 团，使它们与多种类型的固化剂发 生交联反应而成不溶、不熔的具有 三向网状结构的高聚物。
•力学性能高 •附着力强 •固化收缩率小 •工艺性好 •优良的电绝缘性 •稳定性好 •环氧固化物的耐热性一般为80～100℃
• • • • •
环氧树脂的分类
脂线缩缩缩 环型水水水 族脂甘甘甘 类肪油油油 环族胺酯醚 氧类类类类 树环环环环 脂氧氧氧氧
树树树树 脂脂脂脂
环氧树脂固化原理
• 多元胺的固化原理 • 多元酸固化原理 • 碱性固化剂
环
其剂
氧
本（ 身催 环
树
相化 氧 当剂 树
脂
稳） 脂 定或 在
固
有无 害固
化 原 理
影响环氧树脂固化的因素
环氧树脂的结构
• 环氧树脂(含环氧酯)由于分子结构 差异，在与活泼氢化合物、含质子 给予体化合物、合成树脂以及引发 剂等进行固化反应时具有不同的活 性。环氧树脂含有吸电子基团时， 会增加路易斯碱(亲核试剂)固化剂 的反应速度、降低与路易斯酸（亲 电试剂）固化剂的反应速度；环氧 树脂分子中含有给电子基团时，会 增加与路易斯酸固化剂的得反应速 度，降低与路易斯碱固化剂的反应 速度
杂化 质剂 存， 在固 时化
，进
多元胺的固化原理
多元酸固化原理
• 无促进剂存在时
•叔胺进攻酸酐生成羧酸盐阴离子：
•羧酸盐阴离子和环氧基反应生成氧阴离子：
• 生成的仲羟基再和另一个环氧基反应
•氧阴离子与另一个酸酐进行反应再生成羧酸盐阴离子：
环氧树脂的固化剂

型号
环氧树脂以一个或两个汉语拼音字母与两个阿拉伯数字 作为型号，表示类别及品种。
× × ××
××××
基本名称 环氧基平均值 改性物质名称代号或“-”
主要组成物质名称代号
作粘接剂时最好选用中等环氧值（0.25-0.45） 的树脂，如6101、634
第二节 环氧树脂的合成原理
最常用的环氧树脂是双酚A同环氧氯丙烷反应制造的双 酚A二缩水甘油醚，即双酚A型环氧树脂.
2、从机械强度上选择
环氧值过高的树脂强度较大，但较脆； 环氧值中等的高低温度时强度均好； 环氧值低的则高温时强度差些。
因为强度和交联度的大小有关，环氧值高固化后交联度 也高，环氧值低固化后交联度也低，故引起强度上的差异.
3、从操作要求上选择
不需耐高温，对强度要求不大，希望环氧树脂能快干， 不易流失，可选择环氧值较低的树脂； 强度较好的，可选用环氧值较高的树脂。
按固化温度可把固化剂分为四类：低温固 化剂固化温度在室温以下；室温固化剂固 化温度为室温～50℃；中温固化剂为 50～100℃；高温固化剂固化温度在 100℃以上。
低温固化型的固化剂品种很少。属于室温固 化型的种类很多：脂肪族多胺、脂环族多胺； 低分子聚酰胺以及改性芳胺等。中温固化型 的有一部分脂环族多胺、叔胺、咪唑类以及 三氟化硼络合物等。高温型固化剂的有芳香 族多胺、酸酐、甲阶酚醛树脂、氨基树脂、 双氰胺等。
环氧树脂主要性能指标
1. 环氧值：每100克环氧树脂中所含环氧基物质的量。
2. 环氧当量：含有一克当量环氧基的环氧树脂的克数。 3. 黏度： 4. 软化点： 5. 挥发分：100g树脂中低分子杂质、易挥发成分含量。
1.环氧树脂胶黏剂的特性
（1）胶接力强、机械强度高 ； （2）固化过程中收缩率小； （3）可室温固化，也可高温固化； （4）使用温度范围大。-60~150 ℃。

• 环氧地坪涂料自从 20 世纪 80 年代末期进 入中国市场以来，就 凭着它的优良附着力， 机械强度及防腐蚀性 能等呈现出其他类型 涂料无法达到的优越 性。在欧美的工业、 商用地面已被广泛使 用，俗称“工业地 毯”。
环氧树脂的应用
• 水泥地坪 • 易破、起灰尘、粗糙不光亮、易脏、不易清洗、
适用于道路地坪，不适用于工业地坪。 • 石地坪
彩砂----环氧树脂地坪
• 适用范围 : 要求耐磨 损、耐强力冲击、装 饰效果好具备一定防 滑功能的地坪，特别 适用于机场、地铁、 食堂、休息室、办公 室、食品生产车间及 医院、学校的实验室 等重视外观清洁、耐 久性好的地方。
彩砂----环氧树脂地坪 使用年限 : 至少 15 年以上
环氧地坪
• 环氧(EP)/聚氨酯(PU) 型涂装地坪 • （运用IPN互穿网络技术）
环氧树脂是热固性树脂中收缩性最小的一种（一 般都小于2%）。它的热膨胀系数也很小（一般为 6.0×10-5/°C）。
在胶粘剂中环氧树脂胶的收缩率最小，这也 是环氧树脂胶固化胶接高的原因之一。例如：
酚醛树脂胶：8—10% ；有机硅树脂胶：6—8% 聚酯树脂胶：4—8% ；环氧树脂胶：1—3%
一、环氧树脂的特性
1946年发表了最初的环氧粘结剂，1947年瑞 士汽巴公司牌号为Araldite的粘结剂开始引人注 目，环氧树脂从此以万能胶闻名于世。另外SHELL 公司的EPON环氧树脂作为涂料推向市场，继而又 扩大到电机，机械方面的应用，发展至今已在各 个领域中获得广泛的应用。
环氧树脂发展简史
• 我国于1958年开始环氧树脂的工业化生产，并对 环氧树脂的应用技术进行探索。1985年环氧树脂 总产量为2万吨，1998年达到7.5万吨。随着需求 量的扩大，发展也很迅速。

4
研磨抛光等产业领域。
环氧树脂作为高性能的复合材料基础材 料，广泛应用于航空航天、汽车、建筑
等领域。
特点和优势
耐化学性好 耐腐蚀性强 机械性能优良
抗溶剂、酸、碱和腐蚀等能力很强。
适用于电子、化工和食品等高腐蚀性环境下的材 料。
有较高的强度和刚度，经过适当的改性能够达到 许多特定用途的要求。
市场前景和趋势
2 产业的机遇与挑战并存
环氧树脂价值取决于其性能和质量，尤其关 键在于开发环保型、高性能、低毒、节能的 环氧树脂产品。
参考文献
• 《环氧树脂应用》报告，第3版 • 环氧树脂行业发展趋势研究报告 • 新型环保型环氧树脂合成与应用研究
《环氧树脂应用》PPT课 件
环氧树脂是一种重要的高分子材料，广泛应用于建筑、电子、军工等领域。 本课件系统介绍环氧树脂的制备、性质、应用及未来发展趋势，希望对您有 所帮助。
定义和性质
什么是环氧树脂？
环氧树脂是一种具有含氧环并复杂结构的高分子化 合物。它的分子量较低，分子结构中含有环氧基， 通常具有优异的力学性能和化学性能。
应用领域
1
塑料制品
环氧树脂用于制造耐热、耐腐蚀、电绝
涂料
2
缘、机械强度高的塑料制品。如高性能 塑料、电子零部件、手工制品等。
环氧树脂涂料具有良好的耐腐蚀、防水
和粘结性能，用于装饰和保护木材、混
凝土、钢铁等材料表面。
3
粘合剂
环氧树脂可以用作粘合剂，用途广泛，
常用于胶合板、碳纤维复合材料及金属
复合材料
环氧树脂的性质
硬度、耐热、耐化学品、耐水、绝缘、耐电等。常 用于复合材料、电子封装、油漆、粘合剂、模具材 料等制品中。

9 39
9 39
9 39 9 39 正接 16.2 60 0.2 13.4 60 0.2
反接 16.2 60 0.2 13.4 60 0.2
9 39
9 39 正接 16.2 60 0.24 13.5 60 0.2 反接 16.2 60 0.2 13.1 60 0.2
9 39 9 39 正接 16.2 60 0.2 13.4 60 0.2
906009B
906010A 906010B
模具温度 140 136 131 140 136 131 140 136 131 140 136 131 145 141 137 145 141 137 140 136 131 140 136 131 140 136 131 140 136 131 140 136 131
0.15 0.15
0.15 0.15
0.15
0.15
0.15
0.15 0.15
满料 保压 (min (min
一次
二次
一次 保持 测量 二次 保持 测量
升压 时间 值 将压 时间 值
s) s)
(kV) (s) (pC) (kV) (s) (pC)
9 39
9 39
7 47
7 47
9 39
9 39
9 39
环氧树脂产品配比
C-06E 100 pbw C-06H 100 pbw 填充硅微粉 300 pbw
(pbw=重量份）
树脂和固化剂
硅微粉
流程
• 把环氧树脂C-01E 与固化剂C-04H和 硅微粉按照上面比 例配好，放入左边 的混合罐中，在按 照2%的总树脂和 固化剂的重量比加 色膏，整体混合。
• 把混合罐推到混合 机内进行混料，混 合时间大约2.5个小 时混合完毕。

CH3 (n+1) HO C CH3 CH3 CH2 O CH3 O C CH3 O CH2 CH CH2 + (n+2) NaCl + (n+2) H2O O CH CH2 O C CH3 O CH2 CH CH2 OH n OH +(n+2) CH2 Cl CH CH2 +(n+2)NaOH O
◆聚合：47℃时一次加入环氧氯丙烷；在80-85℃反应 1h，85-90℃ (高分子量树脂为95℃)反应2-3h。 ◆中和：水洗至树脂呈中性。
◆脱水：常压脱水至115℃，减压脱水至135-140℃ 。
二 环氧树脂的交联固化
环氧树脂分子的两端具有环氧基，可以根据环氧基含 量估算环氧树脂的分子量。工业上常以环氧当量、环 氧值来衡量分子量的大小。 环氧值：100克树脂含环氧基的摩尔数。 环氧当量：1摩尔的环氧基所相当的树脂重量。 环氧值=100克/环氧当量 环氧值越小，环氧当量越大，分子量越大。 当n=0，则M=340；一个分子有两个环氧基， 则环氧当量340/2=170， 其环氧值等于100/170分子量树脂的生产 配料：双酚A:环氧氯丙烷:NaOH＝1:2.75:2.42（摩尔） NaOH浓度：30％ 溶解：溶解温度：70℃，30min。 第一次加碱：4h，50~55℃。 在55-60℃下反应4h，减压回收环氧氯丙烷，温度低 于85℃，真空度＞600mmHg，约2h，70℃左右时加苯 溶解，约30min。 第二次加碱：温度55~70℃，约1h。并在此温度下维持3h。 冷却后分出水，使苯溶液透明，再静置4h。然后先常压 脱苯，至液温110℃，再减压脱苯至140~143℃无苯馏出 为止。
O C R C O O C 2R C O O C R C O O + H 2O R O C C O OH OH O+ HO R' OH R O + R' OH R O C C O O C C O OH O HO R' O O C R C O OH OR '

使用环境的差异限制了材料的广泛使用，同样固化剂的选择也需要随使 用环境及材料所预期的性能的不同而异。例如，外墙涂层要求材料具有较好 的耐候性，同时也限制了高温固化类固化剂的应用。
第25页/共42页
六 环氧树脂的基本性能
环氧树脂的种类众多，性能也各有差异，但是一般来说，环氧树脂的特征 结构使其具有以下基本性能：
两步法工艺是将低分子量液态环氧树脂和双酚A加热溶解后，在高温
或者催化剂作用下进行加成反应，不断扩链，最后形成高分子量的固态环氧树 脂。该法合成时，反应呈均相进行，链增长反应较平稳，因而制得的树脂分子 量分布较窄，有机氯含量较低，环氧值和软化点可通过配比和反应温度来控制 和调节，具有工艺简单、操作方便、无三废、产品质量易控制等优点。
在欧洲，工业化脂环族环氧树脂于20世纪60年代初问世，1963年通过汽 巴公司引入美国，1965年汽巴引进联碳塑料的许多多官能团环氧的品种，大 约1960年FMC CORP．开始经销环氧化聚丁二烯。
70年代中期，美国、加拿大、英国、瑞士、西德、比利时、阿根廷、墨 西哥、波兰、捷克斯洛伐克和苏联都开始制造双酚A环氧树脂和一些新型环氧 树脂。70年代开始了低氯含量的电子级应用，相继五元环海因环氧、氢化双 酚A环氧等耐老化树脂和四溴双酚A环氧、含溴环氧化合物等阻燃型环氧树脂 得到发展。
通常认为，低分子量环氧树脂的数均分子量在400以下，高分子量环氧树 脂分子量在1400以上，中分子量环氧树脂介于两者之间。
第17页/共42页
四 环氧树脂的合成
（1）液态双酚A型环氧树脂的合成方法归纳起来大致有两种：一步法和两 步法。
① 一步法又分一次加碱和两次加碱法。 ② 两步法又分间歇法和连续法。 A.一步法工艺是将双酚A和环氧氯丙烷在NaOH作用下进行缩聚，即开环和 闭环在同一反应条件下进行。目前国内产量最大的E-44双酚A环氧树脂就是采 用一步法工艺合成的。 B.两步法工艺是双酚A和环氧氯丙烷在催化剂作用下，第一步通过加成反 应生成二酚基丙烷氯醇醚中间体，第二步在NaOH存在下进行闭环反应，生成 环氧树脂。两步法的优点是：反应时间短、操作稳定、温度波动小、易于控 制、避免环氧氯丙烷大量水解、产率高。E51、E54环氧树脂就是采用两步法 制备而成的。

装饰装修
环氧树脂可以制作装饰装修材料，如地坪漆 、装饰板等，具有美观、耐磨、易清洁等特 点。
电子电器领域
绝缘材料
环氧树脂具有良好的绝缘性能和耐热性能，常用于电子电器的绝 缘层和绝缘器件的制造。
电子封装
环氧树脂在电子封装中广泛应用，可以作为芯片粘结剂、灌封料等 ，提高电子产品的可靠性和稳定性。
导热材料
合成步骤
首先将多元醇和多元酚进行脱水处理，然后与环氧氯丙烷 进行反应。在反应过程中，需要严格控制温度和压力，以 确保反应的顺利进行。
影响因素
合成工艺的影响因素包括原料的选择、反应温度、反应时 间、催化剂等。这些因素都会对环氧树脂的性能产生影响 。
改性工艺
改性原理
为了改善环氧树脂的某些性能，如韧性、耐热性等，常常需要进行改性处理。改性处理 主要通过添加其他高分子材料或纳米材料来实现。
环氧树脂具有较好的耐高温性能，可 以作为航空航天领域的高温防护材料 。
汽车工业领域
汽车零部件制造
环氧树脂可以用于制造汽车零部 件，如发动机部件、刹车片、转 向器等，具有高强度、耐高温、
耐腐蚀等特点。
汽车涂料
环氧树脂可以作为汽车涂料的基料 ，具有较好的耐磨、耐候、耐腐蚀 等特点。
汽车电路板
环氧树脂可以作为汽车电路板的基 材，具有良好的绝缘性能和耐热性 能。
电子电器领域
环氧树脂具有良好的绝缘、阻燃和耐高温性能， 可用于制造电子元件、电路板和电器外壳等。
3
建筑领域
环氧树脂具有优良的粘结力、耐久性和绝缘性能 ，可用于建筑物的防水、防腐和保温等。
05
环氧树脂的环保问题与解决方案
环氧树脂的环保问题
生产过程中的环境污染

2021/3/12
7
• 异氰酸酯基直接和环氧基反应
• 异氰脲酸酯六元杂环再与环氧基反应生成五元杂环恶唑烷酮 （oxazolidone，OX）
2021/3/12
8
2、噁唑烷酮环氧树脂OXEP合成
配方组成：环氧树脂、低比例二(多)异氰酸酯、其它成分、催化剂
特点： ①增加了五元环和六元环结构,耐热有提高。环氧树脂扩链,产生两个 刚性五元环，线形结构变长,降低交联密度,有利增韧。 ②合成后的新树脂，在室温下，粘度不再增加，可以长期储存。 可与现有的各种胺类固化剂，酸酐固化剂及咪唑促进剂等进行固化。 与酸酐混合后使用期延长，有望在霉雨季节做缠绕等工艺时降低水的 危害性。做浸渍原料亦可期待。 ③树脂中的水与异氰酸酯反应生成的二氧化碳气泡（化学气泡）。可
Tough and Heat - resistance Epoxy resin（THE）。 并在后来的研究工作中，非常明确坚韧、增韧、增柔、增弹间的 区别。
2021/3/12
2
增韧的主要方法
） 反应交联增韧（共聚增韧，本体增韧，内增韧 为主，提高固化物 的断裂延伸率。
• 说环氧树脂脆，是基于几十年 来的对环氧的认识，固化物交 联密度大，断裂延伸率小，抗 冲击力差，易开裂，车、削、 铣、钻等机械加工效果不佳。
②工艺性
1）新合成的环氧树脂OXEP：多异氰酸酯（例如多苯基多次甲基 多异氰酸酯，黑料）（100:100-200）室温混合产生的气泡（物理气 泡），可自由排出，像128与D-230一样，排出搅拌的泡。 如借助真 空脱泡，效果更佳。因此，使得浇注，缠绕，拉挤，真空导入等工艺 可能实现。
2）聚(异氰酸脲酯噁唑烷酮)树脂（PISOX）固化温度后期至少 要达到130℃左右。也就是说此时固化物有相当的强度（不是最终强 度）。这对高温热固性树脂固化，属于一般条件。