环氧树脂EP汇总.33页PPT

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

耐化学腐蚀性好。对大气、水和一般浓度的酸、碱、盐等介质有着良好的化学稳定性，特别
在强的非氧化性酸和相当广泛的PH值范围内的介质中都有着良好的适应性。
力学性能略低于环氧树脂，但优于酚醛树脂和呋喃树脂。
缺点：
固化体积收缩大。耐热性能差绝大多数不饱和聚酯树脂的热变形温度都在50~60℃。
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环氧乙烯基树脂
抗化学药品性能优良。环氧固化物具有优良的化学稳定性。其耐碱、酸、盐等多种介质腐
蚀的性能优于不饱和聚酯树脂、酚醛树脂等热固性树脂。因此环氧树脂大量用作防腐蚀底漆，又 因环氧树脂固化物呈三维网状结构，又能耐油类等的浸渍，大量应用于油槽、油轮、飞机的整体 油箱内壁衬里等。
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。 环氧树脂也
环氧树脂 环氧乙烯基树脂 不饱和聚酯树脂
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1
环氧树脂
环氧树脂是指分子结构中含有2个或2个以上环氧基并在适当的化学试剂存在下能形成三维网状 固化物的化合物的总称，是一类重要的热固性树脂。
目前应用最广的环氧树脂是双酚A型环氧树脂，约占实际使用的85%以上。双酚A骨架提供强韧 性和耐热性，亚甲基链赋予柔软性，醚键赋予耐化学药品性，羟基赋予反应性和粘接性。
存在一些缺点，比如耐候性差，环氧树脂中一般含有芳香醚键，固化物经日光照射后易降解断
链，所以通常的双酚A型环氧树脂固化物在户外日晒，易失去光泽，逐渐粉化，因此不宜用作户
外的面漆。另外，环氧树脂低温固化性能差，一般需在10℃以上固化，在10℃以下则固化缓
慢，对于大型物体如船舶、桥梁、港湾、油槽等寒季施工十分不便。
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n
O
B r
2.5.2 无卤环氧树脂 （1）含磷环氧树脂：含磷环氧树脂的结构有很多种，目前主要是将DOPO 添加到树脂体系中反应以将其引入树脂中。例如： O D O P O
各结构单元赋予树脂的功能： 环氧基和羟基赋予树脂反应性，使树脂固化物具有很 强的内聚力和粘结力。 醚键和羟基是极性基团，有助于提高浸润性和粘附力。 醚键和碳碳键使大分子具有柔顺性。苯环赋予聚合物 以耐热性和刚性。-C-O-键的健能较高，提高耐碱性。 耐热性不高，耐湿性和耐候性差，阻燃性不好。



2.3.4.3 均苯三酚三缩水甘油醚环氧树脂
O O C H C H C H 2 2 O C H C H C H O 2 2 O O C H C H C H 2 2
由于苯环的吸电子效应，提高了环氧基的反应活性，反应 速的是双酚A的10倍，但在部分交联后，由于交联密度高， 限制了分子链的运动，影响了进一步的反应，实际反应程 度比间苯二酚型及双酚A型环氧树脂低。有关脂肪族缩水甘 油醚环氧树脂，缩水甘油酯型环氧树脂，缩水甘油胺型环 氧树脂，环氧化烯烃化合物等目前我们用的很少，就暂时 不介绍。
H2C O
CH CH2 柔軟性
反應性
2.1.1 双酚A型环氧树脂的结构特征与功能



结构特征为： 大分子两端是反应能力很强的环氧基。 分子主链上有很多醚键，是一种线性聚醚结构。 n值较大的树脂分子链上有规律的、相距较远的出现 许多仲羟基。 主链上还有大量的苯环、次甲基和异丙基。


n
C H 3 C C H 3
B r O H B r
（3）四溴双酚A，双酚A一起与环氧氯丙烷反应（反应及结构 式略） （4）溴化酚醛树脂与环氧氯丙烷的反应物

1.0/1
1.48/1
1.22/1
0.5
0.2
0.1
9
69
98
370
900
1400
1.85
(n=2)
1.44(n≈3.7)
过量的环氧氯丙烷起分子量调节剂的作用
B 氢氧化钠的影响
➢ 对于低分子量树脂，由于环氧氯丙烷过量很多，所以 水解消耗的NaOH较多，而只有中等分子量和高分子 量树脂的生产中，NaOH才接近理论值。
CH3
O
这样开环、闭环反应重复下去，得到环氧高聚物。
CH3
(n+1)HO
C
CH3
CH2 CH CH2 O O
OH +(n+2) CH2 CH CH2+(n+2)NaOH
Cl
O
CH3
C
O CH2 CH CH2
CH3
n OH
CH3
O
C
O CH2 CH CH2 + (n+2) NaCl + (n+2)H2O
➢ 在浓碱介质中，环氧氯丙烷的活性大，脱氯化氢的作 用比较迅速、安全，有利于低分子量树脂的生成，碱 液一般分两次加入，可使环氧氯丙烷的回收率提高。
C H 2 O C H C C H l2N H a 2 O O HO C H H 2O C H H C C l H 2N H a 2 O O HO C H H 2O C H H O C H H 2
C 温度
在碱性条件下50℃就可反应，反应温度升高，有利于提 高反应速率和产物分子量。
D 加料顺序
先将双酚A溶于碱液中，然后加入环氧氯丙烷，可得分 子量较大的树脂。
将双酚A的碱液加入到环氧氯丙烷中，可得中等分子量 的树脂。

13、遵守纪律的风气的培养，只有领 导者本 身在这 方面以 身作则 才能收 到成效 。—— 马卡连 柯 14、劳动者的组织性、纪律性、坚毅 精神以 及同全 世界劳 动者的 团结一 致，是 取得最 后胜利 的保证 。—— 列宁 摘自名言网
15、机会是不守纪律的。——雨果
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
拉Байду номын сангаас
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
环氧树脂的生产工艺分析
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)

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
而具有许多优异的性能。
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与其他热固性树脂相比较，环氧树脂的种类和牌号最 多，性能各异。
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性能优异的、各具特色的环氧固化 体系和固化物。
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(2)广泛用于装有电子元件和线路的器件的灌 封绝缘。已成为电子工业不可缺少的重要绝缘
材料。
(3)电子级环氧模塑料用于半导体元器件的塑 封。近年来发展极快。由于它的性能优越，大
有取代传统的金属、陶瓷和玻璃封装的趋势
(4)环氧层压塑料在电子、电器领域应用甚广 。其中环氧覆铜板的发展尤其迅速，已成为电
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一, PI/EP共聚(混)可有效改善环氧 树脂韧性
• 热塑性PI/EP共聚或共混
研究方面，研究人员对用高性能芳香热塑性聚合物共
混增韧热固性树脂做了大量研究，热塑性PI就是其中
很重要的一类。有些PI如聚醚酰亚胺(PEI)等与未固化
EP有很好的相容性和溶解性，而已经被用于EP的增韧
。由于它们的Tg与交联EP网络的Tg相近，因此在提
挤成型的环氧型材、缠绕成型的中空回转体制
品和高性能复合材料。环氧复合材料是化工及
航空、航天、军工等高技术领域的一种重要的
结构材料和功能材料
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⑤土建材料
主要用作防腐地坪、环氧砂浆和混凝土制品 、高级路面和机场跑道、快速修补材料、加固 地基基础的灌浆材料、建筑胶粘剂及涂料等
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环氧树脂及其固化物 的性能特点

• 电子厂地坪
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环氧地坪
• 展厅地坪
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环氧地坪
旅社大厅地坪
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环氧地坪
• 医院地坪
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环氧地坪
• 制药厂地坪
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环氧地坪
• 食品厂地坪
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环氧地坪
• 实验室地坪
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环氧地坪
• 商场地坪
环氧树脂在建筑领域中的应用集粘接剂浇注料涂料增强材料于一身的合成地坪材料当二次电子数最少为一个时可代替初始电子的作用继续不断从阴极发出电子形成不依赖外界因素的初始电子从而产生自持放电
环氧地坪
• 样板 • 密封涂层
系统厚度 设计值 0.5—1.0mm 用于低物理应力
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薄涂施工步骤
素地：依据表面实际情况，使地而达到平坦、无尘、干燥之原则处理 底涂：采用毛刷或滚涂布，使之薄而均匀，8-12小时后可施工面涂 面涂：主、硬剂按配比混合均匀之后，采用手刷或滚涂布薄涂两至三次 使其平坦且效果佳。
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环氧地坪
• 体育馆地坪
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环氧地坪
• 仓库地坪
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环氧地坪
• 车库地坪
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环氧地坪
• 飞机制造厂地坪
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环氧地坪
• 办公室地坪
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环氧地坪
• 居室地坪
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环氧地坪
工艺地坪
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环氧地坪
• 地坪施工
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环氧地坪
• 地坪施工

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。
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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

环氧树脂前景展望
（1）淘汰与整合 目前国内环氧树脂生产企业虽然有很多，但大多未实现
规模化生产，环氧树脂生产企业难以做大做强，“十二五” 期间，国家把清洁生产放在重要位置，淘汰落后产能，增加 行业集中度是未来环氧树脂行业的发展趋势。 （2）开发高端产品
随着电气、电子材料及复合材料 的飞速发展，对环氧树脂的特性 要求也越来越高，除要求快速固 化、低应力、耐热性外，还对产 品在高纯度、低粘度、阻燃性、 透明度等精细化方面提出更高要 求
自我展望
基本概述
环氧树脂是指分子中含有二个或二个以 上环氧基并在适当化学助剂如固化剂存在下 能形成三向交联结构的化合物之总称。 （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。
环氧树脂发展史
环氧树脂胶粘剂（简称环氧胶粘剂或环 氧胶）从1950年左右出现至今，仅仅只有50 多年。但是随着20世纪中叶各种胶粘理论的 相继提出，以及胶粘剂化学、胶粘剂流变学 和胶粘破坏机理等基础研究工作的深入进展， 使胶粘剂性能、品种和应用有了突飞猛进的 发展。
环氧树脂的制备工艺流程图
双酚A
NaOH (10%)
环氧 氯丙 烷
缩聚反应
洗涤
成品
分 离
脱水
环氧树脂制备方法之丙烯法
（1）将丙烯和氯气在450- 500C的高温下进 行气相氯化
（2）将氯丙烯加入次氯酸
环氧树脂制备方法之丙烯法
（3）二氯丙醇环化Βιβλιοθήκη 氧树脂的应用环氧树脂发展现状
（1）技术因素 目前，我国环氧树脂行业呈现低端产品过剩、 高端产品不足的状态。 （2）环境因素 国家环保部颁布的《环境经济政策配套综合 名录》中，环氧树脂被列为高污染、高环境 风险的“双高”产品。

系数、击穿电压 3.耐化学性 耐酸性、耐碱性、耐各种溶剂和各种介质 4.耐水性 吸水率、煮沸吸水率、耐煮性
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5.耐盐性 热变形温度、盐分解温度、热失量、盐膨胀 6.固化后产物结构 软化度、软化率、交联度、微观结构 7.耐环境性 盐雾、风蚀、潮气、烟雾、大气、老化性等 8.可燃性及烟雾温度 9.毒性 10.使用方面特殊性能
4573-1978E 硝酸盐电位滴 GB4613 定
4583-1978E NaoH皂化后 GB4618 硝酸盐滴定
加热减量法 GB6740
离子色谱法 GB12007.2
供需双方协调 GB12007.7
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双酚A缩水甘油醚
树脂成分
固化剂
增塑性（可绕性）
改性成分 增韧性（改善耐冲击）
填充剂
环氧树脂产品组成物
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固化剂种类
1.常用酸酐性固化剂MH-700、B650甲基六氢苯酐(高温加热型)
2.常用脂环族,芳香胺性固化剂(中 温加热型)
3.常用脂肪族性固化剂(室温型)
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2
MH—700
CH3
O
B-650
O
C O
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固化剂定义
环氧树脂本身是热塑性的线性结构，不能直 接拿来使用，必需在向树脂中加入第二组份， 在一定的温度（或湿度）等条件下，与环氧 树脂的环氧基进行加成聚合反应，或催化聚 合反应，生成三维网络结构（体型网状结构） 的固化物后才能使用。这个充当第二组份的 化合物称作固化剂，分为加成型固化剂和触 媒型固化剂
环氧树脂(EPOXY) 基础知识及其应用
培训讲师：许永现(3184) 2008-07-04
1
定义：环氧树脂（Epoxy Resin）是泛指含 有2个或2个以上的环氧基以脂肪族、脂环族 或芳香族为主链的高分子聚合物。

C H 2 C H O H
催化剂（或促进剂）：质子给予体 促进顺序：酸≥酚≥水＞醇（催化效应近似正 比于酸度）
C H 2 C HR + H X O
C H 2 C HR O
H X
如被酸促进（先形成氢键）
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R"
CH2 CH R
NH +
O
R'
HX
R" +
NH
R' CH2 CH R
O_
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1
3.8.1 脂肪族多元胺
1、反应机理
C H C H 2 + R N H 2 O
C HC H 2+RN HC H 2C H
O
O H
R N H C H 2 C H
O H
C H 2C H
RN
O H
C H 2C H
O H
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精品资料
• 你怎么称呼老师？ • 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你
是否会认为老师的教学方法需要改进？
• 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭 • “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我
笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
H 2 N RN H 2
C HC H 2
C H 2 C H
O H NRN
O H
C HC H 2 O H
HX
形成三分子过渡状态（慢）
R" +
NH
R'
CH2 CH R 三分子过渡状态使环氧基开环
O_

O CH2 CH CH2 O
氢化双酚A型环氧树脂：
O CH2 CH CH2 O
SO2
O CH2 CH CH2 O
SO2
n
OH
O CH2 CH CH2 O
CH3
CH3
C
O CH2 ห้องสมุดไป่ตู้H CH2 O
n
CH3
OH
C CH3
O
CH2 CH CH2 O
线性酚醛型环氧树脂 ：
CH2 CH CH2 CH2 CH CH2 CH2 CH CH2
二、 环氧树脂发展简史 环氧树脂的研究始于20世纪30年代。1934年德国I.G.Farben公司的的P. Schlack发
现用胺类化合物可使含有多个环氧基团的化合物聚合成高分子化合物，生成低收缩率的塑料， 从而获得德国专利。稍后，瑞士Gebr.de Trey公司的Pierre Castan和美国Devoe & Raynolds公司的S. O. Greelee用双酚A和环氧氯丙烷经缩聚反应制得环氧树脂，用有机多元 胺或邻苯二甲酸酐均可使树脂固化，并具有优良的粘接性。不久，瑞士的Ciba公司、美国的 Shell公司以及Dow Chemical公司都开始了环氧树脂的工业化生产及应用开发研究。进入20 世纪50年代，在普通双酚A环氧树脂生产应用的同时，一些新型的环氧树脂相继问世。1960 年前后，相继出现了热塑性酚醛环氧树脂、卤代环氧树脂、聚烯烃环氧树脂。
18 18
第18页，共116页。
二、环氧树脂的特性指标 环氧树脂有多种型号，各具不同的性能，其性能可由特性指标确定。
（1）环氧当量（或环氧值）：环氧当量（或环氧值）是环氧树脂最重要的特性指 标，表征树脂分子中环氧基的含量。环氧当量是指含有1mol环氧基的环氧树脂的质 量克数，以EEW表示。而环氧值是指100g环氧树脂中环氧基的摩尔数。