環(huán)氧樹(shù)脂應(yīng)用領(lǐng)域

環(huán)氧樹(shù)脂優(yōu)良的物理機(jī)械和電絕緣性能、與各種材料的粘接性能、以及其使用工藝的靈活性是其他熱固性塑料所不具備的。因此它能制成涂料、復(fù)合材料、澆鑄料、膠粘劑、模壓材料和注射成型材料，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用。
涂料用途
環(huán)氧樹(shù)脂在涂料中的應(yīng)用占較大的比例，它能制成各具特色、用途各異的品種。其共性：
1．耐化學(xué)品性優(yōu)良，尤其是耐堿性。 2．漆膜附著力強(qiáng)，特別是對(duì)金屬。
3．具有較好的耐熱性和電絕緣性。
4．漆膜保色性較好。
但是雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂涂料的耐候性差，漆膜在戶外易粉化失光又欠豐滿，不宜作戶外用涂料及高裝飾性涂料之用。因此環(huán)氧樹(shù)脂涂料主要用作防腐蝕漆、金屬底漆、絕緣漆，但雜環(huán)及脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂制成的涂料可以用于戶外。
膠粘用途

環(huán)氧樹(shù)脂除了對(duì)聚烯烴等非極性塑料粘結(jié)性不好之外，對(duì)于各種金屬材料如鋁、鋼、鐵、銅；非金屬材料如玻璃、木材、混凝土等；以及熱固性塑料如酚醛、氨基、不飽和聚酯等都有優(yōu)良的粘接性能，因此有萬(wàn)能膠之稱。環(huán)氧膠粘劑是結(jié)構(gòu)膠粘劑的重要品種。

電子電器
由于環(huán)氧樹(shù)脂的絕緣性能高、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大和密封性能好等許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，已在高低壓電器、電機(jī)和電子元器件的絕緣及封裝上得到廣泛應(yīng)用，發(fā)展很快。主要用于：

1．電器、電機(jī)絕緣封裝件的澆注。如電磁鐵、接觸器線圈、互感器、干式變壓器等高低壓電器的整體全密封絕緣封裝件的制造。在電器工業(yè)中得到了快速發(fā)展。從常壓澆注、真空澆注已發(fā)展到自動(dòng)壓力凝膠成型。

2．廣泛用于裝有電子元件和線路的器件的灌封絕緣。已成為電子工業(yè)不可缺少的重要絕緣材料。

3．電子級(jí)環(huán)氧模塑料用于半導(dǎo)體元器件的塑封。來(lái)發(fā)展極快。由于它的性能優(yōu)越，大有取代傳統(tǒng)的金屬、陶瓷和玻璃封裝的趨勢(shì)。
4．環(huán)氧層壓塑料在電子、電器領(lǐng)域應(yīng)用甚廣。其中環(huán)氧覆銅板的發(fā)展尤其迅速，已成為電
子工業(yè)的基礎(chǔ)材料之一。
此外，環(huán)氧絕緣涂料、絕緣膠粘劑和電膠粘劑也有大量應(yīng)用。
工程塑料
環(huán)氧工程塑料主要包括用于高壓成型的環(huán)氧模塑料和環(huán)氧層壓塑料，以及環(huán)氧泡沫塑料。環(huán)氧工程塑料也可以看作是一種廣義的環(huán)氧復(fù)合材料。環(huán)氧復(fù)合材料主要有環(huán)氧玻璃鋼(通用型復(fù)合材料)和環(huán)氧結(jié)構(gòu)復(fù)合材料，如拉擠成型的環(huán)氧型材、纏繞成型的中空回轉(zhuǎn)體制品和高性能復(fù)合材料。環(huán)氧復(fù)合材料是化工及航空、航天、軍工等高技術(shù)領(lǐng)域的一種重要的結(jié)構(gòu)材料和功能材料。
土建材料
主要用作防腐地坪、環(huán)氧砂漿和混凝土制品、高級(jí)路面和機(jī)場(chǎng)跑道、快速修補(bǔ)材料、加固地基基礎(chǔ)的灌漿材料、建筑膠粘劑及涂料等。

優(yōu)缺對(duì)照
首先環(huán)氧樹(shù)脂的優(yōu)點(diǎn)，這里所說(shuō)的環(huán)氧樹(shù)脂通常是指雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂。
1．單獨(dú)的環(huán)氧樹(shù)脂應(yīng)用價(jià)值很低，它需要與固化劑配合使用才有實(shí)用價(jià)值。
2．高粘接強(qiáng)度：在合成膠粘劑中環(huán)氧樹(shù)脂膠的膠接強(qiáng)度居前列。
3．固化收縮率小，在膠粘劑中環(huán)氧樹(shù)脂膠的收縮率最小，這也是環(huán)氧樹(shù)脂膠固化膠接高的原因之一
4．耐化學(xué)性能：在固化體系中的醚基、苯環(huán)和脂肪羥基不易受酸堿侵蝕。在海水、石油、煤油、10%H2SO4、10%HCl、10%HAc、10%NH3、10%H3PO4和30%Na2CO3中可以用兩年；而在50%H2SO4和10%HNO3常溫浸泡半年；10%NaOH（100℃）浸泡一個(gè)月，性能保持不變。
5．電絕緣性優(yōu)良：環(huán)氧樹(shù)脂的擊穿電壓可大于35kv/mm
6．工藝性能良好、制品尺寸穩(wěn)定、耐性良好和吸水率低。
其次，雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂的優(yōu)點(diǎn)固然好，但也有其缺點(diǎn)：
第一、操作粘度大，這在施工方面顯的有些不方便
第二、固化物性能脆，伸長(zhǎng)率小。
第三、剝離強(qiáng)度低。
第四、耐機(jī)械沖擊和熱沖擊差。

特性
環(huán)氧樹(shù)脂軟化劑應(yīng)用特性
1、形式多樣。各種樹(shù)脂、固化劑、改性劑體系幾乎可以適應(yīng)各種應(yīng)用對(duì)形式提出的要求，其范圍可以從極低的粘度到高熔點(diǎn)固體。
2、固化方便。選用各種不同的固化劑，環(huán)氧樹(shù)脂體系幾乎可以在0～180℃溫度范圍內(nèi)固化。
3、粘附力強(qiáng)。環(huán)氧樹(shù)脂分子鏈中固有的極性羥基和醚鍵的存在，使其對(duì)各種物質(zhì)具有很高的粘附力。環(huán)氧樹(shù)脂固化時(shí)的收縮性低，產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力小，這也有助于提高粘附強(qiáng)度。
4、收縮性低。環(huán)氧樹(shù)脂和所用的固化劑的反應(yīng)是通過(guò)直接加成反應(yīng)或樹(shù)脂分子中環(huán)氧基的開(kāi)環(huán)聚合反應(yīng)來(lái)進(jìn)行的，沒(méi)有水或其它揮發(fā)性副產(chǎn)物放出。它們和不飽和聚酯樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂相比，在固化過(guò)程中顯示出很低的收縮性(小于2%)。
5、力學(xué)性能。固化后的環(huán)氧樹(shù)脂體系具有優(yōu)良的力學(xué)性能。
6、電性能。固化后的環(huán)氧樹(shù)脂體系是一種具有高介電性能、耐表面漏電、耐電弧的優(yōu)良絕緣材料。
7、化學(xué)穩(wěn)定性。通常，固化后的環(huán)氧樹(shù)脂體系具有優(yōu)良的耐堿性、耐酸性和耐溶劑性。像固化環(huán)氧體系的其它性能一樣，化學(xué)穩(wěn)定性也取決于所選用的樹(shù)脂和固化劑。適當(dāng)?shù)剡x用環(huán)氧樹(shù)脂和固化劑，可以使其具有特殊的化學(xué)穩(wěn)定性能。
8、尺寸穩(wěn)定性。上述的許多性能的綜合，使環(huán)氧樹(shù)脂體系具有突出的尺寸穩(wěn)定性和耐久性。
9、耐霉菌。固化的環(huán)氧樹(shù)脂體系耐大多數(shù)霉菌，可以在苛刻的熱帶條件下使用。
類型分類
根據(jù)分子結(jié)構(gòu)，環(huán)氧樹(shù)脂大體上可分為五大類：
1、縮水甘油醚類環(huán)氧樹(shù)脂
2、縮水甘油酯類環(huán)氧樹(shù)脂
3、縮水甘油胺類環(huán)氧樹(shù)脂
4、線型脂肪族類環(huán)氧樹(shù)脂
5、脂環(huán)族類環(huán)氧樹(shù)脂
復(fù)合材料工業(yè)上使用量最大的環(huán)氧樹(shù)脂品種是上述第一類縮水甘油醚類環(huán)氧樹(shù)脂，而其中又以二酚基丙烷型環(huán)氧樹(shù)脂(簡(jiǎn)稱雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂)為主。其次是縮水甘油胺類環(huán)氧樹(shù)脂。
1、縮水甘油醚類環(huán)氧樹(shù)脂
縮水甘油醚類環(huán)氧樹(shù)脂是由含活潑氫的酚類或醇類與環(huán)氧氯丙烷縮聚而成的。
(1)二酚基丙烷型環(huán)氧樹(shù)脂
二酚基丙烷型環(huán)氧樹(shù)脂是由二酚基丙烷與環(huán)氧氯丙烷縮聚而成。
工業(yè)上作為樹(shù)脂的控制指標(biāo)如下：
①環(huán)氧值。環(huán)氧值是鑒別環(huán)氧樹(shù)脂性質(zhì)的最主要的指標(biāo)，工業(yè)環(huán)氧樹(shù)脂型號(hào)就是按環(huán)氧值不同來(lái)區(qū)分的。環(huán)氧值是指每100g樹(shù)脂中所含環(huán)氧基的物質(zhì)的量數(shù)。環(huán)氧值的倒數(shù)乘以100就稱之為環(huán)氧當(dāng)量。環(huán)氧當(dāng)量的含義是：含有1mol環(huán)氧基的環(huán)氧樹(shù)脂的克數(shù)。
②無(wú)機(jī)氯含量。樹(shù)脂中的氯離子能與胺類固化劑起絡(luò)合作用而影響樹(shù)脂的固化，同時(shí)也影響固化樹(shù)脂的電性能，因此氯含量也環(huán)氧樹(shù)脂的一項(xiàng)重要指標(biāo)。
③有機(jī)氯含量。樹(shù)脂中的有機(jī)氯含量標(biāo)志著分子中未起閉環(huán)反應(yīng)的那部分氯醇基團(tuán)的含量，它含量應(yīng)盡可能地降低，否則也要影響樹(shù)脂的固化及固化物的性能。
④揮發(fā)分。
⑤粘度或軟化點(diǎn)。
(2)酚醛多環(huán)氧樹(shù)脂酚醛多環(huán)氧樹(shù)脂包括有苯酚甲醛型、鄰甲酚甲醛型多環(huán)氧樹(shù)脂，它與二酚基丙烷型環(huán)氧樹(shù)脂相比，在線型分子中含有兩個(gè)以上的環(huán)氧基，因此固化后產(chǎn)物的交聯(lián)密度大，具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性、力學(xué)性能、電絕緣性、耐水性和耐腐蝕性。它們是由線型酚醛樹(shù)脂與環(huán)氧氯丙烷縮聚而成的。
(3)其它多羥基酚類縮水甘油醚型環(huán)氧樹(shù)脂這類樹(shù)脂中具有實(shí)用性的代表有：間苯二酚型環(huán)氧樹(shù)脂、間苯二酚-甲醛型環(huán)氧樹(shù)脂、四酚基乙烷型環(huán)氧樹(shù)脂和三羥苯基甲烷型環(huán)氧樹(shù)脂，這些多官能縮水甘油醚樹(shù)脂固化后具有高的熱變形溫度和剛性，可單獨(dú)或者與通用E型樹(shù)脂共混，供作高性能復(fù)合材料(ACM)、印刷線路板等基體材料。
(4)脂族多元醇縮水甘油醚型環(huán)氧樹(shù)脂脂族多元醇縮水甘油醚分子中含有兩個(gè)或兩個(gè)以上的環(huán)氧基，這類樹(shù)脂絕大多數(shù)粘度很低;大多數(shù)是長(zhǎng)鏈線型分子，因此富有柔韌性。
2、其它類型環(huán)氧樹(shù)脂
(1)縮水甘油酯類環(huán)氧樹(shù)脂縮水甘油酯類環(huán)氧樹(shù)脂和二酚基丙烷環(huán)氧化樹(shù)脂比較，它具有粘度低，使用工藝性好;反應(yīng)活性高;粘合力比通用環(huán)氧樹(shù)脂高，固化物力學(xué)性能好;電絕緣性好;耐氣候性好，并且具有良好的耐超低溫性，在超低溫條件下，仍具有比其它類型環(huán)氧樹(shù)脂高的粘結(jié)強(qiáng)度。有較好的表面光澤度，透光性、耐氣候性好。
(2)縮水甘油胺類環(huán)氧樹(shù)脂這類樹(shù)脂的優(yōu)點(diǎn)是多官能度、環(huán)氧當(dāng)量高，交聯(lián)密度大，耐熱性顯著提高。上前國(guó)內(nèi)外已利用縮水甘油胺環(huán)氧樹(shù)脂優(yōu)越的粘接性和耐熱性，來(lái)制造碳纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料(CFRP)用于飛機(jī)二次結(jié)構(gòu)材料。
(3)脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂這類環(huán)氧樹(shù)脂是由脂環(huán)族烯烴的雙鍵經(jīng)環(huán)氧化而制得的，它們的分子結(jié)構(gòu)和二酚基丙烷型環(huán)氧樹(shù)脂及其它環(huán)氧樹(shù)脂有很大差異，前者環(huán)氧基都直接連接在脂環(huán)上，而后者的環(huán)氧基都是以環(huán)氧丙基醚連接在苯核或脂肪烴上。脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂的固化物具有以下特點(diǎn)：①較高的壓縮與拉伸強(qiáng)度;②長(zhǎng)期暴置在高溫條件下仍能保持良好的力學(xué)性能;③耐電弧性、耐紫外光老化性能及耐氣候性較好。
(4)脂肪族環(huán)氧樹(shù)脂這類環(huán)氧樹(shù)脂分子結(jié)構(gòu)里不僅無(wú)苯核，也無(wú)脂環(huán)結(jié)構(gòu)。僅有脂肪鏈，環(huán)氧基與脂肪鏈相連。環(huán)氧化聚丁二烯樹(shù)脂固化后的強(qiáng)度、韌性、粘接性、耐正負(fù)溫度性能都良好。