環(huán)氧樹脂配合物的流動性,對于涂料,襯里,澆鑄等用途是很重要的。為適應這些要求必須降低粘度,或者提高黏度,或者賦予觸變性,能達到這些要求的配合材料稱為流動性調(diào)節(jié)劑。 一、稀釋劑 稀釋劑主要用來降低環(huán)氧膠粘劑體系的黏度,溶解、分散和稀釋涂料,改善膠液的涂布性和流動性。此外,稀釋劑也起到延長使用壽命的作用。但是加入稀釋劑也會降低固化后樹脂的熱變形溫度、膠接強度、耐介質(zhì)及耐老化等性能。然而,為了使樹脂膠液便于浸潤膠合物的表面,提高其浸潤能力和濕潤能力,有利于操作,必須加入適量的稀釋劑。 稀釋劑的分類方法很多,按其使用機理,可分為非活性稀釋劑與活性稀釋劑兩大類。 1.非活性稀釋劑 非活性稀釋劑不與環(huán)氧樹脂、固化劑等起反應,純屬物理地摻混到樹脂中。它與樹脂僅是機械的混合,起稀釋和降低黏度作用的液體。它在膠液的固化過程中大部分是揮發(fā)掉的。它會給樹脂固化物留下孔隙,使收縮率相對增大。因此,非活性稀釋劑對固化后樹脂性能的不利影響比活性稀釋劑的影響大,但卻能少許提高樹脂的韌性。當使用要求較高時不能使用非活性稀釋劑,應選用活性稀釋劑。 非活性稀釋劑多為高沸點液體,如鄰苯二甲酸二丁酯、苯二甲酸二辛酯、苯乙烯、苯二甲酸二烯丙酯、甲苯、二甲苯等。用量以5%~20%為宜。12%左右的鄰苯二甲酸二丁酯使標準環(huán)氧樹脂的黏度從10Pa·s降到0.5~0.7Pa·s(25℃)。一些工業(yè)環(huán)氧樹脂(2.0~4.0Pa·s)含有二丁酯作為非活性稀釋劑。溶劑亦作為非活性稀釋劑,但對耐化學試劑有不利影響。用量大時,固化物性能變壞,同時由于稀釋劑在固化過程中的揮發(fā)會引起收縮率增大。 表2-1列出的是在環(huán)氧樹脂中常用的非活性稀釋劑。 2.活性稀釋劑 活性稀釋劑一般是指帶有一個或兩個以上環(huán)氧基的低分子化合物,它們可以直接參與環(huán)氧樹脂的固化反應,成為環(huán)氧樹脂固化物交聯(lián)網(wǎng)絡結構的一部分,對固化物的性能幾乎無影響,有時還能增加固化體系的韌性。活性稀釋劑又分為單環(huán)氧基活性稀釋劑和多環(huán)氧基活性稀釋劑兩種。某些單環(huán)氧基稀釋劑,如丙烯基縮水甘油醚、丁基縮水甘油醚和苯基縮水甘油醚,對于胺類固化劑反應活性較大。某些烯烴或脂環(huán)族單環(huán)氧基稀釋劑對酸酐固化劑反應活性較大。因此,使用活性稀釋劑時,固化劑的用量、品種應作相應的調(diào)整。 無溶劑環(huán)氧涂料中,單官能活性稀釋劑用量不超過環(huán)氧樹脂的15%,多官能活性稀釋劑用量可達到20%~25%。但用量太多,會降低涂膜性能。例如,不加活性稀釋劑的雙酚A型環(huán)氧涂層和含#501(環(huán)氧丙烷丁基醚)活性稀釋劑的雙酚A型環(huán)氧涂層在10%硫酸水溶液中浸泡30天后,涂層增重分別是2.11%和4.18%;在甲醇中浸泡30天后,涂層增重分別是2.67%和13.5%。 活性稀釋劑一般有毒,在使用過程中必須注意,長期接觸往往會引起皮膚過敏,嚴重的甚至于會發(fā)生潰爛。 表2-2列出的是單環(huán)氧基活性稀釋劑的種類。 單環(huán)氧化物的稀釋效果比較好,脂肪族型的比芳香族型有更好的稀釋效果。使用芳香族型活性稀釋劑的固化產(chǎn)物耐酸堿性變化不大,但耐溶劑性卻有所下降。 單環(huán)氧化物活性稀釋劑的使用會使熱變形溫度降低,這是由于它的使用會使固化物的交聯(lián)密度下降的緣故。長碳鏈的活性稀釋劑使用后可使抗彎強度、沖擊韌度得以提高。用量不多時對固化產(chǎn)物的硬度無影響,而熱膨脹系數(shù)則增加。 各種單環(huán)氧化物活性稀釋劑對固化產(chǎn)物物理機械性能的影響見表2-3。對電性能的影響見表2-4。 表2-5列出的是多環(huán)氧基活性稀釋劑的種類。 使用二或三環(huán)氧化物作稀釋劑,用量和固化方法適當,就不會降低交聯(lián)密度,因此熱態(tài)下的機械強度及耐化學品性保持率較高。與單環(huán)氧化物比較,在稀釋效果上差些,要將樹脂黏度下降到同等水平所需添加量較大。 短鏈及環(huán)狀結構的二或三環(huán)氧化物,對固化物的熱變形溫度幾乎無影響,而長碳鏈稀釋劑影響則十分明顯。 3.稀釋劑的選用原則 (1)盡量選用活性稀釋劑,以利于在改進工藝性的同時,提高其粘接、機械性能。 (2)選擇那些與主體樹脂化學結構相近的稀釋劑,因為它們會在其它助劑存在下,與主體樹脂一道參加反應,而大大改善膠層性能。如在100份雙酚A環(huán)氧樹脂為主體組分的膠中,加入20份丁二醇雙環(huán)氧稀釋劑,并用混胺作固化劑時,可使其膠層延伸率達到7.0%,而拉伸強度仍保持在29MPa以上,熱變形溫度達120℃。 (3)應注意選用揮發(fā)性小、氣味(異味)小、毒性盡量低的品種,以減少稀釋劑在配膠、施膠時對人體的侵害,因為大多數(shù)活性或非活性稀釋劑都有異味和有低毒。 (4)來源容易,不燃不爆,價格低廉,亦是要考慮的重要因素。因此只要能用水為稀釋劑的就應盡量用水。 (5)應通過實驗與理論選擇最合適的加入量。 |