環(huán)氧樹(shù)脂配合物的流動(dòng)性,對(duì)于涂料,襯里,澆鑄等用途是很重要的。為適應(yīng)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(dá)到這些要求的配合材料稱為流動(dòng)性調(diào)節(jié)劑。 一、稀釋劑 稀釋劑主要用來(lái)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(dòng)性。此外,稀釋劑也起到延長(zhǎng)使用壽命的作用。但是加入稀釋劑也會(huì)降低固化后樹(shù)脂的熱變形溫度、膠接強(qiáng)度、耐介質(zhì)及耐老化等性能。然而,為了使樹(shù)脂膠液便于浸潤(rùn)膠合物的表面,提高其浸潤(rùn)能力和濕潤(rùn)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(jī)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(shù)脂、固化劑等起反應(yīng),純屬物理地?fù)交斓綐?shù)脂中。它與樹(shù)脂僅是機(jī)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(guò)程中大部分是揮發(fā)掉的。它會(huì)給樹(shù)脂固化物留下孔隙,使收縮率相對(duì)增大。因此,非活性稀釋劑對(duì)固化后樹(shù)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(shù)脂的韌性。當(dāng)使用要求較高時(shí)不能使用非活性稀釋劑,應(yīng)選用活性稀釋劑。 非活性稀釋劑多為高沸點(diǎn)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(biāo)準(zhǔn)環(huán)氧樹(shù)脂的黏度從10Pa·s降到0.5~0.7Pa·s(25℃)。一些工業(yè)環(huán)氧樹(shù)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(duì)耐化學(xué)試劑有不利影響。用量大時(shí),固化物性能變壞,同時(shí)由于稀釋劑在固化過(guò)程中的揮發(fā)會(huì)引起收縮率增大。 表2-1列出的是在環(huán)氧樹(shù)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(gè)或兩個(gè)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(shù)脂的固化反應(yīng),成為環(huán)氧樹(shù)脂固化物交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的一部分,對(duì)固化物的性能幾乎無(wú)影響,有時(shí)還能增加固化體系的韌性?;钚韵♂寗┯址譃閱苇h(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(duì)于胺類固化劑反應(yīng)活性較大。某些烯烴或脂環(huán)族單環(huán)氧基稀釋劑對(duì)酸酐固化劑反應(yīng)活性較大。因此,使用活性稀釋劑時(shí),固化劑的用量、品種應(yīng)作相應(yīng)的調(diào)整。 無(wú)溶劑環(huán)氧涂料中,單官能活性稀釋劑用量不超過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂的15%,多官能活性稀釋劑用量可達(dá)到20%~25%。但用量太多,會(huì)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(guò)程中必須注意,長(zhǎng)期接觸往往會(huì)引起皮膚過(guò)敏,嚴(yán)重的甚至于會(huì)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(huì)使熱變形溫度降低,這是由于它的使用會(huì)使固化物的交聯(lián)密度下降的緣故。長(zhǎng)碳鏈的活性稀釋劑使用后可使抗彎強(qiáng)度、沖擊韌度得以提高。用量不多時(shí)對(duì)固化產(chǎn)物的硬度無(wú)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(duì)固化產(chǎn)物物理機(jī)械性能的影響見(jiàn)表2-3。對(duì)電性能的影響見(jiàn)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(dāng),就不會(huì)降低交聯(lián)密度,因此熱態(tài)下的機(jī)械強(qiáng)度及耐化學(xué)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(shù)脂黏度下降到同等水平所需添加量較大。 短鏈及環(huán)狀結(jié)構(gòu)的二或三環(huán)氧化物,對(duì)固化物的熱變形溫度幾乎無(wú)影響,而長(zhǎng)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(jìn)工藝性的同時(shí),提高其粘接、機(jī)械性能。 (2)選擇那些與主體樹(shù)脂化學(xué)結(jié)構(gòu)相近的稀釋劑,因?yàn)樗鼈儠?huì)在其它助劑存在下,與主體樹(shù)脂一道參加反應(yīng),而大大改善膠層性能。如在100份雙酚A環(huán)氧樹(shù)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(shí),可使其膠層延伸率達(dá)到7.0%,而拉伸強(qiáng)度仍保持在29MPa以上,熱變形溫度達(dá)120℃。 (3)應(yīng)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(shí)對(duì)人體的侵害,因?yàn)榇蠖鄶?shù)活性或非活性稀釋劑都有異味和有低毒。 (4)來(lái)源容易,不燃不爆,價(jià)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(yīng)盡量用水。 (5)應(yīng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)與理論選擇最合適的加入量。 |