Анализ состава эпоксидной смолы, который должны понимать технические специалисты

  Эпоксидная смола обычно используется в сочетании с добавками для достижения прикладной ценности. Добавки можно выбирать в соответствии с различными целями, и обычно используемые добавки включают отвердители, модификаторы, наполнители, разбавители и другие.

  Среди них отвердители являются важными добавками и необходимы для клеев, покрытий и отливок; в противном случае эпоксидная смола не сможет затвердеть. Из-за различных требований к эксплуатационным характеристикам эпоксидные смолы, отвердители, модификаторы, наполнители, разбавители и другие добавки также предъявляют разные требования.

  I. Выбор эпоксидной смолы

  1. Выбирайте по цели

  Для клеев лучше всего использовать смолы со средними эпоксидными числами (0.25-0.45), например 6101 и 634; для отливок предпочтительны смолы с высоким эпоксидным числом (0.40), например Е51/ЯД128 и 6101 / E44; для покрытий общего назначения обычно выбирают смолы с низкими значениями эпоксидной смолы (<0.25), например 901, 904, 907 и 909.

  2. Выбирайте по механической прочности.

Смолы с высоким содержанием эпоксидной смолы имеют большую прочность, но более хрупкие; смолы со средними показателями эпоксидности обладают хорошей прочностью как при высоких, так и при низких температурах; смолы с низким содержанием эпоксидных смол имеют меньшую прочность при высоких температурах. Это связано с взаимосвязью между прочностью и сшивкой. Более высокие значения эпоксидной смолы приводят к более высокой сшивке после отверждения, тогда как более низкие значения эпоксидной смолы приводят к более низкой сшивке, что приводит к различиям в прочности.

  3. Выбирайте исходя из эксплуатационных требований.

Для применений, не требующих высокой термостойкости и с низкими требованиями к прочности, можно выбрать смолы с более низкими значениями эпоксидной смолы, которые быстро сохнут и менее склонны к потере. Для применений, требующих хорошего проникновения и более высокой прочности, можно выбрать смолы с более высоким содержанием эпоксидной смолы.

  II. Выбор отвердителей

  1. Виды отвердителей

  Обычно используемые отверждающие агенты для эпоксидных смол включают алифатические амины, циклоалифатические амины, ароматические амины, полиамиды, ангидриды, типы смол и третичные амины. Кроме того, под действием фотоинициаторов ультрафиолет или свет также могут отверждать эпоксидную смолу. Для отверждения при комнатной или низкой температуре обычно используются отвердители аминного типа, тогда как при отверждении при нагревании обычно используются ангидридные и ароматические отвердители.

  2. Дозировка отвердителя.

  (1) Расчет для сшивающих агентов на основе аминов:

Дозировка амина = мг/час

Где: m = молекулярная масса амина, hn = количество активных атомов водорода, g = эпоксидное число (количество эпоксидных эквивалентов на 100 грамм эпоксидной смолы).

Диапазон изменения не должен превышать 10-20%. Чрезмерное использование амина для отверждения может сделать смолу хрупкой, а недостаточное его использование может привести к неполному отверждению.

(2) Расчет для агентов на основе ангидрида:

Дозировка ангидрида = мг(0.6~1)/100

Где: m = молекулярная масса ангидрида, g = число эпоксидной смолы, (0.6 ~ 1) — экспериментальный коэффициент.

  3. Принципы выбора отвердителя.

(1) Выбирайте на основе требований к производительности: выбирайте подходящие отвердители на основе различных требований, таких как устойчивость к высоким температурам, гибкость и устойчивость к коррозии.

(2) Выбирайте в зависимости от метода отверждения: для изделий, которые нельзя нагревать, не следует использовать термически отверждаемые отвердители.

(3) Выбор на основе срока годности: выберите подходящий отвердитель на основе срока годности, который относится к времени от добавления отвердителя к эпоксидной смоле до момента, когда она станет непригодной к использованию. Для более длительного срока годности обычно выбирают ангидрид или латентные отвердители.

(4) Выбирайте, исходя из безопасности: выбирайте отвердители с низкой токсичностью, чтобы обеспечить безопасное производство.

(5) Выбирайте по стоимости.

  III. Выбор модификаторов

  Модификаторы используются для улучшения гибкости, прочности на сдвиг, прочности на изгиб, ударопрочности и изоляционных свойств эпоксидных смол. Кратко представлены распространенные модификаторы и их характеристики.

(1) Политиоловый каучук: повышает ударную вязкость и устойчивость к отслаиванию;

(2) Полиамидная смола: повышает хрупкость и адгезию;

(3) Поливинилбутираль: повышает ударопрочность;

(4) Нитриловый каучук: повышает ударопрочность;

(5) Фенольная смола: повышает устойчивость к температуре и коррозии;

(6) Полиэфирная смола: повышает ударопрочность;

(7) Меламин-формальдегидная смола: повышает химическую стойкость и прочность;

(8) Фурфуроловая смола: улучшает свойства при изгибе и кислотостойкость;

(9) Виниловая смола: повышает устойчивость к отслаиванию и ударную вязкость;

(10) Изоцианат: снижает влагопроницаемость и повышает водостойкость;

(11) Силиконовая смола: повышает термостойкость.

  Количество политиолового каучука и других модификаторов может варьироваться от 50 до 300% и потребует отвердителей. Использование полиамидной смолы и фенольной смолы обычно составляет 50–100%, тогда как использование полиэфирной смолы обычно составляет 20–30%. Дополнительные отвердители могут быть добавлены в небольших количествах для ускорения реакции.

Как правило, чем больше модификаторов используется, тем выше гибкость, но температура теплового искажения продукта из смолы соответственно снижается. Для улучшения гибкости смолы часто используются упрочнители, такие как дибутилфталат или диоктилфталат.

  IV. Выбор наполнителей

  Функция наполнителей заключается в улучшении определенных свойств изделия, улучшении условий отвода тепла при отверждении смолы, уменьшении количества используемой эпоксидной смолы, снижении затрат. В зависимости от применения можно выбирать различные наполнители. Лучше всего, чтобы размер наполнителей был менее 100 меш, а используемое количество зависит от применения. Краткое описание часто используемых наполнителей следующее:

Асбестовые волокна и стекловолокна: повышают прочность и ударопрочность;

Кварцевый порошок, керамический порошок, железный порошок, цемент и корунд: повышают твердость;

Глинозем, керамика, порошок асбеста, порошок силикагеля и высокотемпературный цемент: улучшают адгезию и механическую прочность;

Асбестовый порошок, кварцевый порошок и каменный порошок: уменьшают усадку;

Алюминиевый порошок, медный порошок, железный порошок и другие металлические порошки: увеличивают тепло- и электропроводность;

Графитовый порошок, тальк, кварцевый порошок: улучшают износостойкость и смазывающую способность;

Корунд и другие абразивы: улучшают износостойкость;

Порошок слюды, керамический порошок, кварцевый порошок: Увеличьте изоляцию;

Различные пигменты и графит: Обеспечивают цвет;

Кроме того, было показано, что добавление в небольших количествах (27-35%) оксидных соединений, таких как P, As, Sb, Bi, Ge, Sn и Pb, позволяет сохранять адгезию при высоких температуре и давлении.

  V. Выбор разбавителей

  Функция разбавителей заключается в снижении вязкости и улучшении проницаемости смолы. Разбавители можно разделить на инертные и активные, их использование обычно не превышает 30%. К распространенным разбавителям относятся: диглицидиловый эфир бисфенола А, триглицидиловый эфир глицерина, глицидиловый эфир пропилфенола, глицидиловый эфир бутилфенола, глицидиловый эфир этилфенола, глицидиловый эфир пропилфенола, инертные разбавители, ксилол, толуол, ацетон и др.

  Перед добавлением отвердителя необходимо проверить все используемые материалы, включая смолу, отвердитель, наполнитель, модификатор, разбавитель и т. д., чтобы убедиться, что они соответствуют следующим требованиям:

(1) Не содержит влаги: материалы, содержащие влагу, следует сначала высушить, а растворители, содержащие небольшое количество воды, следует использовать как можно меньше.

(2) Чистота: содержание примесей, исключая воду, в идеале должно быть ниже 1%. При использовании небольшого количества предпочтительны материалы реактивной степени чистоты.

(3) Выясните, истек ли срок годности материалов.