超高強度環氧樹脂固化物

1. 環氧樹脂固化有哪幾個階段

環氧樹脂固化有三個階段，分別為：液化、凝膠、固體。

• 液體-操作時間專屬

操作時間(也是工作時間或使用期)是固化時間的一部份，混合之後，樹脂/固化劑混合物仍然是液體和可以工作及適合應用。為了保證可靠的粘接，全部施工和定位工作應該在固化操作時間內做好。

• 凝膠-進入固化

混合物開始進入固化相(也稱作熟化階段)，這時它開始凝膠或「突變」。這時的環氧沒有長時間的工作可能，也將失去粘性；在這個階段不能對其進行任何干擾，它將變成硬橡膠似的軟凝膠物，你用大拇指將能壓得動它。

因為這時混合物只是局部固化，新使用的環氧樹脂仍然能與它化學鏈接，因此該未處理的表面仍然可以進行粘接或反應。無論如何，接近固化的混合物這些能力在減小。

• 固體-最終固化

環氧混合物達到固化變成固體階段，這時能砂磨及整型。這時你用大拇指已壓不動它，在這時環氧樹脂約有90%的最終反應強度，因此可以除去固定夾件，將它放在室溫下維持若干天使它繼續固化。

這時新使用的環氧樹脂不能與它進行化學鏈接，該環氧表面必須適當地進行預處理如打磨，才能得到好的粘接機械強度。

2. 環氧樹脂固化後，其強度、硬度等力學性能變好，這是為什麼

環氧材料的固化成型過程是一個很復雜的物理變化和化學變化過程，其影響因素也很多。可概括如下：
(1)環氧膠液(液態環氧樹脂膠液，或環氧樹脂溶液，或環氧樹脂熔液)對固體材料(纖維、填料、被粘接面、塗層基底等)的潤濕、浸漬。也可製成預浸料或模塑料。主要影響因素是膠液與固體材料的相容性(親和性，可用調整膠液配方設計和固體表面處理等方法來改善)和膠液的黏度，(取決於膠液配方和環境溫度)。
(2)物料充填模腔或流平，形成緻密的物體。主要影響因素是物料的流動性，主要是膠液的黏度。這都取決於膠液配方和環境溫度。可以用加壓和抽真空的方法來協助實現充模及形成緻密的物體。
(3)進行固化反應。在一定的條件下環氧低聚物與固化劑、改性劑開始反應，從膠液→凝膠化→玻璃化→三維交聯結構固化物。主要的影響因素是體系的熱歷程。包括：預熱溫度、升降溫速度、固化溫度、固化時間、後固化溫度及時間等。此外，固化壓力對固化反應及製品的密實和形狀穩定也有一定的作用。主要影響因素是膠液配方和環境溫度及濕度等。
(4)環氧基體(環氧固化物)的結構形成。這是隨著環氧樹脂固化反應的進行而逐步形成的。包括固化物化學結構的形成和固化物聚集態結構的形成。主要影響因素是膠液配方和體系的熱歷程。
(5)環氧材料界面層結構的形成。它也是隨著環氧樹脂固化反應的進行逐步形成的。不僅取決於膠液配方和體系的熱歷程，而且還與纖維、填料等材料的表面性能密切相關。

3. 環氧樹脂使用時為什麼需要加固化劑，固化劑用量

環氧樹脂一般和添加物同時使用，以獲得應用價值。添加物可按不同用途加以選擇，常用添加物有以下幾類：(1)固化劑;(2)改性劑;(3)填料;(4)稀釋劑;(5)其它。
其中固化劑是必不可少的添加物，無論是作粘接劑、塗料、澆注料都需添加固化劑，否則環氧樹脂不能固化。
由於用途性能要求各不相同，對環氧樹脂及固化劑、改性劑、填料、稀釋劑等添加物也有不同的要求。現將它們的選擇方法簡介於下：
(一)環氧樹脂的選擇
1、從用途上選擇
作粘接劑時最好選用中等環氧值(0.250.45)的樹脂，如6101、634;作澆注料時最好選用高環氧值(0.40)的樹脂，如618、6101;作塗料用的一般選用低環氧值(<0.25)的樹脂，如601、604、607、609等。
2、從機械強度上選擇
環氧值過高的樹脂強度較大，但較脆;環氧值中等的高低溫度時強度均好;環氧值低的則高溫時強度差些。因為強度和交聯度的大小有關，環氧值高固化後交聯度也高，環氧值低固化後交聯度也低，故引起強度上的差異。
3、從操作要求上選擇
不需耐高溫，對強度要求不大，希望環氧樹脂能快乾，不易流失，可選擇環氧值較低的樹脂;如希望滲透性也，強度較好的，可選用環氧值較高的樹脂。
(二)、固化劑的選擇
1、固化劑種類：
常用環氧樹脂固化劑有脂肪胺、脂環胺、芳香胺、聚醯胺、酸酐、樹脂類、叔胺，另外在光引發劑的作用下紫外線或光也能使環氧樹脂固化。常溫或低溫固化一般選用胺類固化劑，加溫固化則常用酸酐、芳香類固化劑。
2、固化劑的用量
(1)胺類作交聯劑時按下式計算：
胺類用量=mg/hn
式中：
m=胺分子量
hn=含活潑氫數目
g=環氧值(每100克環氧樹脂中所含的環氧當量數)
改變的范圍不多於1020%，若用過量的胺固化時，會使樹脂變脆。若用量過少則固化不完善。
(2)用酸酐類時按下式計算：
酸酐用量=mg(0.6~1)/100式中：
m=酸酐分子量
g=環氧值(0.6~1)為實驗系數
3、選擇固化劑的原則：固化劑對環氧樹脂的性能影響較大，一般按下列幾點選擇。
(1)、從性能要求上選擇：有的要求耐高溫，有的要求柔性好，有的要求耐腐蝕性好，則根據不同要求選用適當的固化劑。
(2)、從固化方法上選擇：有的製品不能加熱，則不能選用熱固化的固化劑。
(3)、從適用期上選擇：所謂適用期，就是指環氧樹脂加入固化劑時起至不能使用時止的時間。要適用期長的，一般選用酸酐類或潛伏性固化劑。
(4)、從安全上選擇：一般要求毒性小的為好，便於安全生產。
(5)、從成本上選擇。
(三)、改性劑的選擇
改性劑的作用是為了改善環氧樹脂的鞣性、抗剪、抗彎、抗沖、提高絕緣性能等。常用改性劑有：
(1)、聚硫橡膠：可提高沖擊強度和抗剝性能。
(2)、聚醯胺樹脂：可改善脆性，提高粘接能力。
(3)、聚乙烯醇叔丁醛：提高抗沖擊鞣性。
(4)、丁腈橡膠類：提高抗沖擊鞣性。
(5)、酚醛樹脂類：可改善耐溫及耐腐蝕性能。
(6)、聚酯樹脂：提高抗沖擊鞣性。
(7)、尿醛三聚氰胺樹脂：增加抗化學性能和強度。
(8)、糠醛樹脂：改進靜彎曲性能，提高耐酸性能。
(9)、乙烯樹脂：提高抗剝性和抗沖強度。
(10)、異氰酸酯：降低潮氣滲透性和增加抗水性。
(11)、硅樹脂：提高耐熱性。
聚硫橡膠等的用量可以在50300%之間，需加固化劑;聚醯胺樹脂、酚醛樹脂用量一般為50100%，聚酯樹脂用量一般在2030%，可以不再另外加固化劑，也可以少量加些固化劑促使反應快些。
一般說來改性劑用量越多，柔性就愈大，但樹脂製品的熱變形溫度就相應下降。
為改善樹脂的柔性，也常用增韌劑如：鄰苯二甲酸二丁酯或鄰苯二甲酸二辛酯。
(四)、填料的選擇
填料的作用是改善製品的一些性能，並改善樹脂固化時的散熱條件，用了填料也可以減少環氧樹脂的用量，降低成本。因用途不同可選用不同的填料。其大小最好小於100目，用量視用途而定。常用填料簡介如下：
填料名稱作用
石棉纖維、玻璃纖維增加韌性、耐沖擊性
石英粉、瓷粉、鐵粉、水泥、金剛砂提高硬度
氧化鋁、瓷粉增加粘接力，增加機械強度
石棉粉、硅膠粉、高溫水泥提高耐熱性
石棉粉、石英粉、石粉降低收縮率
鋁粉、銅粉、鐵粉等金屬粉末增加導熱、導電率
石墨粉、滑石粉、石英粉提高抗磨性能及潤滑性能
金剛砂及其它磨料提高抗磨性能
雲母粉、瓷粉、石英粉增加絕緣性能
各種顏料、石墨具有色彩
另外據資料報導適量(2735%)p、as、sb、bi、ge、sn、pb的氧化物添加在樹脂中能在高熱度、壓力下保持粘接性。
(五)、稀釋劑的選擇
其作用是降低粘度，改善樹脂的滲透性。稀釋劑可分惰性及活性二大類，用量一般不超過30%。常用稀釋劑如下：
活性稀釋劑
名稱牌號用途備注
二縮水甘油醚600~30%需多加計算量固化劑
多縮水甘油醚630同上同上
環氧丙烷丁基醚660~15%同上
環氧丙烷苯基醚690同上同上
二環氧丙烷乙基醚669同上同上
三環氧丙烷丙基醚662同上同上
惰性稀釋劑
名稱用量備注
二甲苯~15%不需多加固化劑
甲苯同上同上
苯同上同上
丙酮同上同上
在加入固化劑之前，必須對所使用的樹脂、固化劑、填料、改性劑、稀釋劑等所有材料加以檢查，應符合以下幾點要求：
(1)、不含水份：含水的材料首先要烘乾，含少量水的溶劑應盡量少用。
(2)、純度：除水份以外的雜質含量最好在1%以下，若雜質在525%時雖也可使用權，但須增加配方的百分比。少量使用時用試劑級較好。
(3)、了解各材料是否失效。

4. 環氧樹脂的力學性能是多少

環氧樹脂有很多廠家生產。不同廠家的不同牌號的彎剪性能，抗沖擊性能都大不一樣。環氧樹脂一般彎曲強度為70-120MPA，IZOD缺口沖擊強度為2-21J/M。如果玻纖增加彎曲性能，抗沖擊性都會增加。

5. 環氧樹脂及其固化物的性能特點

1)力學性能高。
(2)粘接性能優異。
(3)固化收縮率小。一般為1％～2％。
(4)工藝性好。
(5)電性能好。
(6)穩定性好。不合鹼、鹽等雜質的環氧樹脂不易變質。
(7)環氧固化物的耐熱性一般為80～100℃。環氧樹脂的耐 熱品種可達200℃或更高。
(8)在熱卧性樹脂中，環氧樹脂及其固化物的綜合性能最好。

6. 請教i環氧樹脂以及環氧樹脂固化物的問題

環氧樹脂最大的用途是作保護塗料，例如汽車底漆、面漆，船舶塗料，各種貯罐及其他產品的內塗層和面漆。

20世紀30年代，首先由瑞士的P.卡斯坦和美國的S.格林利合成，並確定了雙酚A(DPP)與環氧氯丙烷(ECH)的反應產物（雙酚A型環氧樹脂）在工業上的重要性。1947年，瑞士汽巴公司開始工業化生產。50年代末至60年代初，其生產應用得到很大發展。此後，相繼出現雙酚A型以外的各種新型環氧樹脂,達25種之多。世界環氧樹脂1979年的生產能力約600kt,近幾年又有所增加，其中70％以上由瑞士的汽巴- 嘉基公司和美國的陶氏化學公司及殼牌公司生產。

生產方法：
雙酚 A型環氧樹脂中的低分子量液態樹脂是由過量的 ECH與 DPP在鹼（如氫氧化鈉）存在下分兩步反應製得。製造技術的關鍵在於盡可能減少副反應，提高樹脂質量，降低原料消耗。分子量較高的固態樹脂用兩條路線生產：①DPP與ECH在鹼存在下直接反應，分子量由兩種原料的摩爾比加以調節；②以液態樹脂為原料,在催化劑存在下用雙酚A進行鏈擴展得到聚合度較高的樹脂,分子量通過液態原料樹脂與雙酚A的摩爾比進行調節。利用此種改良工藝可以直接製造分子量更高的樹脂品級。

固化：
使用環氧樹脂時,必須加入化學活性試劑,即固化劑，在適當條件下，使線型環氧樹脂分子交聯固化成網狀大分子，方顯示其固有的優良特性。固化劑分催化型（如三氟化硼胺絡合物、叔胺）和共反應型（如多元胺、酸酐）。催化型固化劑引發環氧樹脂均聚，其用量需根據實驗確定；共反應型固化劑是含活潑氫的多官能度試劑，它是按化學計算量同樹脂的活性基團（環氧基、羥基）進行反應。固化劑多達 300多種。例如脂肪族多元胺、低分子聚醯胺等，能在室溫下固化環氧樹脂；酸酐、芳香族多元胺等，則需靠加熱完成固化反應。除正確選擇環氧樹脂和固化劑外，還需在配方中加入塑料助劑，如稀釋劑（活性的和非活性的）、促進劑、增塑劑、增韌劑、填料等，以滿足加工工藝和最終產品性能的要求。

應用：
環氧樹脂易於改性，且又有優良的粘合性、電性能、力學性能、耐熱、耐化學葯品性能，故在機械、電子、建築、化工等工業部門中廣泛用作塗料、澆鑄品、模塑件、膠粘劑和復合材料。
環氧樹脂最大的用途是作保護塗料，例如汽車底漆、面漆，船舶塗料，各種貯罐及其他產品的內塗層和面漆。

環氧樹脂作為塗料應用的主要方法：
①分子量較低的固態樹脂（分子量約1000）用脂肪族多胺或低分子量聚醯胺於室溫或稍加熱交聯固化，用於石油煉廠、化工廠和船舶維修；
②酯化環氧塗料，它是中等分子量固態樹脂（分子量1500～2000）與各種脂肪酸進行酯化，其產物依脂肪酸性質的不同，或靠空氣乾燥（冷乾漆）或加熱固化（烘乾漆），性能優於醇酸樹脂塗料，生產成本較低，主要用於汽車底漆；
③較高分子量的固態樹脂（分子量3000～4000）與醛的縮合物（如酚醛、脲醛，三聚氰胺甲醛樹脂）混合，醛的縮合物作為固化劑和改性劑，靠加熱固化，主要用途之一是飲料罐內塗層。目前，溶劑型塗料用得最多，為節能和防止公害，粉末塗料、無溶劑塗料和水系塗料日趨發展。

7. 環氧樹脂的固化原理

原理：環氧樹脂固化劑是與環氧樹脂發生化學反應，形成網狀立體聚合物，把復合材料骨材包絡在網狀體之中。 使線型樹脂變成堅韌的體型固體的添加劑。

一般認為它通過四種途徑的反應而成為熱固性產物。

（1）環氧基之間開環連接；

（2）環氧基與帶有活性氫官能團的硬化劑反應而交聯；

（3）環氧基與硬化劑中芳香的或脂肪的羥基的反應而交聯；

（4）環氧基或羥基與硬化劑所帶基團發生反應而交聯。

(7)超高強度環氧樹脂固化物擴展閱讀：

對環氧樹脂膠黏劑的分類在行業中還有以下幾種分法：

1、按其主要組成 分為純環氧樹脂膠黏劑和改性環氧樹脂膠黏劑；

2、按其專業用途 分為機械用環氧樹脂膠黏劑、建築用環氧樹脂膠黏劑、電子環氧樹脂膠黏劑、修補用環氧樹脂膠黏劑以及交通用膠、船舶用膠等；

3、按其施工條件 分為常溫固化型膠、低溫固化型膠和其他固化型膠；

4、按其包裝形態 可分為單組分型膠、雙組分膠和多組分型膠等；

還有其他的分法，如無溶劑型膠、有溶劑型膠及水基型膠等。但以組分分類應用較多。

其它類型

（1）縮水甘油酯類環氧樹脂 縮水甘油酯類環氧樹脂和二酚基丙烷環氧化樹脂比較，它具有粘度低，使用工藝性好；反應活性高；粘合力比通用環氧樹脂高，固化物力學性能好；電絕緣性好；耐氣候性好，並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氧樹脂高的粘結強度。有較好的表面光澤度，透光性、耐氣候性好。

（2）縮水甘油胺類環氧樹脂 國內外已利用縮水甘油胺環氧樹脂優越的粘接性和耐熱性，來製造碳纖維增強的復合材料（CFRP）用於飛機二次結構材料。

（3）脂環族環氧樹脂 這類環氧樹脂是由脂環族烯烴的雙鍵經環氧化而製得的，前者環氧基都直接連接在脂環上，而後者的環氧基都是以環氧丙基醚連接在苯核或脂肪烴上。脂環族環氧樹脂的固化物具有以下特點：

①較高的壓縮與拉伸強度；

②長期暴置在高溫條件下仍能保持良好的力學性能；

③耐電弧性、耐紫外光老化性能及耐氣候性較好。

（4）脂肪族環氧樹脂

8. 環氧樹脂加什麼東西能到達很好強度和光澤 謝謝。。

環氧樹脂要達到高光抄澤高強度，主要取決於固化劑的選擇，只要不選用脂肪胺，其他胺類固化劑都還不錯，尤其是改性芳香胺，經濟實惠，高光澤，固化物強度也不錯，並且A膠里添加些填充料也會增加固化物的機械強度，基本不會影響固化物的光澤

9. T-31與環氧樹脂固化，出來的固化物足夠硬嗎

你好啊！不知道你說要足夠硬是個什麼概念？
T31固化劑可以版說是市場是最便宜的固化劑了，一般市權場上的T31固化劑中都含有5-10%的水分。不含水的T31固化劑價格比普通含水的T31固化劑價格是要高很多的。T31固化劑固化環氧樹脂得到的產物硬度還是可以的，缺點是膠層脆性大，粘接強度不高。
酚醛胺固化劑T31 128：T31=3~4:1配合使用在夏季30℃以上時，調膠100g可操作時間只有8~10分鍾，固化：膜干時間：1～1.5小時，硬化時間：4～6小時
酚醛胺固化劑T31固化速度快，固化後環氧樹脂很脆，一般用來做塗層，做粘接效果不是很好。
做塗層的話可以考慮加5～10%的無水酒精或丙酮，一是可以減小黏度，易於塗刷；二是酒精、丙酮加入後可以減慢固化速度，延長可操作時間
另外可以加入10%的增塑劑領苯二甲酸二丁酯（DBP），延緩固化速度，改善膠層韌性