超高强度环氧树脂固化物

1. 环氧树脂固化有哪几个阶段

环氧树脂固化有三个阶段，分别为：液化、凝胶、固体。

• 液体-操作时间专属

操作时间(也是工作时间或使用期)是固化时间的一部份，混合之后，树脂/固化剂混合物仍然是液体和可以工作及适合应用。为了保证可靠的粘接，全部施工和定位工作应该在固化操作时间内做好。

• 凝胶-进入固化

混合物开始进入固化相(也称作熟化阶段)，这时它开始凝胶或“突变”。这时的环氧没有长时间的工作可能，也将失去粘性；在这个阶段不能对其进行任何干扰，它将变成硬橡胶似的软凝胶物，你用大拇指将能压得动它。

因为这时混合物只是局部固化，新使用的环氧树脂仍然能与它化学链接，因此该未处理的表面仍然可以进行粘接或反应。无论如何，接近固化的混合物这些能力在减小。

• 固体-最终固化

环氧混合物达到固化变成固体阶段，这时能砂磨及整型。这时你用大拇指已压不动它，在这时环氧树脂约有90%的最终反应强度，因此可以除去固定夹件，将它放在室温下维持若干天使它继续固化。

这时新使用的环氧树脂不能与它进行化学链接，该环氧表面必须适当地进行预处理如打磨，才能得到好的粘接机械强度。

2. 环氧树脂固化后，其强度、硬度等力学性能变好，这是为什么

环氧材料的固化成型过程是一个很复杂的物理变化和化学变化过程，其影响因素也很多。可概括如下：
(1)环氧胶液(液态环氧树脂胶液，或环氧树脂溶液，或环氧树脂熔液)对固体材料(纤维、填料、被粘接面、涂层基底等)的润湿、浸渍。也可制成预浸料或模塑料。主要影响因素是胶液与固体材料的相容性(亲和性，可用调整胶液配方设计和固体表面处理等方法来改善)和胶液的黏度，(取决于胶液配方和环境温度)。
(2)物料充填模腔或流平，形成致密的物体。主要影响因素是物料的流动性，主要是胶液的黏度。这都取决于胶液配方和环境温度。可以用加压和抽真空的方法来协助实现充模及形成致密的物体。
(3)进行固化反应。在一定的条件下环氧低聚物与固化剂、改性剂开始反应，从胶液→凝胶化→玻璃化→三维交联结构固化物。主要的影响因素是体系的热历程。包括：预热温度、升降温速度、固化温度、固化时间、后固化温度及时间等。此外，固化压力对固化反应及制品的密实和形状稳定也有一定的作用。主要影响因素是胶液配方和环境温度及湿度等。
(4)环氧基体(环氧固化物)的结构形成。这是随着环氧树脂固化反应的进行而逐步形成的。包括固化物化学结构的形成和固化物聚集态结构的形成。主要影响因素是胶液配方和体系的热历程。
(5)环氧材料界面层结构的形成。它也是随着环氧树脂固化反应的进行逐步形成的。不仅取决于胶液配方和体系的热历程，而且还与纤维、填料等材料的表面性能密切相关。

3. 环氧树脂使用时为什么需要加固化剂，固化剂用量

环氧树脂一般和添加物同时使用，以获得应用价值。添加物可按不同用途加以选择，常用添加物有以下几类：(1)固化剂;(2)改性剂;(3)填料;(4)稀释剂;(5)其它。
其中固化剂是必不可少的添加物，无论是作粘接剂、涂料、浇注料都需添加固化剂，否则环氧树脂不能固化。
由于用途性能要求各不相同，对环氧树脂及固化剂、改性剂、填料、稀释剂等添加物也有不同的要求。现将它们的选择方法简介于下：
(一)环氧树脂的选择
1、从用途上选择
作粘接剂时最好选用中等环氧值(0.250.45)的树脂，如6101、634;作浇注料时最好选用高环氧值(0.40)的树脂，如618、6101;作涂料用的一般选用低环氧值(<0.25)的树脂，如601、604、607、609等。
2、从机械强度上选择
环氧值过高的树脂强度较大，但较脆;环氧值中等的高低温度时强度均好;环氧值低的则高温时强度差些。因为强度和交联度的大小有关，环氧值高固化后交联度也高，环氧值低固化后交联度也低，故引起强度上的差异。
3、从操作要求上选择
不需耐高温，对强度要求不大，希望环氧树脂能快干，不易流失，可选择环氧值较低的树脂;如希望渗透性也，强度较好的，可选用环氧值较高的树脂。
(二)、固化剂的选择
1、固化剂种类：
常用环氧树脂固化剂有脂肪胺、脂环胺、芳香胺、聚酰胺、酸酐、树脂类、叔胺，另外在光引发剂的作用下紫外线或光也能使环氧树脂固化。常温或低温固化一般选用胺类固化剂，加温固化则常用酸酐、芳香类固化剂。
2、固化剂的用量
(1)胺类作交联剂时按下式计算：
胺类用量=mg/hn
式中：
m=胺分子量
hn=含活泼氢数目
g=环氧值(每100克环氧树脂中所含的环氧当量数)
改变的范围不多于1020%，若用过量的胺固化时，会使树脂变脆。若用量过少则固化不完善。
(2)用酸酐类时按下式计算：
酸酐用量=mg(0.6~1)/100式中：
m=酸酐分子量
g=环氧值(0.6~1)为实验系数
3、选择固化剂的原则：固化剂对环氧树脂的性能影响较大，一般按下列几点选择。
(1)、从性能要求上选择：有的要求耐高温，有的要求柔性好，有的要求耐腐蚀性好，则根据不同要求选用适当的固化剂。
(2)、从固化方法上选择：有的制品不能加热，则不能选用热固化的固化剂。
(3)、从适用期上选择：所谓适用期，就是指环氧树脂加入固化剂时起至不能使用时止的时间。要适用期长的，一般选用酸酐类或潜伏性固化剂。
(4)、从安全上选择：一般要求毒性小的为好，便于安全生产。
(5)、从成本上选择。
(三)、改性剂的选择
改性剂的作用是为了改善环氧树脂的鞣性、抗剪、抗弯、抗冲、提高绝缘性能等。常用改性剂有：
(1)、聚硫橡胶：可提高冲击强度和抗剥性能。
(2)、聚酰胺树脂：可改善脆性，提高粘接能力。
(3)、聚乙烯醇叔丁醛：提高抗冲击鞣性。
(4)、丁腈橡胶类：提高抗冲击鞣性。
(5)、酚醛树脂类：可改善耐温及耐腐蚀性能。
(6)、聚酯树脂：提高抗冲击鞣性。
(7)、尿醛三聚氰胺树脂：增加抗化学性能和强度。
(8)、糠醛树脂：改进静弯曲性能，提高耐酸性能。
(9)、乙烯树脂：提高抗剥性和抗冲强度。
(10)、异氰酸酯：降低潮气渗透性和增加抗水性。
(11)、硅树脂：提高耐热性。
聚硫橡胶等的用量可以在50300%之间，需加固化剂;聚酰胺树脂、酚醛树脂用量一般为50100%，聚酯树脂用量一般在2030%，可以不再另外加固化剂，也可以少量加些固化剂促使反应快些。
一般说来改性剂用量越多，柔性就愈大，但树脂制品的热变形温度就相应下降。
为改善树脂的柔性，也常用增韧剂如：邻苯二甲酸二丁酯或邻苯二甲酸二辛酯。
(四)、填料的选择
填料的作用是改善制品的一些性能，并改善树脂固化时的散热条件，用了填料也可以减少环氧树脂的用量，降低成本。因用途不同可选用不同的填料。其大小最好小于100目，用量视用途而定。常用填料简介如下：
填料名称作用
石棉纤维、玻璃纤维增加韧性、耐冲击性
石英粉、瓷粉、铁粉、水泥、金刚砂提高硬度
氧化铝、瓷粉增加粘接力，增加机械强度
石棉粉、硅胶粉、高温水泥提高耐热性
石棉粉、石英粉、石粉降低收缩率
铝粉、铜粉、铁粉等金属粉末增加导热、导电率
石墨粉、滑石粉、石英粉提高抗磨性能及润滑性能
金刚砂及其它磨料提高抗磨性能
云母粉、瓷粉、石英粉增加绝缘性能
各种颜料、石墨具有色彩
另外据资料报导适量(2735%)p、as、sb、bi、ge、sn、pb的氧化物添加在树脂中能在高热度、压力下保持粘接性。
(五)、稀释剂的选择
其作用是降低粘度，改善树脂的渗透性。稀释剂可分惰性及活性二大类，用量一般不超过30%。常用稀释剂如下：
活性稀释剂
名称牌号用途备注
二缩水甘油醚600~30%需多加计算量固化剂
多缩水甘油醚630同上同上
环氧丙烷丁基醚660~15%同上
环氧丙烷苯基醚690同上同上
二环氧丙烷乙基醚669同上同上
三环氧丙烷丙基醚662同上同上
惰性稀释剂
名称用量备注
二甲苯~15%不需多加固化剂
甲苯同上同上
苯同上同上
丙酮同上同上
在加入固化剂之前，必须对所使用的树脂、固化剂、填料、改性剂、稀释剂等所有材料加以检查，应符合以下几点要求：
(1)、不含水份：含水的材料首先要烘干，含少量水的溶剂应尽量少用。
(2)、纯度：除水份以外的杂质含量最好在1%以下，若杂质在525%时虽也可使用权，但须增加配方的百分比。少量使用时用试剂级较好。
(3)、了解各材料是否失效。

4. 环氧树脂的力学性能是多少

环氧树脂有很多厂家生产。不同厂家的不同牌号的弯剪性能，抗冲击性能都大不一样。环氧树脂一般弯曲强度为70-120MPA，IZOD缺口冲击强度为2-21J/M。如果玻纤增加弯曲性能，抗冲击性都会增加。

5. 环氧树脂及其固化物的性能特点

1)力学性能高。
(2)粘接性能优异。
(3)固化收缩率小。一般为1％～2％。
(4)工艺性好。
(5)电性能好。
(6)稳定性好。不合碱、盐等杂质的环氧树脂不易变质。
(7)环氧固化物的耐热性一般为80～100℃。环氧树脂的耐 热品种可达200℃或更高。
(8)在热卧性树脂中，环氧树脂及其固化物的综合性能最好。

6. 请教i环氧树脂以及环氧树脂固化物的问题

环氧树脂最大的用途是作保护涂料，例如汽车底漆、面漆，船舶涂料，各种贮罐及其他产品的内涂层和面漆。

20世纪30年代，首先由瑞士的P.卡斯坦和美国的S.格林利合成，并确定了双酚A(DPP)与环氧氯丙烷(ECH)的反应产物（双酚A型环氧树脂）在工业上的重要性。1947年，瑞士汽巴公司开始工业化生产。50年代末至60年代初，其生产应用得到很大发展。此后，相继出现双酚A型以外的各种新型环氧树脂,达25种之多。世界环氧树脂1979年的生产能力约600kt,近几年又有所增加，其中70％以上由瑞士的汽巴- 嘉基公司和美国的陶氏化学公司及壳牌公司生产。

生产方法：
双酚 A型环氧树脂中的低分子量液态树脂是由过量的 ECH与 DPP在碱（如氢氧化钠）存在下分两步反应制得。制造技术的关键在于尽可能减少副反应，提高树脂质量，降低原料消耗。分子量较高的固态树脂用两条路线生产：①DPP与ECH在碱存在下直接反应，分子量由两种原料的摩尔比加以调节；②以液态树脂为原料,在催化剂存在下用双酚A进行链扩展得到聚合度较高的树脂,分子量通过液态原料树脂与双酚A的摩尔比进行调节。利用此种改良工艺可以直接制造分子量更高的树脂品级。

固化：
使用环氧树脂时,必须加入化学活性试剂,即固化剂，在适当条件下，使线型环氧树脂分子交联固化成网状大分子，方显示其固有的优良特性。固化剂分催化型（如三氟化硼胺络合物、叔胺）和共反应型（如多元胺、酸酐）。催化型固化剂引发环氧树脂均聚，其用量需根据实验确定；共反应型固化剂是含活泼氢的多官能度试剂，它是按化学计算量同树脂的活性基团（环氧基、羟基）进行反应。固化剂多达 300多种。例如脂肪族多元胺、低分子聚酰胺等，能在室温下固化环氧树脂；酸酐、芳香族多元胺等，则需靠加热完成固化反应。除正确选择环氧树脂和固化剂外，还需在配方中加入塑料助剂，如稀释剂（活性的和非活性的）、促进剂、增塑剂、增韧剂、填料等，以满足加工工艺和最终产品性能的要求。

应用：
环氧树脂易于改性，且又有优良的粘合性、电性能、力学性能、耐热、耐化学药品性能，故在机械、电子、建筑、化工等工业部门中广泛用作涂料、浇铸品、模塑件、胶粘剂和复合材料。
环氧树脂最大的用途是作保护涂料，例如汽车底漆、面漆，船舶涂料，各种贮罐及其他产品的内涂层和面漆。

环氧树脂作为涂料应用的主要方法：
①分子量较低的固态树脂（分子量约1000）用脂肪族多胺或低分子量聚酰胺于室温或稍加热交联固化，用于石油炼厂、化工厂和船舶维修；
②酯化环氧涂料，它是中等分子量固态树脂（分子量1500～2000）与各种脂肪酸进行酯化，其产物依脂肪酸性质的不同，或靠空气干燥（冷干漆）或加热固化（烘干漆），性能优于醇酸树脂涂料，生产成本较低，主要用于汽车底漆；
③较高分子量的固态树脂（分子量3000～4000）与醛的缩合物（如酚醛、脲醛，三聚氰胺甲醛树脂）混合，醛的缩合物作为固化剂和改性剂，靠加热固化，主要用途之一是饮料罐内涂层。目前，溶剂型涂料用得最多，为节能和防止公害，粉末涂料、无溶剂涂料和水系涂料日趋发展。

7. 环氧树脂的固化原理

原理：环氧树脂固化剂是与环氧树脂发生化学反应，形成网状立体聚合物，把复合材料骨材包络在网状体之中。 使线型树脂变成坚韧的体型固体的添加剂。

一般认为它通过四种途径的反应而成为热固性产物。

（1）环氧基之间开环连接；

（2）环氧基与带有活性氢官能团的硬化剂反应而交联；

（3）环氧基与硬化剂中芳香的或脂肪的羟基的反应而交联；

（4）环氧基或羟基与硬化剂所带基团发生反应而交联。

(7)超高强度环氧树脂固化物扩展阅读：

对环氧树脂胶黏剂的分类在行业中还有以下几种分法：

1、按其主要组成 分为纯环氧树脂胶黏剂和改性环氧树脂胶黏剂；

2、按其专业用途 分为机械用环氧树脂胶黏剂、建筑用环氧树脂胶黏剂、电子环氧树脂胶黏剂、修补用环氧树脂胶黏剂以及交通用胶、船舶用胶等；

3、按其施工条件 分为常温固化型胶、低温固化型胶和其他固化型胶；

4、按其包装形态 可分为单组分型胶、双组分胶和多组分型胶等；

还有其他的分法，如无溶剂型胶、有溶剂型胶及水基型胶等。但以组分分类应用较多。

其它类型

（1）缩水甘油酯类环氧树脂 缩水甘油酯类环氧树脂和二酚基丙烷环氧化树脂比较，它具有粘度低，使用工艺性好；反应活性高；粘合力比通用环氧树脂高，固化物力学性能好；电绝缘性好；耐气候性好，并且具有良好的耐超低温性。

在超低温条件下，仍具有比其它类型环氧树脂高的粘结强度。有较好的表面光泽度，透光性、耐气候性好。

（2）缩水甘油胺类环氧树脂 国内外已利用缩水甘油胺环氧树脂优越的粘接性和耐热性，来制造碳纤维增强的复合材料（CFRP）用于飞机二次结构材料。

（3）脂环族环氧树脂 这类环氧树脂是由脂环族烯烃的双键经环氧化而制得的，前者环氧基都直接连接在脂环上，而后者的环氧基都是以环氧丙基醚连接在苯核或脂肪烃上。脂环族环氧树脂的固化物具有以下特点：

①较高的压缩与拉伸强度；

②长期暴置在高温条件下仍能保持良好的力学性能；

③耐电弧性、耐紫外光老化性能及耐气候性较好。

（4）脂肪族环氧树脂

8. 环氧树脂加什么东西能到达很好强度和光泽 谢谢。。

环氧树脂要达到高光抄泽高强度，主要取决于固化剂的选择，只要不选用脂肪胺，其他胺类固化剂都还不错，尤其是改性芳香胺，经济实惠，高光泽，固化物强度也不错，并且A胶里添加些填充料也会增加固化物的机械强度，基本不会影响固化物的光泽

9. T-31与环氧树脂固化，出来的固化物足够硬吗

你好啊！不知道你说要足够硬是个什么概念？
T31固化剂可以版说是市场是最便宜的固化剂了，一般市权场上的T31固化剂中都含有5-10%的水分。不含水的T31固化剂价格比普通含水的T31固化剂价格是要高很多的。T31固化剂固化环氧树脂得到的产物硬度还是可以的，缺点是胶层脆性大，粘接强度不高。
酚醛胺固化剂T31 128：T31=3~4:1配合使用在夏季30℃以上时，调胶100g可操作时间只有8~10分钟，固化：膜干时间：1～1.5小时，硬化时间：4～6小时
酚醛胺固化剂T31固化速度快，固化后环氧树脂很脆，一般用来做涂层，做粘接效果不是很好。
做涂层的话可以考虑加5～10%的无水酒精或丙酮，一是可以减小黏度，易于涂刷；二是酒精、丙酮加入后可以减慢固化速度，延长可操作时间
另外可以加入10%的增塑剂领苯二甲酸二丁酯（DBP），延缓固化速度，改善胶层韧性