环氧树脂( 三 )

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环氧树脂LED封装胶胺类用量=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）改变的範围不多于10-20%，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）为实验係数选择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：有的製品不能加热，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。改性选择改性剂的作用是为了改善环氧树脂的鞣性、抗剪、抗弯、抗沖、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）聚醯胺树脂：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：提高抗剥性和抗沖强度。（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50-300%之间，需加固化剂；聚醯胺树脂、酚醛树脂用量一般为50-100%，聚酯树脂用量一般在20-30%，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，但树脂製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。填料选择填料的作用是改善製品的一些性能，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（27-35%）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。稀释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乾，含少量水的溶剂应儘量少用。（2）纯度：除水份以外的杂质含量最好在1%以下，若杂质在5-25%时虽然也可以使用，但须要增加配方的百分比（少量使用时用试剂级较好）。（3）了解各材料是否失效。在缺少验收条件的厂，使用前最好按配方做个小样试验。固化阶段操作时间操作时间（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套用。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。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连结，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连结，因此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。套用领域序言简介环氧树脂优良的物理机械和电绝缘性能、与各种材料的粘接性能、以及其使用工艺的灵活性是其他热固性塑胶所不具备的。因此它能製成涂料、複合材料、浇铸料、胶粘剂、模压材料和注射成型材料，在国民经济的各个领域中得到广泛的套用。涂料用途环氧树脂在涂料中的套用占较大的比例，它能製成各具特色、用途各异的品种。其共性：1．耐化学品性优良，尤其是耐硷性。2．漆膜附着力强，特别是对金属。3．具有较好的耐热性和电绝缘性。4．漆膜保色性较好。但是双酚A型环氧树脂涂料的耐候性差，漆膜在户外易粉化失光又欠丰满，不宜作户外用涂料及高装饰性涂料之用。因此环氧树脂涂料主要用作防腐蚀漆、金属底漆、绝缘漆，但杂环及脂环族环氧树脂製成的涂料可以用于户外。胶粘用途环氧树脂除了对聚烯烃等非极性塑胶粘结性不好之外，对于各种金属材料如铝、钢、铁、铜；非金属材料如玻璃、木材、混凝土等；以及热固性塑胶如酚醛、氨基、不饱和聚酯等都有优良的粘接性能，因此有万能胶之称。环氧胶粘剂是结构胶粘剂的重要品种。环氧树脂胶粘剂的主要用途见表l-1．表l-2及表l-3 。表1-1 环氧树脂胶粘剂的主要用途套用领域被粘材料主要特徵主要用途土木建筑混凝土，木，金属，玻璃，热固性塑低黏度，能在潮湿面（或水中）固化，低温固化性混凝土修补（新旧面的衔接），外墙裂缝修补，嵌板的粘结，下水道管的连线，地板粘结，建筑结构加固。电子电器金属、陶瓷，玻璃，FRP等势固性塑胶电绝缘性、耐湿性，耐热冲击性，耐热性，低腐蚀性电子元件，积体电路，液晶屏，光碟，扬声器，磁头，铁芯，电池盒，抛物面天线，印製电路板航天航空金属，热固性塑胶，FRP（纤维增强塑胶）耐热，耐冲击，耐湿性，耐疲劳，耐辐射线同种金属、异种金属的粘接，蜂窝芯和金属的粘接，複合材料，配电盘的粘接汽车机械金属，热固性塑胶，FRP耐湿性，防鏽，油麵粘接，耐磨耐久性（疲劳特性）车身粘结，薄钢板补强，FRP粘结，机械结构的修复、安装体育用品金属，木，玻璃，热固性塑胶，FRP耐久性，耐冲击性滑雪板，高尔夫球桿，网球拍其他金属，玻璃，陶瓷低毒性，不泛黄文物修补，家庭用电子电器由于环氧树脂的绝缘性能高、结构强度大和密封性能好等许多独特的优点，已在高低压电器、电机和电子元器件的绝缘及封装上得到广泛套用，发展很快。主要用于：1．电器、电机绝缘封装件的浇注。如电磁铁、接触器线圈、互感器、乾式变压器等高低压电器的整体全密封绝缘封装件的製造。在电器工业中得到了快速发展。从常压浇注、真空浇注已发展到自动压力凝胶成型。中国树脂线上表1-2 环氧胶粘剂在土木建筑上的主要用途工程类别粘接对象典型用途主要组成基础结构岩石—岩石金属—石或混凝土金属—混凝土金属—金属疏鬆岩层的补强、基础加固、预埋螺栓、底脚等，柱子、桩头、接长、悬臂樑加粗、桥樑加固、路面设施敷设环氧—稀释剂—改性胺环氧—填料—改性胺双酚S环氧—缩水甘油胺树脂—丁基橡胶—改性胺地面瓷、花岗石—混凝土金属—混凝土砂石—混凝土PVC—橡胶—金属耐腐蚀地坪製造中粘结构及勾缝；地面防滑和美化、净化；地板的铺设环氧—填料—改性胺环氧—聚硫橡胶—改性胺丙烯酸酯—环氧共聚乳液维修混凝土、钢筋、灰浆堤坝、闸门、建筑物的裂缝、缺损、起壳的修复，新旧水泥粘接环氧—糖醇—改性胺环氧—沥青—改性胺环氧—活性石灰—改性胺装潢金属、玻璃、大理石、瓷砖有机玻璃、聚碳酸酯墙面、门面、招牌、广告牌的安装和装潢环氧—聚氯酯环氧—有机硅橡胶给排水金属、混凝土管道、水渠衬里，管接头密封环氧—改性芳香胺表1-3 环氧胶粘剂在汽车上的主要用途用途被粘材料粘结部位典型组成卷边、点焊钢板—钢板发动机罩、门、行李箱底单组分、环氧—聚氯酯补强钢板—FRP钢板—发泡材料门中部门把手环氧—偏硼酸三甲酯环氧—聚醯胺结构粘接碳、玻璃纤维，钢，生铁驱动轴、剎车片单组分环氧原浆料粘结密封FRP—涂装钢板车顶—窗框环氧—聚硫橡胶装饰粘接聚丙烯酸酯—聚丙烯后背灯座改性环氧树脂2．广泛用于装有电子元件和线路的器件的灌封绝缘。已成为电子工业不可缺少的重要绝缘材料。3．电子级环氧模塑胶用于半导体元器件的塑封。来发展极快。由于它的性能优越，大有取代传统的金属、陶瓷和玻璃封装的趋势。4．环氧层压塑胶在电子、电器领域套用甚广。其中环氧覆铜板的发展尤其迅速，已成为电子工业的基础材料之一。此外，环氧绝缘涂料、绝缘胶粘剂和电胶粘剂也有大量套用。工程塑胶环氧工程塑胶主要包括用于高压成型的环氧模塑胶和环氧层压塑胶，以及环氧泡沫塑胶。环氧工程塑胶也可以看作是一种广义的环氧複合材料。环氧複合材料主要有环氧玻璃钢(通用型複合材料)和环氧结构複合材料，如拉挤成型的环氧型材、缠绕成型的中空迴转体製品和高性能複合材料。环氧複合材料是化工及航空、航天、军工等高技术领域的一种重要的结构材料和功能材料。土建材料主要用作防腐地坪、环氧砂浆和混凝土製品、高级路面和机场跑道、快速修补材料、加固地基基础的灌浆材料、建筑胶粘剂及涂料等。优缺对照首先环氧树脂的优点，这里所说的环氧树脂通常是指双酚A型环氧树脂。1．单独的环氧树脂套用价值很低，它需要与固化剂配合使用才有实用价值。2．高粘接强度：在合成胶粘剂中环氧树脂胶的胶接强度居前列。3．固化收缩率小，在胶粘剂中环氧树脂胶的收缩率最小，这也是环氧树脂胶固化胶接高的原因之一4．耐化学性能：在固化体系中的醚基、苯环和脂肪羟基不易受酸硷侵蚀。在海水、石油、煤油、10%H2SO4、10%HCl、10%HAc、10%NH3、10%H3PO4和30%Na2CO3中可以用两年；而在50%H2SO4和10%HNO3常温浸泡半年；10%NaOH（100℃）浸泡一个月，性能保持不变。5．电绝缘性优良：环氧树脂的击穿电压可大于35kv/mm6．工艺性能良好、製品尺寸稳定、耐性良好和吸水率低。其次，双酚A型环氧树脂的优点固然好，但也有其缺点：第一、操作粘度大，这在施工方面显的有些不方便第二、固化物性能脆，伸长率小。第三、剥离强度低。第四、耐机械冲击和热冲击差。特性环氧树脂软化剂套用特性1、形式多样。各种树脂、固化剂、改性剂体系几乎可以适应各种套用对形式提出的要求，其範围可以从极低的粘度到高熔点固体。2、固化方便。选用各种不同的固化剂，环氧树脂体系几乎可以在0～180℃温度範围内固化。3、粘附力强。环氧树脂分子链中固有的极性羟基和醚键的存在，使其对各种物质具有很高的粘附力。环氧树脂固化时的收缩性低，产生的内应力小，这也有助于提高粘附强度。4、收缩性低。环氧树脂和所用的固化剂的反应是通过直接加成反应或树脂分子中环氧基的开环聚合反应来进行的，没有水或其它挥发性副产物放出。它们和不饱和聚酯树脂、酚醛树脂相比，在固化过程中显示出很低的收缩性(小于2%) 。5、力学性能。固化后的环氧树脂体系具有优良的力学性能。6、电性能。固化后的环氧树脂体系是一种具有高介电性能、耐表面漏电、耐电弧的优良绝缘材料。7、化学稳定性。通常，固化后的环氧树脂体系具有优良的耐硷性、耐酸性和耐溶剂性。像固化环氧体系的其它性能一样，化学稳定性也取决于所选用的树脂和固化剂。适当地选用环氧树脂和固化剂，可以使其具有特殊的化学稳定性能。8、尺寸稳定性。上述的许多性能的综合，使环氧树脂体系具有突出的尺寸稳定性和耐久性。9、耐霉菌。固化的环氧树脂体系耐大多数霉菌，可以在苛刻的热带条件下使用。类型分类根据分子结构，环氧树脂大体上可分为五大类：1、缩水甘油醚类环氧树脂2、缩水甘油酯类环氧树脂3、缩水甘油胺类环氧树脂4、线型脂肪族类环氧树脂5、脂环族类环氧树脂複合材料工业上使用量最大的环氧树脂品种是上述第一类缩水甘油醚类环氧树脂，而其中又以二酚基丙烷型环氧树脂(简称双酚A型环氧树脂)为主。其次是缩水甘油胺类环氧树脂。1、缩水甘油醚类环氧树脂缩水甘油醚类环氧树脂是由含活泼氢的酚类或醇类与环氧氯丙烷缩聚而成的。(1)二酚基丙烷型环氧树脂二酚基丙烷型环氧树脂是由二酚基丙烷与环氧氯丙烷缩聚而成。工业上作为树脂的控制指标如下：①环氧值。环氧值是鉴别环氧树脂性质的最主要的指标，工业环氧树脂型号就是按环氧值不同来区分的。环氧值是指每100g树脂中所含环氧基的物质的量数。环氧值的倒数乘以100就称之为环氧当量。环氧当量的含义是：含有1mol环氧基的环氧树脂的克数。②无机氯含量。树脂中的氯离子能与胺类固化剂起络合作用而影响树脂的固化，同时也影响固化树脂的电性能，因此氯含量也环氧树脂的一项重要指标。③有机氯含量。树脂中的有机氯含量标誌着分子中未起闭环反应的那部分氯醇基团的含量，它含量应儘可能地降低，否则也要影响树脂的固化及固化物的性能。④挥发分。⑤粘度或软化点。(2)酚醛多环氧树脂酚醛多环氧树脂包括有苯酚甲醛型、邻甲酚甲醛型多环氧树脂，它与二酚基丙烷型环氧树脂相比，线上型分子中含有两个以上的环氧基，因此固化后产物的交联密度大，具有优良的热稳定性、力学性能、电绝缘性、耐水性和耐腐蚀性。它们是由线型酚醛树脂与环氧氯丙烷缩聚而成的。(3)其它多羟基酚类缩水甘油醚型环氧树脂这类树脂中具有实用性的代表有：间苯二酚型环氧树脂、间苯二酚-甲醛型环氧树脂、四酚基乙烷型环氧树脂和三羟苯基甲烷型环氧树脂，这些多官能缩水甘油醚树脂固化后具有高的热变形温度和刚性，可单独或者与通用E型树脂共混，供作高性能複合材料(ACM)、印刷线路板等基体材料。(4)脂族多元醇缩水甘油醚型环氧树脂脂族多元醇缩水甘油醚分子中含有两个或两个以上的环氧基，这类树脂绝大多数粘度很低;大多数是长链线型分子，因此富有柔韧性。2、其它类型环氧树脂(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这类树脂的优点是多官能度、环氧当量高，交联密度大，耐热性显着提高。上前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，来製造碳纤维增强的複合材料(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製得的，它们的分子结构和二酚基丙烷型环氧树脂及其它环氧树脂有很大差异，前者环氧基都直接连线在脂环上，而后者的环氧基都是以环氧丙基醚连线在苯核或脂肪烃上。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)脂肪族环氧树脂这类环氧树脂分子结构里不仅无苯核，也无脂环结构。仅有脂肪链，环氧基与脂肪链相连。环氧化聚丁二烯树脂固化后的强度、韧性、粘接性、耐正负温度性能都良好。