环氧树脂的性质介绍：

  环氧树脂都含有环氧基，因此环氧树脂及其固化物的性能相似，但环氧树脂的种类繁多，不同种类的环氧树脂碳架结构有较大的差别，其性质有一定的差别。同一种类、不同牌号的环氧树脂因相对分子质量、分子量分布差异，其粘度、软化点、化学反应性等理化性质也有一定差异。即使同一种类同一牌号的环氧树脂，其固化物的性质也因固化剂及固化工艺的不同而有所不同。也就是说，环氧树脂的性质与其分子结构、固化工艺等有关。

  一般来说，作为目前应用最广的双酚A型环氧树脂，其分子中的双酚A骨架提供强韧性和耐热性，亚甲基链赋予柔软性，醚键赋予耐化学物品性，羟基赋予反应性和粘接性。双酚F型环氧树脂与双酚A型环氧树脂性质相似，只不过其粘度比双酚A型环氧树脂低得多，适合做无溶剂涂料。双酚S型环氧树脂也与双酚型A型环氧树脂相似，其粘度比双酚A型环氧树脂略高，其特点是固化物具有比双酚A型环氧树脂固化物更高的热变型温度和更好的耐热性能，氢化双酚A型环氧树脂的特点是树脂的黏度非常低，但凝胶时间比双酚A型环氧树脂凝胶时间长两倍多，其固化物的特点是耐候性好，可用于耐候性的防腐蚀涂料。酚醛环氧树脂主要包括苯酚线性酚醛环氧树脂和邻甲酚线性酚醛环氧树脂，其特点是每分子的环氧树脂官能度大于2，可使涂料的交联密度大，固化物耐化学物品型、耐腐蚀性以及耐热性比双酚A型环氧树脂好，但漆膜较脆，附着力稍低，且常常需要较高的固化温度，常用作集成电路和电子电路、电子元器件的封装材料。溴化环氧树脂因分子中含有阻燃元素，因此其阻燃性能高，可作为阻燃型环氧树脂使用，常用于印刷电路板、层压板等。脂环族环氧树脂因为其环氧树脂基直接连在脂环上，因此其固化物比缩水甘油型环氧树脂固化物更稳定，表现在良好的热稳定性、耐紫外线性好、树脂本身的黏度低，缺点是固化物的韧性较差，这类树脂在涂料中应用较少，主要用作防紫外线老化涂料。

  环氧树脂作为一种热固性树脂具有良好的点绝缘性、化学稳定性、粘接性、加工性等特点而被广泛应用于建筑、机械、电子电气、航空等领域。但环氧树脂含有大量的环氧基团，固化后交联密度大，内应力高，质脆，耐冲击性、耐开裂性、耐候性和耐湿热性较差，因而难以满足工程技术的要求，其应用受到一定的限制。近年来，结构粘结材料、封装材料纤维增强材料、层压板、集成电路等方面要求环氧树脂材料具有更好的综合性能，如韧性好。内部应力低，耐热性、耐水性、耐候性优良等，所以对环氧树脂的改性已成为一个研究热点。

  为了增加环氧树脂的韧性，最初人们采用的方法是加入一些增塑剂、增柔剂，但这些低分子物质会大大降低材料的耐热性、硬度、模量及电性能。从20世纪60年开始，国内外普遍开展了环氧树脂增韧改性的研究工作，以期在热性能、模具及电性能下降太大的情况下提高环氧树脂的韧性。

  耐湿热改性

  要提高环氧树脂的耐湿热性能，就要减少树脂基体分子结构中的极性基团，使树脂基体与水的相互作用降低从而降低树脂基体的吸水率；同时优化复合材料的成型工艺，较少复合材料在成型过程过程中产生的微孔、微裂纹、自由体积等也能提高其耐湿热性能。增大交联度，因其耐热基团如引入亚氨基、异氰酸酯基、嗯唑烷酮等，以及形成互穿聚合物网络是提高耐热性的重要手段。用含有端氨基的苯胺二苯醚树脂作固化剂改性环氧树脂，得到的复合材料在空气气氛中的初始分解温度高，耐湿热性能好。

  阻燃改性

  环氧树脂的阻燃性能较差，为改善其阻燃性，通常在环氧树脂中引入卤素、氮、磷、硼以及硅的固化剂来固化环氧树脂，也可以对环氧树脂进行结构改性，在环氧树脂分子中引入阻燃元素。溴化的酚醛型环氧树脂可作为封装材料用环氧树脂的反应性阻燃剂。由于氟原子电负性大，与碳原子结合键能高，氟原子间的斥力很大，高分子键内旋转困难，因此含氟环氧树脂具有优异的耐腐蚀性、电绝缘性、憎水性、抗污性，对被粘物浸润性好。

  化学改性

  通过改变环氧树脂的结构，在环氧树脂分子中引入一些化学基团，来改进环氧树脂的性能，拓宽其应用的范围。如用丙烯酸或甲基丙烯酸与环氧树脂中的部分环氧基反应，在分子保留部分环氧基的同时引入碳双键，使改性后的环氧树脂既具有光敏特性，又保留环氧树脂的一些优良特性。或在分子中引入一些亲水性基团，将环氧树脂改性为水性环氧树脂，使改性后的环氧树脂具有水分散性。

  水性环氧树脂

  传统的环氧树脂难溶于水，只能溶于芳烃类、酮类及醇类等有机溶剂，必须用有机溶剂作为分散介质，将环氧树脂配成一定浓度、一定粘度的树脂涂料才能使用。用有机溶剂作分散介质来稀释环氧树脂不仅成本高，而且在使用过程中，有机挥发（VOC）对操作工人身危害极大，对环境也会造成污染，为此，许多先后颁布了严格的限制VOC排放的法规。开发具有环保效益的环氧树脂水性技术成为各国研究的热点。从20世纪70年代，国外就开始研究具有环境友好特征的水性环氧树脂体系。为适应环保法规对VOC的限制，我国从20世纪90年代初开始水性环氧体系和水性环氧涂料的研究开发。水性环氧树脂一代产品是直接用乳化剂进行乳化，二代水性环氧体系是采用水溶性固化剂乳化油溶性环氧树脂，第三代水性环氧体系是由美国壳牌公司多年研究开发成功的，这一体系的环氧树脂和固化剂都接上了非离子型表面活性剂，乳业体系稳定，由其配制的涂料漆膜可达到或超过溶剂型涂料的漆膜性能指标。我国也正在积极进行水性环氧树脂体系的技术开发。

  环氧树脂的应用：

  环氧树脂具有优良的粘接性、热稳定性以及优异的耐化学药品性，作为胶黏剂、涂料和复合材料等的树脂基体，广泛应用于水利、交通、机械、电子、家电、汽车及航空等领域。作为涂料用的环氧树脂约占环氧树脂总量的35%。按环氧树脂固化方式的不同，环氧树脂涂料可分为常温固化型、自然干燥型、烘干型以及阳离子电泳环氧涂料。

  常温固化型环氧涂料由环氧树脂和常温固化剂两部分组成，以双组份包装形式使用，其主要应用对象是不能进行烘烤的大型钢铁构件和混凝土结构件。常温固化型环氧涂料的优点是在10℃以上的温度下即能形成3H铅笔硬度的耐化学药品性涂膜，缺点是涂膜易泛黄，易粉化。

  自然干燥型环氧涂料是由不饱和脂肪酸和松香酸等与环氧树脂化得到的酯化产物制备的涂料。它与普通的醇酸树脂涂料一样也有规定的酸的种类和用量。按油长分类，可分成长油型（干性）、中油型（半干性）和短油型（不干性）三种，油长不同，涂料的性能也有差异。在该类环氧涂料中加入一定量的环烷酸钴等金属盐催干剂，调制成单组份的涂料供应市场。这类涂料的固化机理与醇酸树脂涂料类似，在空气中氧的作用下，树脂分子内不饱和双键交联，其耐久性大幅度提高。这种涂料的用途与醇酸树脂涂料相类似，且保留了环氧树脂的一些特性，所以形成的漆膜与醇酸树脂涂料形成的漆膜耐化学物品性更为优越，但也易泛黄且有粉化的趋势。

  烘干型环氧涂料在常温下不能固化，必须经烘烤才能固化。烘干型环氧涂料一般是以酚醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、醇酸树脂和多异氰酸酯，或以热固性丙烯酸树脂作为固化剂，烘烤温度是固化剂官能团种类不同而异。采用已含羧甲基的酚醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂为固化剂时，烘烤温度非常低，而已含羧基或羧基的热固性丙烯酸树脂和醇酸树脂作固化剂时，烘烤温度居前两者之间。烘干型环氧涂料即可用作以保护功能为主要目的的底漆，又可用作以装饰功能为主的面漆，不过大多数情况是利用其优良的耐腐蚀性来作为底漆使用的。

  阳离子电泳环氧涂料是以环氧树脂作为成膜物质的阳离子电沉积涂料，它比通常的阳离子涂料具有更优越的防腐性能，专门用于大量生产的钢铁制品的底涂涂料。阳离子电泳环氧涂料由作为粘料的阳离子化的聚酰胺树脂、作为交联剂的嵌段多异氰酸酯以及作为颜料分散剂的鎓盐化环氧树脂所组成。电沉积涂装的原理实质上就是电泳原理，被涂物为阴极，对应极为阳极，带正电的涂料粒子在阴极上析出，沉积在被涂物的表面，形成60%以上的高浓度涂膜，然后用通常的烘烤方法进行烘干，使嵌段多异氰酸酯以羟基发生交联固化反应，最终形成所需要的涂膜。电沉积涂装方法效率较高，主要用于大量涂装的场合，其典型的用途是汽车底涂和铁架的涂装。环氧树脂涂料在防腐蚀、电气绝缘、交通运输、土木建筑及食品容器等领域有着广泛的应用。

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