環(huán)氧樹(shù)脂的合成方法及三大特點(diǎn)

       合成方法

       1 、液態(tài)雙酚A

       環(huán)氧樹(shù)脂的合成方法歸納起來(lái)大致有兩種：一步法和二步法。

       一步法又可分為一次加堿法和二次加堿法。二步法又可分為間歇法和連續(xù)法。一步法工藝是把雙酚A 和環(huán)氧氯丙烷在NaOH 作用下進(jìn)行縮聚，即開(kāi)環(huán)和閉環(huán)反應(yīng)在同一反應(yīng)條件下進(jìn)行的。目前國(guó)內(nèi)產(chǎn)量最大的E—44 環(huán)氧樹(shù)脂就是采用一步法工藝合成的。

       二步法工藝是雙酚A 和環(huán)氧氯丙烷在催化劑(如季銨鹽)作用下，第一步通過(guò)加成反應(yīng)生成二酚基丙烷氯醇醚中間體，第二步在NaOH 存在下進(jìn)行閉環(huán)反應(yīng)，生成環(huán)氧樹(shù)脂。二步法的優(yōu)點(diǎn)是：反應(yīng)時(shí)間短；操作穩(wěn)定，溫度波動(dòng)小，易于控制；加堿時(shí)間短，可避免環(huán)氧氯丙烷大量水解；產(chǎn)品質(zhì)量好而且穩(wěn)定，產(chǎn)率高。國(guó)產(chǎn)E—51、E—54 環(huán)氧樹(shù)脂就是采用二步法工藝合成的。

       2、 固態(tài)雙酚A

       環(huán)氧樹(shù)脂的合成方法大體上也可分為兩種：一步法和二步法。一步法又可分為水洗法、溶劑萃取法和溶劑法。二步法又可分為本體聚合法和催化聚合法。

       一步法(國(guó)外稱Taffy 法)工藝是將雙酚A 與環(huán)氧氯丙烷在NaOH 作用下進(jìn)行縮聚反應(yīng)，用于制造中等相對(duì)分子質(zhì)量的固態(tài)環(huán)氧樹(shù)脂。如國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的E—20、E—14、E—12。

       二步法(國(guó)外稱advancment 法)工藝是將低相對(duì)分子質(zhì)量液態(tài)E 型環(huán)氧樹(shù)脂和雙酚A 加熱溶解后，在高溫或催化劑作用下進(jìn)行加成反應(yīng)，不斷擴(kuò)鏈，最后形成高相對(duì)分子質(zhì)量的固態(tài)環(huán)氧樹(shù)脂，如E—10、E—06、E—03 等都采用此方法合成。

       3 、一步法和兩步法的優(yōu)缺點(diǎn)

       一步法合成時(shí)，反應(yīng)是在水中呈乳狀液進(jìn)行的。在制備高相對(duì)分子質(zhì)量樹(shù)脂時(shí)，后處理較困難。制得的樹(shù)脂相對(duì)分子質(zhì)量分布較寬，有機(jī)氯含量高。不易得到環(huán)氧值高、軟化點(diǎn)亦高的產(chǎn)品，以適應(yīng)粉末涂料的要求。

       而二步法合成時(shí)，反應(yīng)呈均相進(jìn)行，鏈增長(zhǎng)反應(yīng)較平穩(wěn)，因而制得的樹(shù)脂相對(duì)分子質(zhì)量分布較窄，有機(jī)氯含量較低，環(huán)氧值和軟化點(diǎn)可通過(guò)配比和反應(yīng)溫度來(lái)控制和調(diào)節(jié)。具有工藝簡(jiǎn)單、操作方便、設(shè)備少、工時(shí)短、無(wú)三廢、一次反應(yīng)即可、產(chǎn)品質(zhì)量易控制和調(diào)節(jié)等優(yōu)點(diǎn)，因此日益受到重視。

       環(huán)氧樹(shù)脂應(yīng)用三大特點(diǎn)

       1 、具有極大的配方設(shè)計(jì)靈活性和多樣性。

       能按不同的使用性能和工藝性能要求，設(shè)計(jì)出針對(duì)性很強(qiáng)的最佳配方。這是環(huán)氧樹(shù)脂應(yīng)用中的一大特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。但是每個(gè)最佳配方都有一定的適用范圍(條件)，不是在任何工藝條件和任意使用條件下都宜采用。也就是說(shuō)沒(méi)有“萬(wàn)能”的最佳配方。必須根據(jù)不同的條件，設(shè)計(jì)出不同的最佳配方。

       由于不同配方的環(huán)氧樹(shù)脂固化體系的固化原理不完全相同，所以環(huán)氧樹(shù)脂的固化歷程，即固化工藝條件對(duì)環(huán)氧固化物的結(jié)構(gòu)和性能影響極大。相同的配方在不同的固化工藝條件下所得產(chǎn)品的性能會(huì)有非常的大的差別。所以正確地作出最佳材料配方設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)是環(huán)氧樹(shù)脂應(yīng)用技術(shù)的關(guān)鍵，也是技術(shù)機(jī)密所在。

       就必須深入了解和掌握環(huán)氧樹(shù)脂及其固化劑、改性劑等的結(jié)構(gòu)與性能、它們之間的反應(yīng)機(jī)理以及對(duì)環(huán)氧固化物結(jié)構(gòu)及性能的影響。這樣才能在材料配方設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)中得心應(yīng)手，運(yùn)用自如，取得最佳方案，生產(chǎn)和開(kāi)發(fā)出性能最佳、成本最低的環(huán)氧材料和制品。

       2 、不同的環(huán)氧樹(shù)脂固化體系分別能在低溫、室溫、中溫或高溫固化，能在潮濕表面甚至在水中固化，能快速固化、也能緩慢固化，所以它對(duì)施工和制造工藝要求的適應(yīng)性很強(qiáng)。環(huán)氧樹(shù)脂可低壓成型或接觸壓成型，因此可降低對(duì)成型設(shè)備和模具的要求，減少投資，降低成本。

       3 、在三大通用型熱固性樹(shù)脂中，環(huán)氧樹(shù)脂的價(jià)格偏高，從而在應(yīng)用上受到一定的影響。但是，由于它的性能優(yōu)異，所以主要用于對(duì)使用性能要求高的場(chǎng)合，尤其是對(duì)綜合性能要求高的領(lǐng)域。