環(huán)氧樹(shù)脂涂料的增韌以及其他環(huán)氧樹(shù)脂的增韌研究

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近幾年，環(huán)氧樹(shù)脂發(fā)展迅速。由于環(huán)氧樹(shù)脂具有優(yōu)良的粘結(jié)附著力、耐高溫、耐化學(xué)品性能等特點(diǎn)，而被廣泛的用做涂料、粘接劑及功能性材料。但因環(huán)氧樹(shù)脂本身的結(jié)構(gòu)特性，限制了其在某些領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。因此環(huán)氧涂料的增韌以及其他環(huán)氧樹(shù)脂的增韌研究，一直都很熱門(mén)。關(guān)于環(huán)氧樹(shù)脂增韌的發(fā)展。絡(luò)合高新材料（上海）有限公司為大家?guī)��?lái)闡述，希望能幫到大家。

當(dāng)環(huán)氧樹(shù)脂未經(jīng)過(guò)增韌或增塑改性而制成的產(chǎn)品，因?yàn)槠浔拘猿蚀嘈暂^大，伸長(zhǎng)率較低的特點(diǎn)，不管做粘接，涂裝還是結(jié)構(gòu)復(fù)合，都會(huì)產(chǎn)生裂紋，即使在未加外力沖擊，其本身的應(yīng)力變化也會(huì)使裂紋擴(kuò)展導(dǎo)致接觸面，甚至膠體料內(nèi)層開(kāi)裂，抗疲勞性能降低，承載強(qiáng)度急劇減弱。

為改變環(huán)氧樹(shù)脂制品的這一致命缺陷，從環(huán)氧樹(shù)脂制品發(fā)明并投入應(yīng)用的同時(shí)，人們就開(kāi)始研究改變其缺點(diǎn)的方法，通常，都采用增韌或增塑的方法改善環(huán)氧樹(shù)脂制品的脆性。

改變環(huán)氧脆性缺陷的方法目前主要有以下幾種：增韌、增塑、增柔。改變制造方法，一般是添加增韌劑，增塑劑，增柔劑或者納米超細(xì)和晶須類的無(wú)機(jī)物，現(xiàn)在也有添加這種結(jié)構(gòu)的合成有機(jī)化學(xué)制品的，現(xiàn)在也有通過(guò)接枝反應(yīng)進(jìn)行增韌的工藝。增韌、增塑、增柔固體結(jié)構(gòu)物改型因工藝、材料應(yīng)用不同，其結(jié)構(gòu)也大不相同，效果也很不相同，其中增韌工藝的特色是：既能增加韌性，又基本不損害環(huán)氧制品基本性能。增塑工藝雖然也能降低脆性，但環(huán)氧制品剛性硬度、強(qiáng)度及耐熱性隨著塑性效果的增加會(huì)大幅度降低，而且，因?yàn)樵鏊軇┢洳荒茉诃h(huán)氧制品中與固化劑反應(yīng)，始終以海島式結(jié)構(gòu)游離在環(huán)氧和環(huán)氧制品中，不光是在未固化的環(huán)氧中產(chǎn)生游離和團(tuán)聚，甚至在固化后的成品中，由于應(yīng)力變化而產(chǎn)生團(tuán)聚和游離，使制品的應(yīng)力分布極不均勻產(chǎn)生波浪紋，表面硬度不一至，平面不平等，甚至產(chǎn)生凹坑，強(qiáng)度大幅度下降，耐熱、剛度性能減弱。

有一部份線型的高分子聚合物含有某些活性基團(tuán)，能參與環(huán)氧制品的固化，如一些熱塑性彈性體、熱塑性合成樹(shù)脂，合成橡膠，在固化后能較穩(wěn)定的結(jié)合在環(huán)氧制品的結(jié)構(gòu)中，提高環(huán)氧制品的柔韌度，抗沖擊性能，但制品的熱變形溫度和剛硬度都會(huì)下降，這些材料一般稱為增柔劑，增柔劑的表觀現(xiàn)象與溫度的敏感性很強(qiáng)，因?yàn)樵鲰g和增柔雖然機(jī)理和效果不同，但有時(shí)候能滿足環(huán)氧制品在一般制作上的要求，所以，很多制作工藝上會(huì)把增韌、增柔歸在一起混稱，甚至配合在一起用。

還有一些特殊結(jié)構(gòu)的無(wú)機(jī)微粉或晶須狀物，甚至有機(jī)固體合成材料微粉，也能添加到環(huán)氧樹(shù)脂起增韌作用，同時(shí)還能起一定的增強(qiáng)抗壓裂效果，有時(shí)還能相應(yīng)提高耐熱性能。

經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐和技術(shù)的改進(jìn)，不斷的考量和對(duì)比，現(xiàn)在的抗裂降脆都采用增韌的方法，增塑工藝已很少應(yīng)用。

增韌、增柔工藝現(xiàn)在用得最多的還是冷拼添加法、材料以端羧基液體丁腈橡膠、端羥基液體丁腈橡膠、端羧基聚丁二烯、端羥基丁腈橡膠為多，或者采用具有增韌效果的、柔性結(jié)構(gòu)的環(huán)氧活性稀釋劑，如聚乙二醇縮水甘油醚，聚丁二烯縮水甘油醚等，這些材料使用方便，局部應(yīng)用效果較好，但都有一個(gè)共同缺點(diǎn)，就是分布不均勻，在分散和反應(yīng)過(guò)程中都有團(tuán)聚現(xiàn)象發(fā)生，還有一個(gè)因結(jié)構(gòu)而造成的致命缺陷，就是硬度和耐溫性都會(huì)因添加量多少而相應(yīng)降低。

目前在增韌工藝和材料上較為先進(jìn)的就是采用多功能材料，復(fù)合配制具有反應(yīng)聚合性能的核殼結(jié)構(gòu)環(huán)氧超細(xì)橡膠增韌劑，這種增韌劑具有復(fù)雜的層間核殼結(jié)構(gòu)，核心為不同性能的超微細(xì)橡膠粒子，層間包裹著增柔的丙烯酸脂，外層通過(guò)反應(yīng)復(fù)合上環(huán)氧樹(shù)脂。當(dāng)環(huán)氧樹(shù)脂加固化劑聚合交聯(lián)時(shí)，均勻分散在樹(shù)脂主料中的增韌劑的環(huán)氧樹(shù)脂外殼就在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中聚合，固定在環(huán)氧制品的三維結(jié)構(gòu)中，再不遷移，永不聚集。

核殼結(jié)構(gòu)的增韌原理是：核心是回彈壓縮率極好的丁腈聚丁二烯類超細(xì)橡膠粒子，具有良好的壓縮回彈率，中間層加上丙烯酸脂類的應(yīng)力吸收層，能很好的緩沖吸收多個(gè)方向，各種因素沖擊來(lái)的內(nèi)外應(yīng)力，外殼是包裹均勻，與固化劑交聯(lián)效果很好的環(huán)氧樹(shù)脂，能均勻分散，滴入環(huán)氧膠主料，由于經(jīng)過(guò)特殊處理，在儲(chǔ)存過(guò)程和應(yīng)用操作中，一般都不會(huì)漂移，團(tuán)聚，分離。因?yàn)槠浞稚⒃诃h(huán)氧制品內(nèi)部抵抗應(yīng)力破壞由每個(gè)細(xì)微的結(jié)構(gòu)單獨(dú)完成，再多元復(fù)加，所以其本不影響環(huán)氧制品的硬度、強(qiáng)度和耐熱性，使環(huán)氧消除脆性，粘結(jié)強(qiáng)度，抗壓、抗沖擊力效果大幅度提升，所以現(xiàn)代高端環(huán)氧結(jié)構(gòu)、粘結(jié)、涂裝和復(fù)合材料制造工藝中被廣泛應(yīng)用。

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