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環(huán)氧樹脂應用及其最新發(fā)展

 

環(huán)

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查文海

環(huán)氧樹脂用固化劑硬化后才有使用價值,它的一個特點是調合工藝的多樣性。通過選用不同的固化劑、改性劑、增韌劑和填料或顏料,使環(huán)氧樹脂獲得各種需要的特異性能,從而大大開拓了環(huán)氧樹脂的應用范圍,使它的應用面非常廣闊。影響環(huán)氧樹脂使用的因素很多,關鍵是:配方的設計(如選用什么樹脂、固化劑、輔料,固化工藝等);正確掌握施工技術,根據(jù)工藝設備環(huán)境具體情況,注意各個使用環(huán)節(jié)。

環(huán)氧樹脂使用大致有以下幾個環(huán)節(jié):

1、  配方的選定。2、表面處理。3、調膠。4、上膠或灌膠。5、固定凝膠。6、固化。

配方取決于用途,不同的應用場合有不同的設計方案。配方設計的好壞直接影響制品的使用效果。表面處理很重要,否則會影響粘接強度。調膠時應注意先將樹脂、填料、稀釋劑等調均勻后,最后再與固化劑充分調和均勻。上膠或灌膠要注意盡量減少氣泡的夾帶,特別是澆注時最好真空澆注。固定凝膠這一步對粘接操作非常重要,因為環(huán)氧樹脂粘接體系起始粘度較小,需對被粘物進行固定,做層壓制品時還應施加壓力,直至凝膠后方可除去壓力。固化操作必須按照給定的溫度和時間進行,這樣才能使固化物達到預期的效果。

環(huán)氧樹脂固化后的產(chǎn)品具有很多優(yōu)點,如機械性能優(yōu)異、電器絕緣性能好、耐腐蝕性能佳、收縮率低、粘接強度高、操作方便等。因而廣泛應用于涂料、粘接劑、層壓料、澆注料、包封料、浸漬料的制備上,在機械制造、電器電子、交通運輸、石油化工、國防建設等各部門發(fā)揮出極大的作用。隨著應用部門向以下方面的發(fā)展,環(huán)氧樹脂體系也有了很大的進步:

節(jié)省能源和資源,要求固化成型所需能量小;改善操作環(huán)境,減少以至消除公害;改善勞動強度,提高生產(chǎn)效率,提高產(chǎn)品性能及滿足制品精細化、美觀化、實用化、價格又要適應市場需求。為此出現(xiàn)了能低溫固化而耐熱性好的制品體系、能在紫外光下快速固化的光固化體系、沒有鹵素、磷、三氧化二銻的環(huán)保型阻燃澆注料體系、快速成型的擠拉成型體系、無溶劑或水溶劑的涂料體系……

為了適應不斷變化的市場,無論是環(huán)氧樹脂生產(chǎn)廠還是固化劑、助劑生產(chǎn)廠都應該關注以下一些應用部門的具體發(fā)展動態(tài):

1.  涂料

目前環(huán)氧樹脂最大的用戶仍然是涂料,溶劑型環(huán)氧涂料雖然還不少,但是產(chǎn)品結構已有很大的變化,已從傳統(tǒng)的溶劑型環(huán)氧涂料變化到粉末涂料 、無溶劑涂料、水性涂料或電泳涂料、光固化涂料。由于涂料行業(yè)的產(chǎn)品結構變化,對環(huán)氧樹脂的要求也發(fā)生了極大的變化。大家知道傳統(tǒng)的涂料大部分是用環(huán)氧硬樹脂作為原料,而現(xiàn)在的無溶劑涂料、水性涂料或電泳涂料、光固化涂料大多不采用環(huán)氧硬樹脂作原料。雖然粉末涂料的比例占了整個環(huán)氧涂料的三分之一左右,現(xiàn)在生產(chǎn)的環(huán)氧硬樹脂大部分都是用來加工環(huán)氧粉末涂料的。環(huán)氧硬樹脂的市場份額在涂料行業(yè)中占有不小的比例,但涂料市場上其它三分之二的原料量更大,更應該設法去占領。

汽車用的電泳漆、耐候涂料。船舶、集裝箱、輸油、氣管道用的重防腐涂料。信息材料處理用的光固化涂料。等等應用部門所用的環(huán)氧樹脂都在朝著無溶劑、水性、低粘度、耐候性、快速固化的要求方面發(fā)展。因而開發(fā)雙酚F型、脂環(huán)型、丙烯酸型及含氮的環(huán)氧樹脂或它們的改性樹脂、配套的固化劑等顯得尤其重要。

現(xiàn)今高科技產(chǎn)品的發(fā)展速度大家有目共睹,也都想為高科技領域作出相應的服務。如光學儀器涂料、顯示管防爆涂料、高級地坪涂料等要求環(huán)氧樹脂無色透明、既要柔性又要耐磨還要容易固化。這就要求有新的環(huán)氧樹脂涂料系統(tǒng)與之相適應。

2.    電器、電子工業(yè)

電器、電子工業(yè)用的環(huán)氧樹脂的量占到第二位。電器工業(yè)正朝著大型發(fā)電、高壓送電、的方向發(fā)展,大型的核電、水電裝置已使火電廠相形見絀,更何況在不久的將來風電、地熱發(fā)電裝置相繼興建,全國電網(wǎng)的改造。這些都對環(huán)氧樹脂提出更為嚴格要求,因為它們大部分都是在室外應用,如變壓器、絕緣子、風翼板、電纜頭等,使用的環(huán)境更為苛刻。要求環(huán)氧樹脂系統(tǒng)純度高、耐候性好、吸濕率低、耐鹽霧、阻燃以及綜合的機電性能佳。

這方面的市場極大部分為國外產(chǎn)品所占領,國內只有少數(shù)幾家可以少量供應。這應該是我國環(huán)氧樹脂行業(yè)發(fā)展的潛在市場。

其它如粘接劑在建筑行業(yè)中應用的速度發(fā)展也很快在此不一一介紹了。

利用形態(tài)

應用領域

具體內容

涂料

(油墨)

汽車

底盤底漆、部件漆,槽車內壁涂料

容器

食品罐內、外壁涂料,貯槽內外壁防腐涂料,

工廠設備

設備、管道防腐涂料,冰箱、洗衣機外層涂料,電器設備絕緣涂料

土建

橋梁防腐涂料,鋼結構防腐涂料,水坭制品防滲涂料,地坪涂料,裝飾涂料,功能涂料

船舶

底貨倉內壁涂料,海上集裝箱涂料,鋼鐵部件防腐涂料

其它

鋼家具粉末涂料,電阻元件粉末涂料,鋼制部件粉末涂料

復合材料

汽車

玻璃鋼車殼,玻璃鋼地板,玻璃鋼槽車,控制系統(tǒng)儀器儀表電器零部件,顯示器

 

工廠設備

玻璃鋼氧氣瓶,玻璃鋼貯槽,玻璃鋼容器,模具,螺旋漿,織機箭桿,飛機蜂窩結構件,引擎蓋,輥筒,軸,零部件,裝機基礎找平,自流平地坪

 

絕緣材料

覆銅板,玻璃鋼板、管、棒,變壓器,繼電器,高壓開關,絕緣子,互感器,阻抗器,電纜頭,電子器件、元件的密封或包封和塑封,發(fā)光二極管,信號燈,全封閉蓄電池,電機封裝

 

體育用品

玻璃鋼安全帽,球拍,高爾夫球桿,釣魚桿,保齡球,雪撬,沖浪板,玻璃鋼賽艇和賽車

 

其它

直升機螺旋葉片,風力發(fā)電機葉片,醫(yī)學儀器、手術刀柄

粘接劑

各領域

 

 

 

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