吳瓊
邱鶴年 摘自：中國環氧樹脂網
采用活性稀釋劑可以調節環氧樹脂的粘度，提高浸漬、滴浸、粘合劑和層壓配方的潤濕性，并且可以增加填料的填充體積。本文對新型環氧樹脂活性稀釋劑——X-52型甲酚縮水甘油醚進行稀釋能力試驗；就其應用于E-51環氧樹脂——308不飽和聚酯樹脂體系無溶劑滴浸漆，與501型環氧丙烷丁基醚對固化物的機械、物理性能和電性能作試驗比較，并從揮發性、毒性和經濟效益方面予以對比。認為：在環氧樹脂應用中，X-52是值得推廣的新型活性稀釋劑。
E型環氧樹脂的粘度常在6000-40000厘泊范圍內。當應用于環氧無溶劑漆浸漬、滴浸電機繞組時，為了獲得可施工的工藝粘度，制得浸透完善的具有優異性能的漆種，往往需要加入一定量的稀釋劑。當用于環氧澆注、注射成型、層壓制品工藝時，為了達到較好的滲透力，以添加足量的填料，也需要加入適量的稀釋劑。因此，活性稀釋劑常是環氧樹脂配方中不可缺少的一個組成部分。
作為環氧樹脂活性稀釋劑，通常有三類：（1）單環氧化合物；（2）低粘度環氧化合物；（3）含環氧基并帶有其它反應基團的活性稀釋劑。目前采用環氧丙烷丁基醚、環氧丙烷異辛醚等單環氧化工合物比較常見，因為它們的粘度低，稀釋能力強，可十分有效地降低樹脂的粘度。
但是，由于環氧丙烷沸點低，常常在固化周期中不能得到預期滿意的結果。在實際應用中，尚嫌揮發量略大，有的在固化時，產生氣泡，體積收縮大，導致開裂；又毒性略強，對皮膚有剌激作用；而且價格尚高，經濟效益欠佳。
天津合成材料工業研究所的X-52環氧樹脂活性稀釋劑，是一種新結構的活性稀釋劑[2]。其學名為甲酚縮水甘油醚，相當于美國塞拉尼斯（Celanese）公司Epi-ROZ5011，芳香單縮水甘油醚。它粘度低，能有效益降低樹脂的粘度，與501活性稀釋劑（環氧丙烷丁基醚）相比，具有揮發量低，毒性小，幾乎無氣味，價格低等優點。它的色度高是一弱點，但一般并不影響用。X-52活性稀釋劑的主要技術指標見表1。
表1 X-52活性稀釋劑的主要技術指標
| 項目 |
技術指標 |
檢驗方法 |
| 外觀 |
淺褐色半透明液體 |
目測 |
| 環氧值 |
0.51-0.54當量/100克 |
鹽酸-丙酮法 |
| 粘度(25℃) |
6-7厘泊 |
旋轉式粘度計 |
| 比重d425 |
1.0820 |
比重計 |
| 沸點(℃) |
(210-220) |
(估計值) |
| 色度(加氏) |
(10) |
(按CelaneseCo) |
一、X
–52環氧樹脂活性稀釋劑對環氧滴浸漆粘度的影響
E-51環氧樹脂——308不飽和聚酯樹脂體系的無溶劑滴浸漆中，采用X-52活性稀釋劑進行稀釋，在漆溫30℃情況下，其粘度影響見圖一。（略）
可見當X-52活性稀釋劑在滴浸漆中的含量由10%增加到15%時，即可使漆的粘度下降40%。稀釋劑用量增加，粘度繼續下降。
也展示了501活性稀釋劑在滴浸漆中含量對粘度的影響。據文獻介紹，用苯基縮水甘油醚、環氧化苯乙烯[1]、環氧丙烷芐基醚[3]、賈如酚基縮水甘油醚[4]作為稀釋劑，均能有效降低環氧樹脂的粘度。若加入相同百分含量進行比較，稀釋效果的次序為：
環氧丙烷丁基醚（501）、環氧化苯乙烯 >
甲酚縮水甘油醚（X-52）、苯基縮水甘油醚 >賈如酚基縮水甘油醚、環氧丙烷芐基醚。
X-52活性稀釋劑能有效地降低無溶劑滴浸漆的粘度。其稀釋效果僅略低于環氧丙烷丁基醚和環氧化苯乙烯。
二、固化物的機械性能
一般來說，由于活性稀釋劑的官能度低于環氧樹脂的官能度。樹脂中添入稀釋劑后，它有抑制鏈生成的傾向，阻礙極限性能的改善，在宏觀上會出現降低固化體系機械性能的趨向。用X-52活性稀釋劑稀釋的無溶劑滴浸漆固化體系的機械性能變化，并和501活性稀釋劑進行比較的情況如下：
1、抗彎強度
X-52和501活性稀釋劑百分含量對環氧無溶劑滴浸漆固化物的抗彎強度的變化曲線表明：隨著稀釋劑百分含量的增加，固化物的抗彎強度線性下降。X-52活性稀釋劑比較01活性稀釋劑有較高的抗彎強度。含量10%時，抗彎強度高45%，含量15%時，高6倍。
2、沖擊強度
X-52和501活性稀釋劑百分含量對環氧無溶劑滴浸漆固化物的沖擊強度的變化曲線表明：由于稀釋劑分子中的長鏈取代基除參與樹脂的固化反應外，還能起良好的增柔作用，隨著稀釋劑百分含量的增加，固化物的沖擊強度有所提高。X-52活性稀釋劑與501活性稀釋劑呈近似互相平行的變化曲線。X-52較501活性稀釋劑稍低。
三、固化物的熱性能
馬丁耐熱度是鑒別環氧樹脂固化物在熱態下負荷的主要特性之一。X-52和501活性稀釋劑百分含量對環氧無溶劑滴浸漆固化物的馬丁耐熱的變化情況表明：活性稀釋劑會降低馬丁耐熱度。活性稀釋劑百分含量越高，馬丁耐熱度越低。當X-52活性稀釋劑含量超過15%時，馬丁耐熱低于室溫；而當用501活性稀釋劑時其含量超過10%時，馬丁耐熱已低于室溫，固化物呈彈性體。在相同的百分含量（例如10%）下，X-52比501活性稀釋劑馬丁耐熱度高8℃。
四、固化物的硬度
硬度是環氧樹脂固化物的物理性能之一。X-52和501活性稀釋劑百分含量對環氧無溶劑滴浸漆固化物的硬度變化曲線表明：活性稀釋劑會大大降低固化物的硬度，其百分含量越高，硬度越低。采用X-52活性稀釋劑時，在百分含量10-20%內，硬度下降平坦，百分含量超過20%后，硬度急劇下降。而501活性稀釋劑，在百分含量10-20%范圍內，硬度急速下降，超過20%后，硬度下降變緩。除百分含量30%外，X-52皆比501活性稀釋劑的硬度為高。百分含量15時，高7.5度（邵爾氏硬度）
五、固化物的電性能
與上述同樣的理由，環氧樹脂中添入活性稀釋劑后，在宏觀上會出現降低固化體系電性能的趨向。用X-52和501活性稀釋劑后，電性能的變化如下：
1、體積電阻
X-52和501活性稀釋劑百分含量對環氧無溶劑滴浸漆固化物的體積電阻的影響表明：活性稀釋劑顯著降低體積電阻，稀釋劑百分含量越高，體積電阻越低。二種稀釋劑有相當接近的數值變化。X-52較501活性稀釋劑有略高的體積電阻值。但當其百分含量在10-20%的范圍內，體積電阻均在6×1015Ω·Cm以上。
2、表面電阻
X-52和501活性稀釋劑百分含量對環氧無溶劑滴浸漆固化物的表面電阻的影響表明：它們對表面電阻影響不明顯。在所試驗的百分含量（10-30%）范圍內，表面電阻值1013-1015Ω之間變化。
表2 活性稀釋劑對環氧滴浸漆固化物的表面電阻的影響
| 含量% |
X-52活性稀釋劑 |
501活性稀釋劑 |
| 10 |
2.72×1014Ω |
4.96×1013Ω |
| 15 |
4.3×1013Ω |
1.02×1014Ω |
| 20 |
9.64×1013Ω |
2.42×1014Ω |
| 25 |
6.98×1013Ω |
1.14×1014Ω |
| 30 |
1.95×1015Ω |
3.64×1013Ω |
六、分析討論
在討論活性稀釋劑對環氧樹脂各種性能的影響時，值得指出的是：環氧樹脂的極限結構不但受活性稀釋劑百分含量的影響，而且也同時受固化程度的影響，即隨固化時溫度和時間的變化而變化。Milton觀察到環氧樹脂的電氣強度根據固化溫度和鑄模材料的不同，在一個較寬的范圍內變化。Cuthrell也曾指出環氧樹脂中殘余的未固化的組分對電性能有重要影響[5]。為了對X-52活性稀釋劑和501活性稀釋劑進行比較，試驗時，采用了相同的固化工藝參數，并在相同的試驗條件下測試。從試驗數據不難看出：采用X-52型甲酚縮水甘油醚作為E-51環氧樹脂——308不飽和聚酯樹脂體系的活性稀釋劑配成的環氧無溶劑滴浸漆較之501型環氧丙烷丁基醚作為活性稀釋劑時，具有相對較高的抗彎強度、馬丁耐熱度、硬度和體積電阻，而沖擊強度、表面電阻比較接近。
試驗數據還表明：為了保持環氧樹脂固化體系的機械、物理性能和電氣性能，稀釋劑的百分含量（重量比）最好是10%，一般不超過15%。此時，已能使環氧無溶劑滴浸漆的粘度顯著降低，滿足通常的工藝施工要求。
在此同時，還要注意到：X-52活性稀釋劑沸點較高，比501活性稀釋劑約高40-50℃（估算），揮發量小，工藝性好。X-52活性稀釋劑毒性較501活性稀釋劑小（大白鼠經口劑量LD50急性試驗正在測定），剌激氣味小，操作時改善了勞動條件。X-52活性稀釋劑現價每公斤13元，較501活性稀釋劑現售價低1元，經濟效益明顯。
X-52活性稀釋劑色澤度較高，是一弱點。
以上試驗只是初步的，對X-52活性稀釋劑的性能測試及其應用還有待于繼續進行相溶性、固化度和其他一些性能以及真機使用性能等試驗工作。
七、結論
低毒、低揮發性的X-52型甲酚縮水甘油醚作為活性稀釋劑，能有效地降低環氧樹脂的粘度，在環氧無溶劑滴浸漆中應用時，其固化物具有良好的機械性能、物理性能和電性能。而且價格較低。在環氧樹脂應用中是值得推廣的一種新型活性稀釋劑。
參考文獻
[1] H.Lee, K.Neville, EPOXY RESINS, 焦書科等譯，1965
[2] 楊 ，X-52活性稀釋劑，天津科技消息，1083，No.5
[3]
化工部涂料工業研究所三室水艙漆組，環氧丙烷芐基醚，涂料工業，1990，NO.3
[4]
劉同保，俞曉薇，賈如酚基縮水甘油醚，涂料工業，1981，NO.3
[5] Journal of Applied Polymer Science,Vo126,NO.7,1981甲酚縮水甘油醚作為