不饱和树脂

概述：简述环氧树脂的发展概况，介绍环氧树脂及固化剂的特性，为研发人员选择使用提供理论根据和实际资料。
一．前言
     环氧树脂的发展及应用至今已历时50多年了，产量不断增加，质量不断提高，新品种不断涌现，涂料工业所用的环氧树脂约占其总产量的一半之多，制得众多的高性能涂料，例如食品罐及软饮料罐内壁涂料、船舶及重防腐蚀涂料、工业地坪涂料、绝缘漆等均以环氧树脂制成，粉末涂料不论是纯环氧、或环氧/聚酯均耗用大量环氧树脂，全世界每年生产1000万辆汽车，汽车的阴极电沉积底漆主要用环氧树脂为主要成分。
   二．环氧树脂的发展
环氧树脂的合成方法发明于30年代，在40年代环氧树脂的应用得到推广，随后美国的壳牌公司（Shell公司）、瑞士的汽巴公司相继投入工业生产，此后发展速度很快。美国的壳牌公司致力于开发新型多元醇，以制备高性能涂料。在50年代美国壳牌公司生产的环氧树脂，按不同分子量，主要有下列一些品种：Epon828、 Epon834、 Epon1001、 Epon1004、 Epon 1007、Epon1009。我国在1956年也开始试制环氧树脂，1958年春在上海树脂厂试产的环氧树脂的品种颇近于借鉴Shell公司产品编号，当时按上海树脂厂产品分类定名为628、634、601、604，后来国内兄弟工厂常沿用此命名。美国的壳牌公司（Shell公司）树脂，于2000年12月由阿波罗集团收购，更名为：锐意卓越产品公司。于2005年6月又更名为：瀚森化工有限公司。该公司（前壳牌Shell）自1948年首家成功大量生产环氧树脂以来，一直是环氧树脂，固化剂及叔碳酸衍生物行业的领导者。生产厂和研究中心主要位于欧美，全球都有业务、生产和研发中心。目前年产量约40万吨，年销售额约10亿美金。用户遍及从涂料到结构应用的各个领域。还有水性环氧系统的生产和研发方面都是全球领先水平。
   三．环氧树脂的性能   
    环氧树脂本身是热塑性的，要使环氧树脂制成有用的涂料或物质，就必须使环氧树脂与固化剂进行反应，交联而成为网状结构的大分子，才能显示出各种优良的性能。环氧树脂牌号很多，也各有特点，就壳牌Shell环氧树脂的主要牌号介绍如下，见表（一）：           环氧树脂  （原壳牌Shell）                                
表（一）牌号    粘度cp(25 ℃)   环氧当量 环氧值   特点 10000 － 12000 184－192 0.53-0.54 低粘度的液体环氧树脂。用于阴极电泳漆、环氧地坪、复合材料、无溶剂涂料  12000 － 14000 182－192 0.53-0.54 电子级环氧树脂。用于阴极电泳漆、电子胶、电子涂料 12000 － 14000 182－192 0.53-0.54 应用最广泛的环氧树脂。阴极电泳漆、环氧地坪、复合材料、无溶剂涂料 － 235－263 0.38－0.42 无溶剂涂料、船舶漆、环氧防腐漆、玻璃浸渍剂 － 450－500 0.20－0.22 阴极电泳漆、环氧防腐漆 － 450-500 0.20－0.22 1001的溶液产品，方便使用。用于环氧防腐漆、环氧地坪 － 550－650 0.15－0.18 阴极电泳漆、环氧防腐漆 － 880－980 0.10-0.11 阴极电泳漆、环氧酯烘漆 － 1600-2300 0.043－0.062 卷材涂料、食品罐烘漆 － 2300-3800 0.026－0.043 用于卷材涂料、食品罐烘漆、印铁涂料 5000 － 7000 180－195 0.51-0.56 低粘度环氧树脂混合物。用于胶粘剂、无溶剂涂料 5000 － 5300 189-200 0.50－0.53 低粘度环氧树脂混合物。用于高固分涂料、无溶剂涂料 2500 - 4500 165-173 0.58－0.61 双酚F环氧树脂，低粘度高柔韧性，强耐化学性能。 用于复合材料、高固分涂料、无溶剂涂料 、环氧地坪、电子灌封材料                 
四．环氧树脂固化剂的性能
环氧树脂的固化反应是通过加入固化剂来实现的。固化剂大多是直接参加反应而结合在涂膜结构中，也称交联剂。环氧树脂的品种较多，所以固化剂的种类更为繁多，可借以调节涂膜的性能、固化条件，如常温固化、加热固化、低温固化、潮湿固化、水下固化等。现将壳牌Shell环氧固化剂主要牌号介绍如下，见表（二）环氧固化剂  （原壳牌Shell）                        表（二）  牌号EPIKURE类型 胺值 色度粘度 Poise AHEW 凝胶时间
小时推荐用量 特点及用途 聚酰胺230-246 <12 500-700 156 5.5 82 应用广泛的固化剂。重防腐，环氧地坪。330-360 <12 80-120 103 2 54 应用广泛的固化剂。阴极电泳漆、重防腐、环氧地坪。360-390 <12 30-40 95 2 50 粘度较低的聚酰胺固化剂。重防腐，环氧地坪。230-246 <9 500-700 156 5.5 82 应用广泛的固化剂。重防腐，环氧地坪330-360 <9 80-120 103 2 54 应用广泛的固化剂。阴极电泳漆、重防腐、环氧地坪。360-390 <9 30-40 95 2 50 粘度较低的聚酰胺固化剂。重防腐，环氧地坪。230－250 <12 7－12 256 12 136 柔韧性非常好的固化剂，具有其它固化剂无法达到的柔性效果。此产品仅有锐意公司生产。可用于结构胶、高强涂料、复合材料等作为改性固化剂。 酰胺基胺 449-473 <13 150-300cp 90 4 48 胶粘剂、金属防腐、地坪等 517-569 <12 500-900cp 65 40min 35 粘结强度非常大的固化剂，快速固化，耐湿性好。用于结构胶很好的产品，也可用于环氧地坪。 449－473 13 0.15－0.30 90 4 48 胶粘剂、金属防腐、地坪等 413-441< 130.12－0.28904.535－100脂环胺 － <2 500-700 102-106 4 58 地坪、防腐面漆、无溶剂、高固分涂料。 － <2 100-200 75 2 40 比F205更快的固化剂。 － <2 350-550 93 3 50 冬用型固化剂 。用于环氧地坪。 384-407 <1 2－6 72 25min 38 地坪、防腐面漆 260-280 <1 200－400cp 114 1 60 耐化学品性和抗腐蚀性、光泽和颜色稳定性好、柔韧性好、混合粘度低。 用于无溶剂涂料、高固分维修底涂、柔和颜色的建筑涂料、储罐及管道内涂。脂肪胺加成物 350-390 <5 0.2－0.7 76 14min 40 耐化学性能很强的固化剂。可用于石油管道、化工设备的防腐及防护，及其它重防腐工程。305-325<140-60cp762．236－42EPIKURE™固化剂 3274, 是一种低粘度中等反应速度的脂肪胺，可以抗 “油面”， “发花’’和 “回潮”。颜色很浅，较长的适用期。 特别推荐用于无溶剂自流平地坪；层压粘结；胶粘剂及灌封料；其它浇注应用；390-420 <7 － 140 6 74 低温固化剂，可在－7℃下固化，使用冬天及低温条件下使用。曼尼斯胺 － 0.3－0.7 110 4 61 混凝土修补、低温固化、潮湿固化 － 0.5－0.9 103 4 58 混凝土修补、低温固化、潮湿固化 芳香胺590粽色9 - 1447.5>425用于高压管道缠绕系统,适用期长、固化后Tg很高。 酮亚胺 － <8 2-5 cP55 13 30 水下固化剂、 CED              酸酐   固化剂－<1mPa.s 40-8080－90用于高压缠绕复合材料系统,适用期长。-<1mPa.s  <75 90用于高压缠绕复合材料系统,适用期长。
五．固化后环氧树脂的性能与应用
（一）性能环氧树脂和固化剂一起交联后，变成体型结构的不溶不熔的高聚物。其性能表现为以下几个方面：1.涂膜对金属（钢、铁、铝等）、陶瓷、玻璃、混凝土、木材等极性均有优良的附着力。因为环氧树脂有许多羟基及醚键，能与底材吸引。2.抗化学品性能优良。因环氧树脂的分子链是碳—碳键和醚键构成的，化学性能很稳定。结构中含有的脂肪族羟基和碱不起作用。又因为环氧树脂固化后呈三维网状结构，又能耐油类等浸渍，大量应用于油罐、油轮、飞机的整体油箱内壁衬里等。3..环氧树脂对湿面有一定的润湿力。尤其在使用聚酰胺树脂作固化剂时，可制成水下施工涂料，能排挤物面的水而涂布，用于水下结构的抢修和水下结构的防腐蚀施工。4.环氧树脂本身的分子量不高，能与各种固化剂配合制造无溶剂、高固体、粉末涂料及水性涂料，符合近年的环保要求，并能获得厚膜涂层。5.环氧树脂含有环氧基及羟基两种活泼基团，能与多元胺、聚酰胺树脂、酚醛树脂、氨基树脂、多异氰酸脂等配合，制成许多种涂料，既可常温干燥，也可高温烘烤，以满足不同的施工要求。 6. 环氧树脂具有优良的电绝缘性质，用于浇注密封、浸渍漆等。  
  （二）应用   以上所述的表（一）和表（二）是以瀚森化工有限公司（前壳牌Shell）的产品为例，介绍了各种牌号不同特性的环氧树脂和固化剂，在熟悉了这些原料产品的特性后，再根据涂料产品的技术指标要求：如涂料的施工条件、固化时间、物理机械性能、耐化学性能等，选择合适牌号的环氧树脂与合适牌号的固化剂，配套使用。
举例如下：
1.自流平环氧地坪（无溶剂型）夏 季：选择828+活性稀释剂（E-10P）/ 固化剂3274体系等                           春秋季：选择828+活性稀释剂（E-10P）/3380+3274 体系或828+活性稀释剂（E-10P）/3370+3274体系或828+活性稀释剂（E-10P）/3380体系等
2.弹性地坪 （无溶剂型）：      选择828+活性稀释剂（E-10P）/3164   体系
3.用于水罐、水壶内壁（常温干燥）：选择828 / F206 体系等
4.强耐酸、碱等化学性能：选择862 / 3271体系
5.低温（5—10℃）快速固化：选择3251做固化剂。
6.低温（零下7℃）固化（溶剂型）：选择1001X75 / 3292-FX-60体系
7.防腐涂料颜色要求不高或非浅色涂料、溶剂型地坪：选择1001 / 3915、3925、3940体系或828 / 3915、3925、3940体系等
8.防腐涂料浅颜色、溶剂型地坪：选择1001 /3115、3125、3140体系或828/3115、3125、3140体系等                                 
9.电子胶、电子涂料：选择828EL环氧树脂
10.卷材涂料、食品罐烘漆：选择1007、1009等环氧树脂
11.阴极电泳：选择828、1001、1002、1004等环氧树脂
12.胶粘剂：选择3090、3072、3055、等固化剂
13.潮湿固化：选择185、3072等固化剂
14.水下固化：选择828/3502体系
15.快速固化剂有：3251、3370、3072等总之，只要合理选择使用以上原料，再经过试验确定出最佳配方及生产工艺，才能充分发挥出涂料的性能优势，以满足各个领域不同行业的需要。