柔韧性环氧树脂体系的配方设计、性能、制备与应用2004-6-10摘要：介绍实现环氧树脂配方体系柔性化的几种方法，比较了各自的优缺点，重点介绍缩水甘油醚型柔韧性环氧树脂的品种、合成、性能、特点与应用。关键词：环氧树脂柔韧性缩水甘油在环氧树脂配方设计中，人们采用由双酚A环氧树脂与常规固化剂（胺类、酸酐类）构成的配方体系,在许多使用场合往往会碰到脆性过高、易于开裂问题。如浇注制品因脆性过大、延伸率低,导致产品开裂报废;作为涂料胶粘剂使用时，因刚性大、延伸率低，导致接合面剥离强度低，直接影响其使用效果。解决上述问题行之有效的手段是使环氧树脂柔性化或是使整个配方体系柔性化。通过降低交联密度，在固化产物的分子结构中引入柔性链段，或简单地添加惰性小分子物质使固化物刚性下降，通过降低固化物玻璃化温度、增加延伸率来实现配方体系柔性化。虽然这种办法对固化物耐热性与模量有所降低，但在许多场合，这方面的要求并不高，因此，配方体系柔性化是解决脆性开裂问题的有效方法。实现环氧树脂体系柔性化的方法主要有物理添加法与化学改性法，或二者的结合。物理添加法主要是加入增韧剂或增塑剂，化学改性既可对固化剂也可对环氧树脂进行改性，而以后者效果较好。1.添加增韧剂或增塑剂添加增韧剂或增塑剂的优点是价格低，在以前的许多涂料、胶粘剂、浇注料配方中都有采用。采用最多的增塑剂是邻苯二甲酸酯类。这类增塑剂虽然可增加韧性,但因为它们本身不参与固化反应，因而易于析出与迁移,可被溶剂溶出；其小分子的存在，将给制品的电性能与耐化学性能带来影响。此外，由于增塑剂未参与大分子网络的形成，因而对固化物抗冲强度提高不明显，而对热变形温度有较大下降。另一类分子中带羟基与醚键的长脂肪链增韧剂，由于其分子量较大，因此可起到较好的增柔作用。其端羟基可参与固化反应，也可称之为活性增韧剂。但这种活性增韧剂的羟基与环氧基的反应活性远比胺类固化剂低，因而在胺类固化剂体系中很难起到活性增韧作用，而基本是物理混合。在酸酐体系中高温固化条件下，这种活性增韧剂既可与环氧基反应也可与酸酐反应，因此，应注意固化剂的合适用量才可起到最好效果。2.采用柔韧性固化剂柔韧性酸酐主要有长脂肪链酸酐，如聚癸二酸酐、壬二酸酐、顺丁二烯酸酐、十二烯基琥珀酸酐及其改性物,如桐油酸酐。这类柔性酸酐的固化物具有良好的耐冷热冲击性,但固化物热变形温度较低,固化反应速度也较一般酸酐固化剂慢,这类固化剂既可单独使用也可与其他酸酐混合使用。常用柔性酸酐性状与固化物性能如表一。表一、常用柔性酸酐性状与固化物性能聚癸二酸十二烯基琥珀固化剂聚己二酸酐聚壬二酸酐酐酸PADAPAPAPSPA酐DDSA熔点℃60液体粘度mpa.s800-1000(60℃)1500(25℃)环氧树脂100100100100（E-51）固化剂656565134配促进剂DMP－1111方30凝胶时间365424-（140℃分）固化条件140℃/1h+150℃/1h---热变形温度56393475固能断裂伸长%6.54.9116.64.5Shore硬度80756072介质损25℃2.03.21.21.2耗171℃26.422.416.8-tgδ%击穿电压KV/mm10.310.511.7-这类聚醚胺类固化剂颜色浅，粘度低；可在室温下固化，但固化速度慢；其固化物在低温也具有较好柔韧性，耐冷热冲击性良好，表面光泽好，保色性好，主要性状与固化物性能如表二。表二聚醚胺固化剂主要性状与固化物性能牌号项目D-230D-400D-400/D2000T-403对环氧树脂(EW190)的配比phr305038/2540混合粘度mpa.s25℃500500-1360凝胶时间450g料（分）189300-320最高放热峰(℃）213--125热变形温度℃264/66psi75/8141.5/4225/2875/78.5Izod冲击强度(cm-kg/cm)6.12.827.98.3拉伸强度Mpa63.756.813.761.7固拉伸弹性模量Mpa2606.82753.82452401化断裂伸长%13.63.7819.9物弯曲强度Mpa111.784.343.1105.8性弯曲弹性模量Mpa29402753.8156.82891能Shore硬度7980688724小时沸水浸泡增重%2.52.5-2.13小时沸丙酮泡增重%8.826.7-8.6此外，引入柔韧性脂肪链结构对普通胺类固化剂进行改性，也可使固化剂的柔性增加。如利用长碳链脂肪酸或酯与胺类反应形成聚酰胺，利用长碳链脂肪族缩水甘油醚（酯）型环氧化物与胺类反应，形成各种改性胺类固化剂，均