环氧树脂生产与应用PDF电子书下载

1 概述 1

1．1 定义及发展史 1

1．1．1 定义 1

上篇 环氧树脂生产工艺 1

1．1．2 发展史 2

1．2 环氧树脂的特性及用途 3

1．2．1 环氧树脂的特性 4

1．2．2 环氧树脂的应用 6

1．3 环氧树脂的特性指标及分析测试标准方法 7

1．3．1 未固化环氧树脂的特性指标 7

1．3．3 环氧树脂加工应用特性指标 10

1．3．2 固化后环氧树脂的特性指标 10

1．3．4 环氧树脂分析测试标准及方法 11

参考文献 13

2 环氧树脂的分类、性能及基本原料 14

2．1 环氧树脂的分类 14

2．2 各类环氧树脂的结构特点及性能 16

2．2．1 缩水甘油醚型环氧树脂 16

2．2．2 缩水甘油酯型环氧树脂 19

2．2．3 缩水甘油胺型环氧树脂 20

2．2．4 脂环族环氧化物 21

2．2．5 线型脂肪族环氧化物 24

2．3 主要单体和原料 25

2．3．1 环氧氯丙烷 26

2．3．2 β-甲基环氧氯丙烷 33

2．3．3 双酚A及其衍生物 34

2．3．4 双酚S 45

参考文献 48

3 双酚A型环氧树脂的合成 49

3．1 概述 49

3．2 低分子量双酚A型环氧树脂的合成 50

3．2．1 低分子量环氧树脂合成反应的机理 50

3．2．2 提高产品质量，降低生产成本的对策 55

3．2．3 制造工艺技术进展实例 56

3．3 中等、高分子双酚A型量环氧树脂的合成 63

3．3．1 一步合成法 64

3．3．2 二步合成法 67

3．4 超高分子量环氧树脂的合成 74

3．5 四溴双酚A型环氧树脂的合成 74

3．5．1 高溴含量Ex型环氧树脂的合成 75

3．5．2 中等溴含量Ex型环氧树脂的合成 76

参考文献 82

4．1．1 线型酚醛树脂的合成 84

4．1 酚醛环氧树脂的合成 84

4 其他缩水甘油醚、缩水甘油酯、缩水甘油胺的合成 84

4．1．2 环氧化反应 86

4．2 邻甲酚甲醛环氧树脂（ECN）的合成 86

4．2．1 工艺技术路线的选择 86

4．2．2 化学反应机理 87

4．2．3 三废处理及综合利用 89

4．2．4 成品邻甲酚甲醛环氧树脂的主要技术指标 89

4．3 多元醇缩水甘油醚环氧树脂的合成 91

4．3．1 甘油环氧树脂 92

4．3．2 聚醚环氧树脂 93

4．3．3 缩水甘油酯型环氧树脂 95

4．3．4 缩水甘油胺环氧树脂 100

参考文献 105

5 脂环族环氧化物、环氧化聚烯烃及其他树脂 106

5．1 脂环族环氧化物 106

5．1．1 二氧化双环戊二烯 108

5．1．2 3，4-环氧基-6-甲基环己烷甲酸-3＇，4＇-环氧基-6＇-甲基环己烷甲酯（以下简称ZH68-01环氧化物） 122

5．1．3 二氧化二戊烯 124

5．1．4 二氧化双环戊二烯多元醇醚 125

5．1．5 二氧化双环戊基醚（ZH-300、ZH-400）树脂 127

5．2．1 合成 128

5．2 环氧化聚烯烃——环氧化聚丁二烯 128

5．2．2 性能和用途 129

5．3 特种元素环氧树脂 130

5．3．1 有机钛环氧树脂 131

5．3．2 有机硅环氧树脂 132

5．3．3 有机氟环氧树脂 139

5．3．4 有机磷环氧树脂 140

5．4 （甲基）丙烯酸环氧酯 142

5．4．1 （甲基）丙烯酸环氧酯合成路线 142

5．4．2 酯化反应催化剂及反应动力学 144

5．4．3 （甲基）丙烯酸环氧酯的改性 149

5．5．1 概述 151

5．5 聚（异氰脲酸酯-噁唑烷酮）树脂（PISOX） 151

5．5．2 PISOX的性能和应用 153

5．5．3 PISOX的增韧研究 156

参考文献 158

6 环氧树脂的结构标定及固化行为的研究 159

6．1 环氧树脂固化行为的研究 159

6．1．1 DSC法在环氧树脂固化反应研究中的应用 159

6．1．2 TSC法在环氧树脂固化反应研究中的应用 173

6．2 红外光谱（IR）法及核磁共振（NMR）法测定环氧树脂 176

6．2．1 红外光谱法测定环氧树脂 176

6．3 分子量分布测定 180

6．3．1 GPC法测定分子量分布 180

6．3．2 GPC法研究环氧树脂的分子结构 184

6．4 多组分试样的剖析 185

6．4．1 未固化树脂组合物的剖析 185

6．4．2 固化物试样的剖析 186

6．5 用电场脱离质量分析法（FD-MS）测定微量杂质 192

参考文献 193

附录1 环氧树脂及其制品测试标准题录 195

附录2 各国双酚A型环氧树脂牌号对照参考表 196

附录3 双酚A型环氧树脂及主要性能、用途 197

7 固化剂 198

7．1 固化剂的分类 198

7．2 脂肪族胺、酯环族胺及其加成物 199

7．2．1 脂肪族多元胺及其加成物 200

7．2．2 二丙酮丙烯酰胺与多元胺加成物 208

7．2．3 脂环族多元胺 209

7．2．4 改性脂肪族胺、脂环族胺 212

7．3 叔胺及其盐 222

7．3．1 苄基二甲胺 223

7．3．2 三乙醇胺 224

7．3．3 DMP-30及其盐类 225

7．3．4 双环脒及其盐类 227

7．4 芳香族胺及其改性体 230

7．4．1 间苯二胺 232

7．4．2 改性间苯二胺 232

7．4．3 二氨基二苯基甲烷 234

7．4．4 二氨基二苯基砜 235

7．4．5 间苯二甲二胺 237

7．4．6 共混低熔点芳香族胺 238

7．4．7 其他改性芳香族胺 238

7．5 咪唑 241

7．6 酸酐 246

7．6．1 邻苯二甲酸酐 250

7．6．2 顺丁烯二酸酐 251

7．6．3 四氢邻苯二甲酸酐 251

7．6．4 甲基四氢邻苯二甲酸酐 253

7．6．5 甲基六氢邻苯二甲酸酐 255

7．6．6 纳迪克酸酐及甲基纳迪克酸酐 256

7．6．7 正十二烷基丁二酸酐 259

7．6．8 戊二酸酐 259

7．6．9 聚壬二酸酐 260

7．6．10 均苯四甲酸二酐及其改性体 262

7．6．11 偏苯三酸酐及其改性体 264

7．6．12 含卤素的酸酐 264

7．6．13 桐油酸酐及马来酰亚胺桐油酸酐 267

7．6．14 其他酸酐 268

7．6．15 酸酐的液体混合物及其用量计算 270

7．7 高分子预聚体 271

7．7．1 聚酰胺 272

7．7．2 酚醛树脂 277

6．2．2 核磁共振（NMR）法测定环氧树脂 278

7．7．3 氨基树脂 280

7．7．4 端羧基聚酯树脂 280

7．7．5 聚醚型固化剂及氨基聚氨酯 282

7．8 潜伏型固化剂 284

7．8．1 双氰胺系列 284

7．8．2 三氟化硼-胺络合物 286

7．8．3 噁硼杂环硼胺络合物 290

7．8．4 有机酰肼 293

7．8．5 超配位硅酸盐 295

7．8．6 咪唑-金属盐络合物 296

7．8．7 环状酰胺 298

7．8．8 阳离子聚合光敏剂 299

7．9．1 消光固化剂 307

7．9 功能性固化剂 307

7．9．2 阻燃性固化剂——磷胺 308

7．9．3 提高粘接性的固化剂 312

7．9．4 自乳化型固化剂 312

参考文献 315

8 稀释剂与触变剂 317

8．1 稀释剂 317

8．1．1 非活性稀释剂 317

8．1．2 活性稀释剂 321

8．2 触变剂 336

8．2．1 触变性与气相二氧化硅触变剂 337

8．2．2 在不含固化剂的环氧树脂中增黏 339

8．2．3 在含有固化剂的环氧树脂中气相二氧化硅的触变效果 341

8．2．4 配方例 347

参考文献 352

9 增塑、增韧及共混合金 353

9．1 增塑剂 353

9．2 增韧剂 354

9．2．1 环氧类增韧剂 355

9．2．2 非环氧类增韧剂 365

9．3 由聚丙烯酸弹性体改性的环氧树脂 375

9．3．1 环氧树脂中形成聚丙烯酸共聚物的方法 375

9．3．2 改性环氧树脂的特性 375

9．3．3 核壳结构的丙烯酸酯聚合物——环氧体系 377

9．4．1 活性端基丁腈橡胶/环氧树脂共混体系 379

9．4 共混合金 379

9．4．2 橡胶改性芳香族聚酰亚胺/环氧树脂体系 380

9．4．3 热塑性工程塑料对环氧树脂的增韧 383

9．4．4 弹性体及工程塑料增韧环氧树脂的机制和断裂力学模型 388

参考文献 389

10 填料、增强材料及其他助剂 391

10．1 填料 391

10．1．1 硅微粉及活性硅微粉 393

10．1．2 环氧树脂浇铸专用氧化铝填料 399

10．1．3 易切削加工填充料——HD碳酸钙粉 401

10．1．4 玻璃微珠 406

10．1．5 填料对环氧树脂固化物性能的影响 408

10．2．1 玻璃纤维 412

10．2 纤维增强材料 412

10．2．2 碳纤维 414

10．2．3 芳纶纤维 418

10．3 偶联剂 423

10．3．1 界面层 423

10．3．2 硅烷偶联剂的品种及应用 426

10．3．3 钛酸酯偶联剂 429

10．3．4 铝酸酯类偶联剂 433

10．4 阻燃剂 437

10．4．1 无机阻燃剂 438

10．4．2 有机阻燃剂 439

10．4．3 阻燃剂应用实例 445

10．5 脱模剂 447

10．5．1 脱模剂的分类 447

10．5．2 脱模机理 448

10．5．3 有机硅系脱模剂 449

10．5．4 有机氟系脱模剂 450

10．5．5 内脱模剂 451

参考文献 452

11 环氧树脂固化物结构与力学强度的关系 453

11．1 分子链的生长、中间体以及网络结构 453

11．1．1 环氧树脂的物性及分子设计 453

11．1．2 分子链的生长与中间体的结构（一） 453

11．1．3 分子链的生长与中间体的结构（二） 458

11．1．4 B阶段的结构与固化物的性质 460

11．1．5 分子链生长，网络形成以及产物物性 462

11．2．1 浇铸材料的内应力 464

11．2 环氧树脂浇铸材料的内应力（一） 464

11．2．2 脂肪族胺固化物的内应力 465

11．2．3 脂肪族酸固化物的内应力 468

11．2．4 芳香族胺固化物的内应力与无机填料的作用 469

11．2．5 无机填料对芳香族胺类固化物的影响 473

11．3 环氧树脂浇铸材料的内应力（二） 473

11．3．1 用减少固化物的收缩来降低内应力 473

11．3．2 含有胺类固化剂、促进剂的固化物及其内应力和网状结构 473

11．3．3 酸类固化剂、促进剂以及催化固化物的内应力和网状结构 476

11．3．4 添加内环酯的固化物的内应力 478

11．3．5 添加橡胶环氧树脂固化物的内应力 480

11．4 涂膜的内应力 481

11．3．6 降低内应力的其他方法 481

11．4．1 无溶剂以及添加溶剂体系的内应力 482

11．4．2 活性稀释剂添加体系的内应力 485

11．4．3 促进剂及非促进剂、胺固化体系以及催化固化体系的内应力 487

11．4．4 促进剂及非促进剂、酸固化体系的内应力 489

11．4．5 添加增塑剂体系的内应力 490

11．4．6 降低涂膜内应力的对策 490

11．5 固化产物的力学性能及粘接性（一） 491

11．5．1 不同分子量环氧树脂的固化产物的力学性能及粘接强度 492

11．5．2 不同分子链长度的固化剂其固化产物的力学性能与粘接强度 495

11．5．3 力学性能与交联间的分子量 498

11．5．4 固化产物的玻璃化温度与力学性能以及粘接强度的关系 499

11．6．1 含与不含促进剂胺固化物及催化固化物的性质（胺网络、醚网络及胺、醚混合网络） 500

11．6 固化产物的力学性能及粘接性（二） 500

11．6．2 含与不含促进剂酸固化物及催化固化物的性质（酯网络、醚网络及酯、醚混合网络） 505

11．6．3 与环氧树脂的力学性能、粘接强度相关的各种问题 508

参考文献 508

下篇 环氧树脂的应用 512

12 环氧树脂涂料 512

12．1 防锈与防腐蚀环氧树脂涂料 515

12．1．1 纯环氧树脂涂料 515

12．1．2 环氧树脂沥青防腐蚀涂料 518

12．1．3 无溶剂环氧树脂防腐蚀涂料 519

12．1．4 环氧树脂类防腐蚀涂料的发展方向 520

12．2 船舶环氧树脂涂料 522

12．2．1 环氧树脂富锌底漆 522

12．2．2 船底防锈漆 523

12．2．3 船壳漆 524

12．2．4 室温固化环氧树脂类甲板漆 524

12．2．5 船舶饮用水舱涂料 525

12．3 汽车车身用底漆 526

12．3．1 水溶性环氧酯的合成和电沉积涂料的配制 526

12．3．2 阳极电沉积涂料 526

12．3．3 阴极电沉积涂料 529

12．3．4 两种电沉积涂料性能的对比 530

12．4 电工绝缘涂料 531

12．4．1 漆包线绝缘漆 533

12．4．2 浸渍绝缘漆 534

12．4．3 粉云母带黏合绝缘漆 539

12．4．4 覆盖绝缘漆 542

12．4．5 硅钢片绝缘漆 542

12．5 食品包装罐、桶内壁环氧树脂涂料 543

12．5．1 环氧树脂/酚醛树脂涂料 543

12．5．2 环氧树脂/甲酚甲醛树脂涂料（FM涂料） 545

12．5．3 环氧树脂/氨基树脂涂料 546

12．5．4 环氧树脂/聚酰胺树脂接缝补涂涂料 547

12．5．5 易拉罐内外壁涂料（紫外光固化涂料） 547

12．6 家用电器涂料 548

12．6．1 环氧酯类涂料 549

12．6．2 环氧树脂氨基树脂底漆 553

12．7 地坪、水泥管道涂料 554

12．7．1 环氧树脂地坪涂料 554

12．6．3 环氧树脂新戊二醇聚酯烘漆（耐深冲漆） 554

12．7．2 水泥管道内外壁涂料 564

12．8 粉末涂料 566

12．8．1 环氧树脂粉末涂料的组分 569

12．8．2 环氧树脂聚酯树脂粉末涂料 575

12．8．3 聚酯树脂TGIC粉末涂料 579

12．8．4 环氧树脂酚醛树脂防腐型粉末涂料 587

12．9 射线固化涂料 589

12．9．1 射线固化涂料的种类及组成 589

12．9．2 射线固化涂料的应用领域 591

12．9．3 木材加工用射线固化涂料 591

12．9．4 电影胶卷耐磨涂料 592

12．9．5 石英光导纤维一次被覆涂料 594

12．9．6 用于预涂卷材的电子束固化涂料 598

12．9．7 感光性油墨 603

12．9．8 光刻涂料在导光照明仪表板上的应用 611

参考文献 614

13 环氧树脂浇铸、注射成型 615

13．1 浇铸在电站设备中的应用 615

13．1．1 环氧树脂浇铸绝缘材料及浇铸工艺 616

13．1．2 影响浇铸件性能的因素 618

13．1．3 六氟化硫断路器拉杆和绝缘筒的制造 621

13．1．4 干式变压器浇铸成型 624

13．1．5 其他绝缘浇铸件的成型及工艺 626

13．1．6 环氧树脂浇铸料的新发展 628

13．2 反应注射成型（RIM）及增强反应注射成型（RRIM） 630

13．2．1 反应注射成型工艺过程及原理 631

13．2．2 增强反应注射成型 634

13．2．3 环氧树脂RIM工艺及装置的发展 640

13．3 环氧树脂浇铸工艺在模具制造上的应用 642

13．3．1 铸造用的环氧树脂模具 643

13．3．2 金属薄板成型用的环氧树脂模具 656

13．4 环氧树脂浇铸料在光弹性材料制造中的应用 667

13．4．1 树脂的选择 667

13．4．2 改性树脂 667

13．4．3 固化剂 668

13．4．4 制造光弹性材料必须解决的几个质量问题 668

参考文献 670

14 环氧树脂胶黏剂 671

14．1 通用环氧树脂胶黏剂 675

14．2 土木建筑用胶黏剂 678

14．2．1 港工混凝土潮差及水下部位修补胶 678

14．2．2 水利工程用潮湿面及水下修补胶 683

14．2．3 低温或室温快速固化环氧树脂胶黏剂 687

14．2．4 自乳化及水基型胶黏剂 690

14．2．5 混凝土细裂缝灌浆补强胶 694

14．2．6 道路标记安装用胶黏剂 701

14．2．7 建筑结构胶黏剂 703

14．3 交通工具及机械工业用胶黏剂 705

14．3．1 汽车工业用胶黏剂 705

14．3．2 船舶安装及零件修补用胶黏剂 710

14．3．3 飞机制造用胶接点焊胶黏剂 722

14．3．4 精密机械、模具、工夹具修补胶 723

14．3．5 机床维修用胶黏剂 725

14．3．6 光学胶黏剂 726

14．3．7 导电胶 735

14．3．8 油面粘接型胶黏剂 741

参考文献 747

15 环氧树脂模塑料 749

15．1 集成电路封装用环氧模塑料的基本性能及制造工艺 752

15．2 集成电路封装用模塑料对环氧树脂的要求 755

15．2．1 高纯度 755

15．2．2 高功能化 757

15．2．4 耐潮性、吸水性改善的树脂 758

15．2．3 提高树脂的耐热性 758

15．2．5 赋于低应力的树脂 761

15．3 提高集成电路封装用模塑料性能的特种固化剂 762

15．3．1 提高固化剂的固化性 762

15．3．2 提高固化剂的耐水性及耐热性 762

15．3．3 赋予低应力的固化剂 763

15．3．4 提高粘接性的固化剂 763

15．3．5 提高安全性的固化剂 764

15．4 通过特殊的固化促进剂来改善模塑料的性能 764

15．4．1 提高耐湿性 764

15．4．2 提高成型性的固化促进剂 764

15．4．3 低应力化 764

15．5 改进填充料提高模塑料的性能 764

15．6 选用增韧剂来改善封装用模塑料的性能 766

15．8 通用级模塑料 767

15．7 集成电路封装用环氧模塑料的发展动向 767

参考文献 768

16 纤维增强复合材料 770

16．1 手糊法成型纤维增强塑料 775

16．1．1 手糊成型用原材料 775

16．1．2 手糊成型工艺流程 777

16．1．3 手糊成型增强塑料的耐化学品性能 777

16．2 乙烯酯树脂及增强塑料 778

16．2．1 甲基丙烯酸（或丙烯酸）环氧酯及玻璃钢 778

16．2．2 甲基丙烯酸酚醛环氧脂及玻璃钢 784

16．2．3 TDI改性（甲基）丙烯酸环氧酯及玻璃钢 790

16．3．1 层压材料 791

16．3 层压材料及印刷电路板 791

16．3．2 玻璃布增强环氧树脂覆铜板 797

16．4 耐热、耐候、阻燃复合材料 801

16．4．1 耐热性层压材料 801

16．4．2 中温固化碳纤维/环氧树脂复合材料 805

16．4．3 耐热高强度环氧树脂复合材料 807

16．4．4 高强度、耐热、耐候复合材料 810

参考文献 812

17 环氧树脂的特殊用途 813

17．1 （改性）溴化环氧树脂在热塑性塑料中的应用 813

17．1．1 EP、EC型溴化环氧树脂阻燃剂的特性 814

17．1．2 EP、EC型溴化环氧树脂阻燃剂的性能对比 817

17．2 有机硅-环氧树脂在织物整理上的应用 820

17．2．1 丙三醇缩水甘油醚-含氢硅油类织物整理剂 821

17．2．2 含环氧基的聚硅氧烷类织物整理剂 822

17．3 丙烯酸环氧酯在牙科材料上的应用 823

17．3．1 可见光聚合型牙科用修复材料 823

17．3．2 复合补牙材料 826

17．4 紫外光固化技术应用于三维立体模型的制造 829

17．4．1 三维立体模具的新型制造方法（SLA技术） 829

17．4．2 SLA-1体系的特征 830

17．4．3 适用的树脂及应用实例 831

17．5 环氧树脂泡沫塑料 833

17．5．1 成型方法 833

17．5．2 性能 837

17．5．3 主要用途 839

参考文献 840

18 环氧树脂生产、应用中的劳动保护与三废治理 841

18．1 环氧树脂生产中的劳动保护及三废治理 841

18．1．1 主要单体的毒性及安全问题 841

18．1．2 环氧树脂生产中产生的废水处理 842

18．2 环氧树脂应用中的劳动保护 844

18．2．1 环氧树脂 844

18．2．2 固化剂 844

18．2．3 活性稀释剂 845

18．2．4 固化后的环氧树脂 847

18．2．5 劳动防护 847

参考文献 848