环氧树脂基础培训

1、环氧树脂基础培训聚合物在不同温度下有三种力学状态：玻璃态，高弹态和粘流聚合物在不同温度下有三种力学状态：玻璃态，高弹态和粘流态。态。玻璃化温度：玻璃态向高弹态转变的温度，通常用玻璃化温度：玻璃态向高弹态转变的温度，通常用 Tag Tag 标识。标识。 在玻璃状态下，由于温度低，高聚物的链段处于被冻结状态，在玻璃状态下，由于温度低，高聚物的链段处于被冻结状态，只有那些较小的运动单元如侧基等，而达到玻璃转化温度，链段只有那些较小的运动单元如侧基等，而达到玻璃转化温度，链段可以运动了因此也引起了聚合物可以运动了因此也引起了聚合物物理性质的显著变化。物理性质的显著变化。固热性树脂只有玻璃态和高弹态，没

2、有流态。固热性树脂只有玻璃态和高弹态，没有流态。构化温度？化学性质：基本相同化学性质：基本相同 高弹态因处于较高温度，性质较玻璃态活泼的多。高弹态因处于较高温度，性质较玻璃态活泼的多。物理性质：物理性质：力学性能：玻璃态硬而脆，高弹态软而韧。力学性能：玻璃态硬而脆，高弹态软而韧。热热 性性 能：高弹态膨胀系数大大高于玻璃态。能：高弹态膨胀系数大大高于玻璃态。电电 性性 能：高弹态明显逊于玻璃态。能：高弹态明显逊于玻璃态。玻璃态和高弹态性能差异 加工前必须是液体，满足任意形状的要求。加工前必须是液体，满足任意形状的要求。 在可控的状态下成为固体。在可控的状态下成为固体。 工艺过程要避免气泡的存在

3、。工艺过程要避免气泡的存在。 有非常好的电气绝缘性能。有非常好的电气绝缘性能。 有有高温下性能长期稳定的能力高温下性能长期稳定的能力。 有良好的耐候性。有良好的耐候性。 有足够的机械强度。有足够的机械强度。变压器、互感器绝缘要求 力学性能高。力学性能高。 粘结性能优异。粘结性能优异。 固化收缩率小。固化收缩率小。 工艺性好。工艺性好。 电性能好。电性能好。 稳定性好。稳定性好。 在热固性树脂中，环氧树脂固化物的综合性能最好。在热固性树脂中，环氧树脂固化物的综合性能最好。环氧树脂的性能1 1、具有极大配方设计灵活性和多样性。能按不同的使用性能和工、具有极大配方设计灵活性和多样性。能按不同的使用性

4、能和工艺性能，设计出针对性很强的最佳配方。这是环氧树脂应用中的艺性能，设计出针对性很强的最佳配方。这是环氧树脂应用中的一大特点和优点。一大特点和优点。2 2、不同的环氧树脂固化体系分别能在低温、室温或高温固化，能、不同的环氧树脂固化体系分别能在低温、室温或高温固化，能快速固化，也能缓慢固化，所以他对施工和制造工艺要求的适应快速固化，也能缓慢固化，所以他对施工和制造工艺要求的适应性很强。环氧树脂可低压成型或接触压成型，因此可降低对成型性很强。环氧树脂可低压成型或接触压成型，因此可降低对成型设备和模具的要求，减少投资，降低成本。设备和模具的要求，减少投资，降低成本。环氧树脂的应用特点环氧浇注环氧浇

5、注树脂成份树脂成份环氧浇注树脂各组成成份树脂成份树脂成份环氧树脂环氧树脂酸酐固化剂酸酐固化剂改性成份改性成份流动性调流动性调节成份节成份辅助成份辅助成份增韧剂增韧剂偶联剂偶联剂填充剂填充剂环氧稀释剂环氧稀释剂增韧稀释剂增韧稀释剂促进剂促进剂颜颜 料料色浆助剂：分散消泡色浆助剂：分散消泡双酚A型环氧树脂的特点以双酚A为基础的业态环氧树脂合成双酚A环氧副产物双酚A型环氧树脂分子量与粘度的关系分子量分子量环氧值环氧值/mol.(100g)-1/mol.(100g)-1平均平均n值值粘度（粘度（25）cps3403400.5880.5880.0000.000300030003503500.5710.5

6、710.0350.035500050003603600.5550.5550.0700.070640064003703700.540.540.1060.106750075003803800.5260.5260.1410.141920092003903900.5130.5130.1760.17610000100004004000.500.500.2110.21115000150004104100.4880.4880.2460.24618000180004204200.4760.4760.2820.28222000220004824820.4150.4150.500.5028000280006906

7、900.290.291.241.2442(42(软化点）软化点）9089080.220.222 27070（软化点）（软化点）环氧树脂固化剂的种类种类种类优优 点点缺缺 点点应应 用用催化型催化型耐热性能好，使用期常耐热性能好，使用期常长时间高温固化，长时间高温固化，耐水性差耐水性差粘结、电气封装、粘结、电气封装、粉末涂层粉末涂层酸酐酸酐耐热性好，耐化学性能优良耐热性好，耐化学性能优良长时间高温固化，长时间高温固化，配料比严格配料比严格纤维绕制管、电气纤维绕制管、电气封装、粘结封装、粘结三聚氰胺三聚氰胺/ /甲醛甲醛固化性能优良，柔性好、抗固化性能优良，柔性好、抗溶剂性能优良溶剂性能优良高温固

8、化高温固化含水涂层含水涂层脲醛脲醛成膜颜色好、界面粘结性能成膜颜色好、界面粘结性能优良优良高温固化高温固化快速烧制的陶瓷、快速烧制的陶瓷、底层、顶层底层、顶层酚醛酚醛高温性能优良、耐化学性能高温性能优良、耐化学性能好、固化性能优好、固化性能优坚硬、耐候性差坚硬、耐候性差粉末涂层、模制复粉末涂层、模制复合物合物甲基六氢苯酐甲基六氢苯酐，简写甲基六氢苯酐，简写MHHPA,CAS#25550-51-0MHHPA,CAS#25550-51-0，分子式，分子式C C9 9H H1212O O3 3分子量：分子量：168.19168.19；比重：；比重：1.1621.162；溶于苯、丙酮等，有吸湿性。；溶

9、于苯、丙酮等，有吸湿性。特点：具有甲基四氢苯酐的一般性能；特点：具有甲基四氢苯酐的一般性能； 耐热性能好，特别是在耐热性能好，特别是在150150以下，固化物具有优良的机械及以下，固化物具有优良的机械及电气能。电气能。 分子机构中不含双键，所固化的环氧树脂具有良好的耐气分子机构中不含双键，所固化的环氧树脂具有良好的耐气 候性。候性。 分子结构的相对非极性，固化物就有良好的耐湿性。分子结构的相对非极性，固化物就有良好的耐湿性。 酸酐固化剂用量计算 酸酐用量（酸酐用量（phrphr)=)= 酸酐酸酐当量当量 环氧当量环氧当量100100K K= =酸酐分子量酸酐分子量100100酐关能团数酐关能团

10、数环氧当量环氧当量K K= =酸酐分子量酸酐分子量酐关能团数酐关能团数环氧值环氧值K K 当无促进剂存在时当无促进剂存在时K K值为值为0.8-0.90.8-0.9，有促进剂时，有促进剂时K K值为值为1 1。促进剂选择：CO2释放量的比较 固化剂固化剂促进剂促进剂 HN-2200EMI-24EMI-246262DMP-30DMP-30137137BDMABDMA3535IB2MZIB2MZ3232 原因：三基氨引起脱羧反应。原因：三基氨引起脱羧反应。 试验：试验：100100克固化剂中加入克固化剂中加入1 1克促进剂，经克促进剂，经50502424小时后测定小时后测定CO2CO2释放量释放量

11、（日立化成（日立化成）。）。硅微粉基本物性 比重比重 熔点熔点 膨胀系数膨胀系数石英石英粉粉 2.65 2.65 1713 5.71713 5.71010-6-6熔融熔融SiO2 SiO2 2.2 4.5 2.2 4.51010-7-7方石英方石英 2.352.35有填料产品的困惑 硅微粉与环氧树脂比重不同，沉淀问题。硅微粉与环氧树脂比重不同，沉淀问题。 大颗粒填料粘度低，沉淀及渗透问题。大颗粒填料粘度低，沉淀及渗透问题。 小颗粒填料粘度高，渗透问题。小颗粒填料粘度高，渗透问题。 强度问题。强度问题。 烘干问题。烘干问题。 矽肺问题。矽肺问题。硅微粉的生产 水磨法 原料砂：原料砂：5# 405

12、# 4070 um70 um。 6# 70 6# 70120um120um。 介质：介质： 水水 设备：卧式球磨机，间歇式生产。设备：卧式球磨机，间歇式生产。 衬里及磨石：花岗岩为多。衬里及磨石：花岗岩为多。 颗粒形状：较为规则。颗粒形状：较为规则。 除铁：吸铁棒。除铁：吸铁棒。 分级：控制滚动时间，倒入木桶，等填料沉降后切去料砣下部分级：控制滚动时间，倒入木桶，等填料沉降后切去料砣下部 干燥：用煤直接加热干燥，水份含量干燥：用煤直接加热干燥，水份含量0.050.05。硅微粉的生产 干磨法 原料砂：原料砂：5# 405# 4070 um70 um。 6# 70 6# 70120um120um。

13、 介质：介质： 无无 设备：卧式球磨机，间歇式生产；温度设备：卧式球磨机，间歇式生产；温度60607070。 衬里及磨石：花岗岩为多。衬里及磨石：花岗岩为多。 颗粒形状：较不规则。颗粒形状：较不规则。 除铁：不除铁。除铁：不除铁。 分级：控制滚动时间，分级机风选。分级：控制滚动时间，分级机风选。 干燥：用煤直接加热干燥，水份含量干燥：用煤直接加热干燥，水份含量0.050.05。也有直接包。也有直接包装，不另行干燥。装，不另行干燥。硅微粉的生产 高频振动法 原料砂：约原料砂：约5mm5mm石英砂。石英砂。 介质：介质： 无无 设备：振动床，连续式生产；进料到出料约设备：振动床，连续式生产；进料到

14、出料约1 1小时，温度小时，温度7 70 08080。 衬里及磨石：钢玉。衬里及磨石：钢玉。 颗粒形状：很不规则，尖角多。颗粒形状：很不规则，尖角多。 除铁：不除铁。除铁：不除铁。 分级：分级机风选。分级：分级机风选。 干燥：用煤直接加热干燥，水份含量干燥：用煤直接加热干燥，水份含量0.050.05。也有直接包装，不另行。也有直接包装，不另行干燥。干燥。硅微粉加工生产比较 水磨法水磨法干磨法干磨法振动法振动法成本成本高高中中低低速度速度慢慢慢慢快快颗粒形状颗粒形状较规则较规则较不规则较不规则尖角多尖角多除铁除铁较容易较容易困难困难较容易较容易分级方法分级方法沉淀法沉淀法气流发气流发气流发气流发

15、混合物粘度混合物粘度较低较低中中较高较高颗粒分级颗粒分级粗颗粒多粗颗粒多细颗粒多细颗粒多细颗粒多细颗粒多适合产品适合产品600M600M以下以下1000M1000M以下以下800M800M以上以上硅微粉的选购 硅微粉国际目数说明硅微粉国际目数说明 300M300M： 通过通过300M300M筛网筛网 8080。 400M400M： 通过通过400M400M筛网筛网 7575。 600M600M： 通过通过600M600M筛网筛网 7070。 GHGH： 表示普通硅微粉，粒径分布很宽。表示普通硅微粉，粒径分布很宽。 HGHHGH： 表示经过偶联剂处理的普通硅微粉。表示经过偶联剂处理的普通硅微粉。

16、 CG: CG: 表示细粉，颗粒分布很窄。表示细粉，颗粒分布很窄。硅微粉表面处理 表面处理表面处理的目的的目的：改变界面结合，提高机械强度和憎水性。：改变界面结合，提高机械强度和憎水性。 偶联剂的工作原理：一头与硅微粉表面硅醇反应，另一头与偶联剂的工作原理：一头与硅微粉表面硅醇反应，另一头与环氧树脂反应。环氧树脂反应。 常用偶联剂：硅常用偶联剂：硅 烷烷 偶偶 联联 剂剂 KH-560 KH-560 钛酸丁酯偶联剂钛酸丁酯偶联剂 KH-550KH-550 欧联处理方法：欧联处理方法： 1 1、将、将KH-560KH-560溶于乙醇中，在高速分散机中混合溶于乙醇中，在高速分散机中混合3 3分钟。

17、分钟。 2 2、干磨时直接加入，偶联剂用量：填料量、干磨时直接加入，偶联剂用量：填料量0.20.23 3。 使用活性硅微粉的益处表面憎水，使用时无需干燥（硅微粉能浮水的表面）。表面憎水，使用时无需干燥（硅微粉能浮水的表面）。混合粘度降低。混合粘度降低。固化物机械强度提高。固化物机械强度提高。煮沸吸水率下降，表面电阻提高，耐候性提高。煮沸吸水率下降，表面电阻提高，耐候性提高。 各种等级的二氧化硅对环氧树脂ARALDITE B浇注系统操作性能的影响二氧化硅粉末二氧化硅粉末 M6M6 M10M10 M300M300 M500M500W12W12F100F100F300F300F500F500F600

18、F600类型类型6 6CMXN3CMXN3类型类型供应者矿供应者矿 山位置山位置西贝可，贝尔格西贝可，贝尔格/ /矿山在贝尔矿山在贝尔 法国法国里本里本芬兰芬兰格伦比亚格伦比亚颗粒等级颗粒等级1 1）9.59.5微米微米2 2）385385微米微米表面积测定法：表面积测定法：米米/ /克克7272717130309090 56569999 94941001003232888854549696535310010093931001009393100100- -63634343969638389595水分含量水分含量0.760.76 0.800.80 1.531.534.094.090.830.83

19、1.271.271.521.524.084.084.134.130.680.681.251.250.90.9（费歇尔法）（费歇尔法）退火损耗退火损耗 0.030.03 0.20 0.20 0.030.030.140.14 0.060.060.210.210.150.150.470.470.030.030.130.130.050.050.160.160.060.060.200.200.140.140.370.370.140.140.390.390.050.050.10.10.050.050.260.26胶化时间胶化时间 分分 90 90 82 82 102 1021231237575949411

20、01101421421401401081084545反应性环氧类树脂反应性环氧类树脂B41/B41/硬化剂硬化剂 HT901/HT901/二氧化硅粉末（二氧化硅粉末（100:30:200100:30:200）在）在140140下胶化时间。下胶化时间。 原料选择注意事项 原材料若含有杂质将会影响工艺性能、电气性能、老化性能。原材料若含有杂质将会影响工艺性能、电气性能、老化性能。 更换环氧树脂和填料时应注意凝胶时间变化。更换环氧树脂和填料时应注意凝胶时间变化。 固化剂中低沸点物较多将会影响真空过滤系统。固化剂中低沸点物较多将会影响真空过滤系统。 固化剂和增韧剂都是易吸潮的，其不良影响甚至超过原材料

21、所固化剂和增韧剂都是易吸潮的，其不良影响甚至超过原材料所含杂质的影响，受潮严重的固化剂不能在使用。含杂质的影响，受潮严重的固化剂不能在使用。 介电常数的基本概念1.1. ：介电常数，表征电介质储存电能能量的大小。：介电常数，表征电介质储存电能能量的大小。 介电损耗的原因 电介质在交变电场中，由于消耗一部分电能，使介质本身发电介质在交变电场中，由于消耗一部分电能，使介质本身发热，这种现象就是介电损耗热，这种现象就是介电损耗 。 产生介电损耗的两个原因：产生介电损耗的两个原因： 1 1）电介质中含有能导电的载流子，产生电导电流，消耗一）电介质中含有能导电的载流子，产生电导电流，消耗一部分能量，转化

22、成为热能，称为电导损耗。部分能量，转化成为热能，称为电导损耗。 2 2）电介质在交变电场下的极化过程中，电场使偶极子转向）电介质在交变电场下的极化过程中，电场使偶极子转向时，一部分电能损耗于克服介质的内粘滞阻力上，转化为热能，时，一部分电能损耗于克服介质的内粘滞阻力上，转化为热能，称为松弛损耗，与温度及频率相关。称为松弛损耗，与温度及频率相关。 影响介电损耗的因素分子结构的影响分子结构的影响 决定聚合物介电损耗的内在原因，取决于两个方面：决定聚合物介电损耗的内在原因，取决于两个方面： 1 1）聚合物分子极性大小和极性集团的密度。）聚合物分子极性大小和极性集团的密度。 2 2）极性集团的可动性：

23、通常，偶极矩较大的聚合物，其介）极性集团的可动性：通常，偶极矩较大的聚合物，其介电常数和介电损耗也较大。但是当极性集团位于柔性侧基的末端电常数和介电损耗也较大。但是当极性集团位于柔性侧基的末端时，由于其取向极化过程是一个独立的过程，所以引起的介电损时，由于其取向极化过程是一个独立的过程，所以引起的介电损耗并不大，仍能对介电常数有较大的贡献。耗并不大，仍能对介电常数有较大的贡献。 影响介电损耗的因素 温度与场强影响介电损耗的因素 其它电压的影响：电压的影响： 电压变大，极化程度增加，导电电流增加，介电损耗增加。电压变大，极化程度增加，导电电流增加，介电损耗增加。增韧剂增韧剂/ /增塑剂的影响：增塑剂的影响： 增加高分子链的活动性，是原来的取向极化过程加快，可能增加高分子链的活动性，是原来的取向极化过程加快，可能引入新的偶极损耗，介电损耗大幅度增加。引入新的偶极损耗，介电损耗大幅度增加。 杂物的影响。杂物的影响。 不同温度下的电性能影响固化过程中电性能的变化填料不同处理方法对介电损耗的影响 经王水洗涤后的体系，吸收水分后介电损耗下降，证经王水洗涤后的体系，吸收水分后介电损耗下降，证明是填料杂质中金属成份造成。明是填料杂质中金属成份造成。 1000 1000高温烘烤，介电损耗与水分无关，说明金属杂高