膠粘劑物性專欄4—環(huán)氧樹脂固化反應(yīng)的原理

及膠粘劑體系應(yīng)用設(shè)備工藝方案簡(jiǎn)介

環(huán)氧樹脂固化反應(yīng)的原理，主要是根據(jù)所用固化劑的不同，一般認(rèn)為它通過四種途徑的反應(yīng)而成為熱固性產(chǎn)物。

（1）環(huán)氧基之間開環(huán)連接； 

（2）環(huán)氧基與帶有活性氫能團(tuán)的固化劑反應(yīng)而交聯(lián)；

（3）環(huán)氧基與固化劑中芳香的或脂肪的羥基的反應(yīng)而交聯(lián)； 

（4）環(huán)氧基或羥基與固化劑所帶基團(tuán)發(fā)生反應(yīng)而交聯(lián)。 不同種類的固化劑，在硬化過程中其作用也不同。有的固化劑在硬化過程中，不參加到本分子中去，僅起催化作用，如無機(jī)物。具有單反應(yīng)基團(tuán)的胺、醇、酚等，這種固化劑，叫催化劑。多數(shù)固化劑，在硬化過程中參與大分子之間的反應(yīng)，構(gòu)成硬化樹脂的一部分，如含多反應(yīng)基團(tuán)的多元胺、多元醇、多元酸酐等化合物。

（5） 環(huán)氧樹脂膠水應(yīng)用體系自動(dòng)化產(chǎn)線設(shè)備案例；讓環(huán)氧封膠，在配合膠水特性完善工藝的同時(shí)，讓產(chǎn)品的性能更可靠；

 （6） 盛達(dá)豐智能自動(dòng)打膠加溫固化生產(chǎn)線應(yīng)用行業(yè)：汽車電子/太陽能控制系統(tǒng)/超級(jí)電容/電機(jī)注膠/傳感器/互感器/變壓器/點(diǎn)火線圈/逆變器/航空/航天/航海/軍工/通訊電源/電動(dòng)工具/工業(yè)類電子/

1、胺類固化劑 胺類固化劑—般使用比較普遍，其硬化速度快，而且黏度也低，使用方便，但產(chǎn)品耐熱性不高，介電性能差，并且固化劑本身的毒性較大，易揮發(fā)。胺類固化劑包括；脂肪族胺類、芳香族胺類和胺的衍生物等。胺本身可以看作是氮的烷基取代物，氨分子（NH3）中三個(gè)氫可逐步地被烷基取代，生成三種不同的胺。

即：伯胺（RNH2）、仲胺（R2NH)）和叔胺（R3N）。 由于胺的種類不同，其硬化作用也不同： （1）伯胺和仲胺的作用 含有活潑氫原子的伯胺及仲胺與環(huán)氧樹脂中的環(huán)氧基作用。使環(huán)氧基開環(huán)生成羥基，生成的羥基再與環(huán)氧基起醚化反應(yīng)，最后生成網(wǎng)狀或體型聚合物。 （2）叔胺的作用與伯胺、仲胺不同，它只進(jìn)行催化開環(huán)，環(huán)氧樹脂的環(huán)氧基被叔胺開環(huán)變成陰離子，這個(gè)陰離子又能打開一個(gè)新的環(huán)氧基環(huán)，繼續(xù)反應(yīng)下去，最后生成網(wǎng)狀或體型結(jié)構(gòu)的大分子。

（3）精密電子改性體系微量灌膠設(shè)備：

2、酸酐類固化劑 酸酐是由羧酸（分子結(jié)構(gòu)中含有羧基—COOH）與脫水劑一起加熱時(shí)，兩個(gè)羧基除去一個(gè)水分子而生成的化合物。 酸酐類固化劑硬化反應(yīng)速度較緩慢，硬化過程中放熱少，使用壽命長(zhǎng)，毒性較小，硬化后樹脂的性能（如力學(xué)強(qiáng)度、耐磨性、耐熱性及電性能等）均較好。但由于硬化后含有酯鍵，容易受堿的侵蝕并且有吸水性，另外除少數(shù)在室溫下是液體外。絕大多數(shù)是易升華的固體，而且一般要加熱固化。 酸酐和環(huán)氧樹脂的硬化機(jī)理，至今尚未完全闡明，比較公認(rèn)的說法如下： 酸酐先與環(huán)氧樹脂中的羥基起反應(yīng)而生成單酯，第二步由單酯中的羥基和環(huán)氧樹脂的環(huán)氧基起開環(huán)反應(yīng)而生成雙酯，第三步再由其中的羥基對(duì)環(huán)氧基起開環(huán)作用，生成醚基，所以可得到既含醚鍵，又含有酯基的不溶不熔的體型結(jié)構(gòu)。 除了上述反應(yīng)之外，第一步生成的單酸中的羧基也可能與環(huán)氧樹脂分子上的羥基起酯化反應(yīng)，生成雙酯。但這不是主要的反應(yīng)。

3、樹脂類固化劑 含有硬化基團(tuán)的一NH一，一CH2OH，一SH，一COOH，一OH等的線型合成樹脂低聚物，也可作為環(huán)氧樹脂的固化劑。如低分子聚酰胺．酚醛樹脂，苯胺甲醛樹脂，三聚氰胺甲醛樹脂，糠醛樹脂，硫樹脂，聚酯等。它們分別能對(duì)環(huán)氧樹脂硬化物的耐熱性，耐化學(xué)性，抗沖擊性，介電性，耐水性起到改善作用。常用的是低分子聚酰胺和酚醛樹脂。

（1）低分子聚酰胺不同于尼龍型的聚酰胺。它是亞油酸二聚體或是桐油酸二聚體與脂肪族多元胺，如乙二胺、二乙烯三胺反應(yīng)生成的一種琥珀色粘稠狀樹脂。由于原材料的性質(zhì)，反應(yīng)組分的配比和反應(yīng)條件不同，低分子聚酰胺的性質(zhì)差別很大。它們的分子量在500~9000之間，有熔點(diǎn)很高，胺值很低的固態(tài)樹脂，也有胺值為300的液態(tài)樹脂。其中胺值是低分子聚酰胺活性的描述，胺值高的活性大，與環(huán)氧樹脂反應(yīng)速度快，但可使用期短，胺值低的活性小，與環(huán)氧樹脂反應(yīng)速度慢，但可使用期長(zhǎng)， 低分子聚酰胺分子中有各種極性基團(tuán)，如仲胺基。伯胺基以及酰胺基，硬化后的環(huán)氧樹脂對(duì)各種金屬、木材、玻璃和塑料有良好的粘附力。聚酰胺分子中有較長(zhǎng)的脂肪碳鏈，起到內(nèi)部增塑作用，因此硬化后的環(huán)氧樹脂有一定的韌性。低分子聚酰胺與環(huán)氧樹脂的配合比例一般從40／60到60／40。在此范圍內(nèi)，可獲得較好的膠接強(qiáng)度，熱穩(wěn)定性和耐化學(xué)試劑作用。一般聚酰胺用量多，體系柔性及抗沖擊性能好；環(huán)氧樹脂比例高，高溫下粘結(jié)強(qiáng)度比較高，耐化學(xué)試劑作用好。 低分子聚酰胺作固化劑特點(diǎn)是：無毒或低毒，揮發(fā)性小，易與環(huán)氧樹脂混合，反應(yīng)緩慢，一般多用作常溫固化劑。 

（2）酚醛樹脂 酚醛樹脂與環(huán)氧樹脂的相互作用比較復(fù)雜， 熱固性酚醛樹脂中的羥甲基與環(huán)氧樹脂中的羥基及環(huán)氧基起反應(yīng)及酚醛樹脂中的酚羥基與環(huán)氧基起開環(huán)醚化反應(yīng)所以酚醛樹脂能把環(huán)氧樹脂從線型變成體型，環(huán)氧樹脂也能把酚醛樹脂從線型變成體型，彼此相輔相成，最后形成相互交聯(lián)的不溶不熔的體型大分子。

（3）真空應(yīng)用工藝灌膠設(shè)備：

4、咪唑類固化劑 咪唑類化合物是一種新型固化劑，可在較低溫度下固化而得到耐熱性優(yōu)良的固化物，并且具有優(yōu)異的力學(xué)性能。 咪唑類化合物的反應(yīng)活性根據(jù)其結(jié)構(gòu)不同而有所不同。一般堿性愈強(qiáng)，固化溫度愈低，在結(jié)構(gòu)上受l位取代基影響較大。 咪唑(1midaxole)是具有兩個(gè)氮原子的五元環(huán)，一個(gè)氮原子構(gòu)成仲胺，一個(gè)氮原子構(gòu)成叔胺。所以咪唑類固化劑既有叔胺的催化作用，又有仲胺的作用。如2-乙基-4-甲基咪唑。

5、膠粘劑體系應(yīng)用設(shè)備：