1、1一种提高钢管环氧树脂覆层综合机械性能的优化新工艺 2013 年 4 月2一、 项目背景(一) 、环氧树脂的介绍环氧树脂是泛指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机高分子化合物,除个别外,它们的相对分子质量都不高。环氧树脂的分子结构是以分子链中含有活泼的环氧基团为其特征,环氧基团可以位于分子链的末端、中间或成环状结构。由于分子结构中含有活泼的环氧基团,使它们可与多种类型的固化剂发生交联反应而形成不溶、不熔的具有三向网状结构的高聚物。环氧树脂,固化后的环氧树脂具有良好的物理、化学性能,它对金属和非金属材料的表面具有优异的粘接强度,介电性能良好,变定收缩率小,制品尺寸稳定性好,硬度高,柔韧性较好,
2、对碱及大部分溶剂稳定,因而广泛应用于国防、国民经济各部门,作浇注、浸渍、层压料、粘接剂、涂料等用途。我国自 1958 年开始对环氧树脂进行了研究,并以很快的速度投入了工业生产,至今已在全国各地蓬勃发展,除生产普通的 双酚 A-环氧氯丙烷型环氧树脂外,也生产各种类型的新型环氧树脂,以满足国防建设及国家经济各部门的急需。环氧树脂的分类目前尚未统一,一般按照强度、耐热等级以及特性分类,环氧树脂的主要品种有 16 种,包括通用胶、结构胶、耐温胶、耐低温胶、水下,潮湿面用胶、导电胶、光学胶、点焊胶、环氧树脂胶膜、发泡胶、应变胶、软质材料粘接胶、密封胶、特种胶、涉嫌被固化胶、土木建筑胶 16 种。3对环氧
3、树脂胶黏剂的分类在行业中还有以下几种分法:1、按其主要组成 分为纯环氧树脂胶黏剂和改型环氧树脂胶黏剂;2、按其专业用途 分为机械用环氧树脂胶黏剂、建筑用环氧树脂胶黏剂、电子眼环氧树脂胶黏剂、修补用环氧树脂胶黏剂以及交通用胶、船舶用胶等;3、按其施工条件 分为常温固化型胶、低温固化型胶和其他固化型胶;4、按其包装形态 可分为单组分型胶、双组分胶和多组分型胶等;还有其他的分法,如无溶剂型胶、有溶剂型胶及水基型胶等。但以组分分类应用较多。市场前景中国是全球最大也是最后一块环氧树脂市场处女地,中国环氧市场前景十分广阔。环氧涂料(防腐、防海洋生物污染) 。专家预测,2000 年我国海洋涂料需 4 万 t
4、,其中大部分是环氧防腐涂料。容器制造业持续高速发展,罐头涂料需要越来越多的环氧树脂。东北地区必然是环氧树脂的巨大的潜在市场。水性环氧涂料前途无量。此两者是环氧涂料发展的主流。中国是世界第四大粉末涂料生产国,也是亚洲最大的粉末涂料生产国。我国政府已把粉末涂料和水性涂料确定为今后优先发展品种,而水性环氧涂料又在水性涂料行业中占重要地位。特点:41 形式多样。2 固化方便。选用各种不同的固化剂,环氧树脂体系几乎可以在0180温度范围内固化。3 粘附力强。环氧树脂分子链中固有的极性羟基和醚键的存在,使其对各种物质具有很高的粘附力。环氧树脂固化时的收缩性低,产生的内应力小,这也有助于提高粘附强度。4 收
5、缩性低。5 力学性能。固化后的环氧树脂体系具有优良的力学性能。6 电性能。7化学稳定性。8 尺寸稳定性。9 耐霉菌。3、使用介绍环氧树脂及环氧树脂胶粘剂本身无毒,但由于在制备过程中添加了溶剂及其它有毒物,因此不少环氧树脂“有毒” ,国内环氧树脂业正通过水性改性、避免添加等途径,保持环氧树脂“无毒”本色。环氧树脂一般和添加物同时使用,以获得应用价值。添加物可按不同用途加以选择,常用添加物有以下几类:(1)固化剂;( 2)改性剂;(3)填料;(4 )稀释剂;(5)其它。 其中固化剂是必不可少的添加物,无论是作粘接剂、涂料、浇注料都需添加固化剂,否则环氧树脂不能固化。由于用途性能要求各不相同,对环氧
6、树脂及固化剂、改性剂、填料、稀释剂等添加物也有不同的要求。现将它们的选择方法简介于下: (一)环5氧树脂的选择操作要求固化剂的选择1固化剂种类:环氧树脂原材料2固化剂的用量(1)胺类作交联剂时按下式计算:胺类用量=MG/Hn式中:M=胺分子量Hn=含活泼氢数目G=环氧值(每 100 克环氧树脂中所含的环氧当量数)(2)用酸酐类时按下式计算:酸酐用量=MG(0.61)/100 式中:M=酸酐分子量G=环氧值(0.61)为实验系数3 选择固化剂的原则:固化剂对环氧树脂的性能影响较大,一般按下列几点选择。(1) 、从安全上选择:一般要求毒性小的为好,便于安全生产。(2) 、从成本上选择。改性剂的选择
7、:(1) 、聚硫橡胶:可提高 冲击强度和抗剥性能。6(2) 、聚酰胺树脂:可改善脆性,提高粘接能力。(3) 、聚乙烯醇叔丁醛:提高抗冲击鞣性。(4) 、丁腈橡胶类:提高抗冲击鞣性。(5) 、酚醛树脂类:可改善耐温及耐腐蚀性能。(6) 、聚酯树脂:提高抗冲击鞣性。(7) 、尿醛三聚氰胺树脂:增加抗 化学性能 和强度。(8) 、糠醛树脂:改进静弯曲性能,提高耐酸性能。(9) 、乙烯树脂:提高抗剥性和抗冲强度。(10) 、异氰酸酯:降低潮气渗透性和增加抗水性。(11) 、硅树脂:提高耐热性。(二) 、环氧树脂钢管1、组成: (1)钢管:无缝钢管 直缝钢管 螺旋钢管等各种钢制管道 (2)环氧树脂涂料
8、该产品是由环氧树脂为主剂的一种双组分、高固体分的涂料。分底漆和面漆。甲组份由环氧树 脂、颜料及添料、助剂组成。乙组份是以改性胺类配制的固化剂。 2、特性及应用领域: 耐久性好,环氧树脂固化后的漆膜坚韧耐水、涂膜无毒,对水无污染。附着力强,漆膜与漆膜之间都有很好的附着力。防锈耐水性能优异,采用优良的防锈原料,能保证其防锈性能。具有很好的机械强度、漆膜坚韧,具有耐磨和耐冲击性能。固体含量高,涂膜较厚。室温固化成膜。无须大型烘培设备。 广泛适用于饮水舱、水管道、水箱、水塔等供水7设备的内壁涂装及砂糖、谷物的货舱内使用。也可作为游泳池、发电厂冷却塔及成装燃料油、汽油的金属、混凝土的内壁涂层。二、 工艺
9、方案设计(一) 、当前的工艺方案目前在钢管中涂覆环氧树脂的主要工艺方案中,主要为喷涂,和浸润。由于施工方法的限制,环氧树脂中很少填价填料,主要是改变稀释剂和固化剂来稍稍改变或体提高树脂的性能,这对于提高环氧树脂的性能极其有限,越来越不能满足对覆层钢管的使用要求,当前对钢管的使用越来越普及,对钢管的要求要了越来越高,真对不同使用要求的钢管使用不填料的环氧树脂已越来越迫切。内外涂环氧树脂钢管首先对基管做预处理-对钢管进行打磨( 优点:自动喷涂使基材内外壁涂层均匀,流平性好。达到 CJ/T120-2008标准及 GB/T5135.20-2010 标准-将打磨好的钢管放入电热烘箱进行预热,当温度达到
10、230250(一般预热一个半小时左右)-对预热好的管材进行涂装-涂装好后,放入固化箱固化(当温度达到200 度时保持 15 分钟)- 成品。喷涂后加热设备预热到 180 度对喷涂好的基材进行固化,优点:喷涂的时候环氧树脂粉末还没有完全的熔结于基材内外壁,经过 30 分钟的预热固化,使环氧树脂内的固化剂完全固化,使得内外壁的涂层附着力更强。在我国最早的内外涂环氧树脂钢管基管都是镀锌钢管,后来发现内壁镀锌层对提高内涂层附着力没有好处,反而有影响,同时增加了镀锌工艺的成本,为了提高内涂层的附着力,对镀锌钢管的内镀锌还要采取8去锌工艺,这又一次增加了成本,也造成了能源的浪费。因此也有采用焊接钢管直接上
11、涂层的。内外涂环氧树脂钢管基管在涂塑前应采用喷砂工艺,以去除金属表面的铁锈、油污和镀锌层,一般称为表面预处理。建筑行业对表面预处理无量化指标要求,石油行业相对较为具体。稀释剂的选择活性稀释剂名称二缩水甘油醚多缩水甘油醚环氧丙烷丁基醚环氧丙烷苯基醚二环氧丙烷乙基醚三环氧丙烷丙基醚牌号600 630 660 690 669 662用量30% 同上 15% 同上 同上 同上备注需多加计算量固化剂同上 同上 同上 同上 同上惰性稀释剂名称 二甲苯 甲苯 苯 丙酮用量 15% 同上 同上 同上备注 不需多加固化剂 同上 同上 同上9(二) 、环氧树脂钢管的性能指标要求及检测依据:(三) 、优化新工艺方案
12、真对当前对覆层环氧树脂钢管的使用要求,对环氧树脂的工艺改进和提高的以适应市场的需求越来越迫切,在环氧树脂的其它方面的使用中,各填料主要改善树脂的性能入下:常用填料简介如下:填料名称 作用石棉纤维、玻璃纤维 增加韧性、耐冲击性石英粉、瓷粉、铁粉、水泥、金刚砂提高硬度氧化铝、瓷粉增加粘接力,增加机械强度石棉粉、硅胶粉、高温水泥 提高耐热性10石棉粉、石英粉、石粉 降低收缩率铝粉、铜粉、铁粉等金属粉末 增加导热、导电率石墨粉、滑石粉、石英粉 提高抗磨性能及润滑性能金刚砂及其它磨料 提高抗磨性能云母粉、瓷粉、石英粉 增加绝缘性能各种颜料、石墨 具有色彩填料的作用是改善制品的一些性能,并改善树脂固化时的
13、散热条件,用了填料也可以减少环氧树脂的用量,降低成本。因用途不同可选用不同的填料。其大小最好小于 100 目,用量视用途而定。另外据资料报导适量(27-35%)P、AS、 Sb、Bi、Ge、Sn、Pb的氧化物添加在树脂中能在高热度、压力下保持粘接性。本公司的 XXX 提出了主要真对添料的使用来提高覆层环氧树脂的总合机械性能,填料名称 作用填料含量 性能比之未加填料提高%石棉纤维、玻璃纤维增加韧性、耐冲击性10-30% 50-200%石英粉、瓷粉、铁粉、水泥、金刚砂提高硬度10-30% 50-100%氧化铝、瓷 增加粘接力,增加 5-10% 10-80%11粉 机械强度石棉粉、硅胶粉、高温水泥提
14、高耐热性10-30% 10-80%石棉粉、石英粉、石粉降低收缩率5-30% 20-70%石墨粉、滑石粉、石英粉提高抗磨性能及润滑性能5-10% 50-300%金刚砂及其它磨料提高抗磨性能5-10% 30-100%操作时间:操作时间(也是工作时间或使用期)是固化时间的一部份,混合之后,树脂/固化剂混合物仍然是液体和可以工作及适合应用。为了保证可靠的粘接,全部施工和定位工作应该在固化操作时间内做好。进入固化:混合物开始进入固化相(也称作熟化阶段) ,这时它开始凝胶或“突变” 。这时的环氧没有长时间的工作,可能也将失去粘性。在这个阶段不能对其进行任何干扰。它将变成硬橡胶似的软凝胶物,你用大拇指将能压
15、得动它。因为这时混合物只是局部固化,新使用的环氧树脂仍然能与它化学链接,因此该未处理的表面仍然可以进行粘接或反应。无论如何,接近12固化的混合物这些能力在减小最终固化:环氧混合物达到固化变成固体阶段,这时能砂磨及整型。这时你用大拇指已压不动它,在这时环氧树脂约有 90%的最终反应强度,因此可以除去固定夹件,将它放在室温下维持若干天使它继续固化。这时新使用的环氧树脂不能与它进行化学链接,因此该环氧表面必须适当地进行预处理如打磨,才能得到好的粘接机械强度。三、 市场营销计划方案风险预测1、市场营销计划的方式,市场营销策略包括网上广告宣传以及在全国范围内设立办事处等分支机构进行产品销售,在网络广告费
16、上投入每年约 1020 万元,增强产品知名度,并吸纳经销商客户提高市场占有率。另外在全国设立办事处,直接负责与终端客户的联系,做到快速、便捷、周到的为客户做好服务。产品市场竞争非常激烈,核心技术是公司生存与发展的关键,因此我们也在发展壮大研发团队,持续的更新、升级产品来满足使用需求。在控制成本及拓展市场方面,我们利用网络的便捷性扩大了产品的认知度,同时通过设立办事处等分支机构的模式降低了的营销成本。并且通过办事处等分支机构也相应的扩大了市场占有率,保障了产品销售。2、未来市场盈利预测项目产品生产规模及销售量13达产的年份生产规模 销售额 毛利润第一年8000T 2000 万元 660 万元第二
17、年15000T 4000 万元 1300 万元第三年30000T 8000 万元 2500 万元第四年35000T 9000 万元 3000 万元第五年40000T 10000 万元 3300 万元本项目涉及到的开发技术、框架、模式等已经各自得到了广泛的应用,而且各自也获得了比较大的成功。我们在本项目中通过将这几种技术有机的结合到一起,形成一个既能满足当前项目需要,同时又通过本系统规范了业务流程,提高了相关人员的方便性和满意度。鉴于这些成型的研究,因此我们有充份把握来完成,另外我们也已经在实际项目中得到了成功应用,因此本项目没有技术风险。1.通过对该项目的实施,使企业的管理更加有序可靠,降低了
18、管理成本。2.通过对该项目的实施,可使工艺方案对每一项工作能都查询统计,实时掌握相应数据,对于决策起到很重要的作用。 143. 通过对该项目的实施,对管理制度、检定计划、设备台账能够做到很好的监督。 课题总经费支出预算 单位:万元科目 预算金额 备注(一)直接费用 273.5 万元1、人员费 150 万元(1)设计研究人员 70 万元(2)开发研究人员 80 万元2、设备费 50.5 元(1)购置 30 万元(2)试制 20.5 万元3、业务费 55 万元(1)材料费 20 万元(2)会议费及差旅费 35 万元4、其他直接费用 18 万元(二)间接费用 108.85 万元1、现有仪器设备使用费
19、35 万元2、房屋占用费 27 万元153、直接管理人员费用 32.85 万元4、其他间接费用 14 万元合 计 382.35 万元四、 项目主要技术及相关技术国内外专利申请和授权情况由国家知识产权局专利检索咨询中心进行的查新检索报告表明,尚未发现影响本项目所涉及到的技术方法新颖性和创造性的技术背景文献。项目可行性分析结论坚持大胆创新,勇于打破常规的思维方式,认为在现在飞速发展的通信领域,只有不断创新,勇于试错,不断在错误中总结经验教训,才可能取得较大成绩。在学习研究新技术的同时也在深思与探索如何能设计研制出适合我国通信行业发展的新产品,认为只有树立创新思想,才能实现真正的技术革新。综上所述,
20、一种提高钢管环氧树脂覆层综合机械性能的优化新工艺的非专利技术将能为公司的稳定经营提供更好的保障,并能产生较好的经济效益和社会效益。所以此项目是可行的。基本概述16环氧树脂作为防腐蚀材料不但具有密实、抗水、抗渗漏好、强度高等特点,同时具有附着力强、常温操作、施工简便等良好的工艺性,而且价格适中。采用这类材料的防腐蚀工程一般包括:树脂胶料辅衬的玻璃钢整体面层和隔离层,树脂胶泥和砂浆铺砌的块材面层,树脂胶泥勾缝与灌缝的块材面层,树脂稀胶泥或砂浆制作的单一与复合的整体面层及隔离层,树脂玻璃鳞片胶泥面层等等。选用的材料品种不同,防腐蚀工程的最终产品功能以及适用范围将有很大不同。专家介绍说,防腐蚀工程中常
21、用的环氧树脂除单独使用外,还可以和不饱和聚酯树脂、乙烯基酯树脂、酚醛树脂和呋喃树脂等树脂复合使用,形成复合构造以充分发挥各自的长处、降低成本、提高产品质量、方便施工。也可与其他树脂改性形成改性树脂,改性的方法有物理法和化学法。环氧煤焦油属于较为典型的环氧树脂物理改性产物,使其性能介于环氧树脂和煤焦油之间。物理改性树脂中次要树脂一般占总量的 3050%;树脂进行化学改性后其产物的性能已经发生了根本变化,乙烯基酯树脂实质是最典型的环氧化学改性树脂。有时用综合性能较好的 2 种或两种以上树脂材料,根据各自的特点在工程的不同部位统一部位的不同构造,依次进行施工可以产生单一材料难以达到的显着效果。材料组
22、成环氧树脂防腐材料主要由以下材料组成。一是环氧树脂,指含有环氧基的聚合物之统称,主要适用于腐蚀性不太强的介质,耐碱性能较突出也能耐一般酸(除氢氟酸外) 腐蚀,国外防腐蚀市场对环氧树脂的需用量已经大大减少,主要原因在于耐蚀树脂方面不饱和聚酯树脂已经迅速17发展、且品种较多,国内市场由于不饱和聚酯树脂起步较晚,因此环氧树脂仍是防腐蚀领域的主要树脂品种之一。环氧树脂的主要特点是粘结强度高、收缩率低、产品脆性大、价格较高,常温固化的树脂使用温度不超过 80;二是环氧树脂的固化剂,有胺类、酸酐类、树脂类化合物等几大品种,其中胺类化合物最为常用,它又可以分为脂肪胺、芳香胺及改性胺等几类,由于乙二胺、间苯二
23、胺、苯二甲胺、聚酰胺、二乙烯三胺等化合物的毒性、气味较大,因此逐步被无毒、低毒的新型固化剂(如:T31590、C20 等) 替代,这类固化剂对潮湿基层甚至水下也可以固化,所以日益引起人们的重视和好评;三是稀释剂,环氧树脂的稀释通常用非活性稀释剂如:乙醇、丙酮、苯、甲苯、二甲苯等,2 种非活性稀释剂可以混合使用,有时为了降低固化成品的收缩率、减少孔隙和龟裂也使用活性稀释剂,如环氧丙烷丁基醚、环氧丙烷苯基醚、多缩水甘油醚等;四是增塑剂、增韧剂,单纯的环氧树脂固化后较脆、冲击韧度、抗弯强度及耐热性能较差,常用增塑剂、增韧剂来使树脂增加可塑性、改善韧性、提高抗弯强度和冲击韧度;五是填充料,粉料、细骨料
24、、粗骨料、玻璃鳞片统称为填充料,加入适当的填充料可以降低制品的成本、改善其性能,在胶液中填充料的用量一般为树脂用量的2040%(重量),配制腻子时加入量可较多些,一般可为树脂用量的24 倍,常用的粉料为石英粉、瓷粉,此外还有石墨粉、辉绿岩粉、滑石粉、云母粉18基本概况随着中国国民经济快速、稳健发展,环氧树脂行业也得到了长足进步,从 20 世纪末的起步到今天的腾飞,中国环氧树脂业只用了 5 年多时间,期间生产量环氧树脂防静电地坪由 2000 年的 6 万吨增加到 2005 年的 30 万吨以上;消费量由2000 年的 18 万吨增加到 2005 年的 65 万吨,年均增长率达 30%。中国事实上
25、已经成为全球环氧树脂的主要增长力量,推动全球环氧树脂产业保持较高增长。中国环氧树脂生产厂家众多,但万吨级规模以上的企业为数不多。中国环氧树脂主要生产企业有广州宏昌电子材料工业有限公司、巴陵石化岳阳石油化工总厂、蓝星星辰新材料有限公司、广东汽巴高分子化工有限公司、江苏三木集团公司、大连齐化化工有限责任公司、无锡迪爱生环氧有限公司等。1996 年中国进口环氧树脂 4.08 万吨,2005 年达到 26 万吨,9 年间年均增长超过 20%,增长速度非常迅速。随着国内产能的迅速增加,2004 年以来进口量逐渐保持平稳。国内环氧树脂企业生产能力增强的同时,也使得中国环氧树脂的出口量逐年增高,1996 年
26、出口量为 860019吨,2005 年提高到 77817 吨。国内大部分环氧树脂企业生产技术与国外先进工艺相比尚有一定差距。存在的主要问题是生产装置规模不够经济、产品专用性较低、产品质量稳定性差。此外,产品售后服务及应用的方便程度上也有待提高。尽管如此,巨大的市场潜力仍为国内企业提供了生存和发展空间。预计未来中国环氧树脂产能还将进一步增长。未来 5-10 年,中国环氧树脂行业将会进一步规范化,生产成本过高、环保不合格、产品档次低的企业将被淘汰。到 2010 年中国环氧树脂产能将维持在 60 万-70 万吨,国内市场仍有一定的缺口。同时,国内支柱产业加快发展给环氧树脂行业带来无限商机,如汽车领域
27、,信息产业,能源、交通运输、建筑产业,这些发展方兴未艾的支柱产业都是应用环氧树脂的生力领域,会对环氧树脂带来巨大的市场需求。发展简史环氧树脂的发明曾经历了相当长的时期。早在 1891 年,德国的Lindmann 用对苯二酚与环氧氯丙烷反应,缩聚成树脂并用酸酐使之固化。但是它的使用价值没有被揭示。1930 年,瑞士的 Pierre Castan 和美国的 S.O.Greenlee 进一步进行研究,用有机多元胺使上述树脂固化,显示出很高粘接强度,这才引起了人们的重视。广泛地讲,环氧树脂可以从含有链烯基的母体化合物合成,也可以从含有活性氢原子的母体化合物合成。20 世纪初首先报导了烯烃的环氧化,但直
28、到 20 世纪 40 年代中期,Swern 和他在美国农业部的合作伙伴开始研究聚不饱和天然油的环氧化时,此项技术也仅应用于高相对分子质量单环氧化合物的生产20并引起广泛的工业化规模开发的兴趣。10 年之后才应用于环氧树脂合成技术之中。大约在 20 世纪 20 年代中期已经报导了双酚 A 与环氧氯丙烷反应产物,15 年后首创了不稳定的环氧化脂肪胺中间产物的生产技术。1933 年德国的 Schlack1研究现代双酚 A 环氧树脂同双酚 A 的分离技术。尽管一年之后 Schlack 报导了双环氧化合物同有机酸、无机酸、胺和硫醇的反应,但确定双酚 A 环氧树脂的工业价值的还是瑞士 De Trey Fr
29、eres 公司的 Castan 和美国 Devoe&Rayno1ds 公司的Greenlee。 1936 年, Castan 生产了琥珀色环氧氯丙烷一双酚 A 树脂,并同邻苯二甲酸酐反应生产出用于浇铸和模塑制品的具有工业意义的热固性制品。1939 年年初 Greenlee 也独自生产出了 高分子质量双酚 A环氧氯丙烷树脂并用于高级热固性涂料。1937 年到 1939 年欧洲曾尝试用环氧树脂补牙,但没有成功。除此之外,在第二次世界大战前,没有全面开发环氧树脂技术。战后不久 Devoe&Rayno1ds 开始试生产涂料树脂,而 CIBA 公司得到 De Trey Freres 许可,开始进一步发展
30、液体涂料、层压材料和粘接剂用液体环氧树脂。1943 年 Castan 的基本专利授权。然而环氧树脂第一次具有工业价值的制造是在 1947 年由美国的Devoe-Raynolds 公司完成的,它开辟了环氧氯丙烷一双酚 A 树脂的技术历史,环氧树脂开始了工业化开发,且被认为是优于老的酚醛树脂和聚酯树脂的一种技术进步。这种树脂几乎能与大多数其他热固性塑料的性能相媲美,在一些特种应用领域其性能优于酚醛和聚酪。不久瑞士的CIBA(汽巴)公司、美国的 Shell(壳脾)和 Dow(道)公司开始了环氧树脂的工业化生产和应用开发工作。20 世纪 50 年代后期,美国的两个主要公21司,汽巴和 Devoe-Ra
31、ynolds 继续研究缩水甘油醚型环氧树脂,壳牌化学公司只提供环氧氯丙烷,联合碳化物塑料公司首先制造酚醛树脂和双酚 A,欧洲汽巴和壳牌集中开发了环氧树脂。1955 年夏季,四种基本环氧树脂在美国获得生产制造许可证,Dow Chemical co和 Reichho1d 化合物公司建立了环氧树脂生产线。在普通双酚 A 环氧树脂生产应用的同时,一些新型的环氧树脂相继问世。如 1956 年 美国联合碳化物公司开始出售脂环族环氧树脂,1959 年Dow 化学公司生产酚醛环氧树脂。大约在 1960 年,Koppers,co生产了邻甲酚醛环氧,1965 年初,汽巴开始生产和经销该种树脂。在19551965
32、年期间,环氧树脂质量明显提高,双酚 A 环氧树脂已有所有的平均相对分子质量等级的牌号。酚醛环氧确立了明显的耐高温应用的优级性能。壳牌化学品公司和联碳塑料生产多官团能酚缩水甘油醚等特种耐温树脂,制造商还提供了脂肪族多元醇一环氧氯丙烷树脂。Unio Carbide 开发了对氨基苯酚三缩水甘油醚树脂。1957 年有关环氧树脂的合成工艺的专利问世,是由 Shell Developmet co申请的,该专利研究了固化剂和填加剂的应用工艺方法,揭示了环氧树脂固化物的应用。过醋酸法合成的环氧树脂最初是 1956 年由美国联合碳化物公司推出,1964 年转卖给联碳塑料。在欧洲,工业化脂环族环氧树脂于 20 世
33、纪 60 年代初问世,1963 年通过汽巴公司引入美国,1965 年汽巴引进联碳塑料的许多多官能团环氧的品种,大约 1960 年 FMC CORP开始经销环氧化聚丁二烯。70 年代中期,美国、加拿大、 英国、瑞士、西德、比利时、阿根廷、墨西哥、波兰、捷克斯洛伐克和苏联都开始制造双酚22A 环氧树脂和一些新型环氧树脂。70 年代开始了低氯含量的电子级应用,相继五元环海因环氧、 氢化双酚 A 环氧等耐老化树脂和 四溴双酚 A 环氧、含溴环氧化合物等阻燃型环氧树脂得到发展。80 年代开发了复合胺、酚醛结构的新型多官能团环氧树脂以满足复合材料工业需要。又开发了水性环氧树脂和稠环耐温耐湿环氧树脂。由于环
34、氧树脂品种的增加和应用技术的开发,环氧树脂在电气绝缘、防腐涂料、金属结构粘接等领域的应用有了突破:于是环氧树脂作为一个行业蓬勃地发展起来;它的品种、应用开发仍很活跃,从 1960 年以来,已有数百种环氧树脂完成工业化开发,已有 4050 种不同结构的环氧可商品化制造或由中间试验厂提供,同时与之相适用的 100 多种工业化固化剂和许许多多的改性剂和稀释剂与之配套,正谓方兴未艾。中国研制环氧树脂始于 1956 年,在沈阳、上海两地首先获得了成功。1958 年上海、无锡开始了工业化生产。20 世纪 60 年代中期开始研究一些新型的脂环族环氧:酚醛环氧树脂、聚丁二烯环氧树脂、缩水甘油酯环氧树脂、缩水甘
35、油胺环氧树脂等,到 70 年代末期中国已形成了从单体、树脂、辅助材料,从科研、生产到应用的完整的工业体系。环氧树脂具有优良的物理机械性能、电绝缘性能、耐药品性能和粘结性能,可以作为涂料、浇铸料、模压料、胶粘剂、层压材料以直接或间接使用的形式渗透到从日常生活用品到高新技术领域的国民经济的各个方面。例如:飞机、航天器中的复合材料、大规模集成电路的封装材料、发电机的绝缘材料、钢铁和木材的涂料、机械土木建筑用的胶粘剂、乃至食品罐头内壁涂层和金属抗蚀电泳涂装等都大量使用环氧树脂。它23已成为国民经济发展中不可缺少的材料。它的产量和应用水平也可以从一个侧面反映一个国家的工业技术的发达程度。优缺对照首先环氧
36、树脂的优点,这里所说的环氧树脂通常是指双酚 A 型环氧树脂。1单独的环氧树脂应用价值很低,它需要与固化剂配合使用才有实用价值。2高粘接强度:在合成胶粘剂中环氧树脂胶的胶接强度居前列。3固化收缩率小,在胶粘剂中环氧树脂胶的收缩率最小,这也是环氧树脂胶固化胶接高的原因之一4耐化学性能工好:在固化体系中的醚基、苯环和脂肪羟基不易受酸碱侵蚀。在海水、石油、煤油、10%H2SO4、10%HCl 、10%HAc 、10%NH3、10%H3PO4 和30%Na2CO3 中可以用两年;而在 50%H2SO4 和 10%HNO3 常温浸泡半年;10%NaOH( 100)浸泡一个月,性能保持不变。5电绝缘性优良:环氧树脂的击穿电压可大于 35kv/mm6工艺性能良好、制品尺寸稳定、耐性良好和吸水率低。其次,双酚 A 型环氧树脂的优点固然好,但也有其缺点:第一、操作粘度大,这在施工方面显的有些不方便第二、固化物性能脆,伸长率小。第三、剥离强度低。第四、耐机械冲击和热冲击差。24