环氧树脂的研究历程可追溯到20世纪30年代,其中标志性事件是1934年德国科学家Schlack利用胺化合物成功聚合含有多个环氧基的化合物,创造出高分子聚合物,并由1.G染料公司申请德国专利。然而,受第二次世界大战影响,该成果未能在美国获得专利保护[3] 。
随后,瑞士的Pierre Castan与美国S. O. Greelee分别发表的专利揭示了双酚A与环氧氯丙烷通过缩聚反应能合成液态聚环氧树脂,该树脂可通过有机多元胺或二元酸进行固化,展现出卓越的粘附性。这些科研进展推动了美国De Voe-Raynolds公司于1947年首次实现环氧树脂的工业化生产。紧接着,瑞士的Ciba公司、美国的Shell及Dow Chemical公司也投身于环氧树脂的工业化制造与应用研发。当时,环氧树脂在金属粘合与防腐涂料领域已取得显著进展,从而促进了该行业的迅速崛起[3] 。
自1948年起,环氧树脂的生产规模与应用范围显著扩大。凭借其众多卓越性能,环氧树脂在工业领域迅速崛起,不仅产量激增,且新型品种层出不穷。进入1960年代,一系列新型环氧树脂相继问世,包括热塑性酚醛型、卤代型、聚烯烃型等。此后,脂环族环氧树脂以及其他创新结构的环氧树脂,如海茵型、酚酞型及含聚芳杂环结构的环氧树脂也陆续被开发出来。
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[3] 。
由两个碳原子与一个氧原子形成的环称之为环氧环或环氧基,相应的化合物称之为环氧化合物,环氧乙烷就是最简单的环氧化合物。
共2张 环氧乙烷与环氧基
环氧树脂是一个分子中含有两个以上环氧基,在适当的化学试剂存在下,可形成三维交联网络状固化物的化合物总称[3] 。
环氧树脂具有仲羟基和环氧基,仲羟基可以与异氰酸酯反应,作为多元醇直接看加入聚氨酯胶黏剂含羟基的组分中,仅羟基参加反应,环氧基未能反应。
用酸性树脂的羧基,使环氧开环,再与聚氨酯胶黏剂中的异氰酸酯反应。还可以将环氧树脂溶解于乙酸乙酯中,添加磷酸加温反应,其加成物添加到聚氨酯胶黏剂中,可使胶的初黏、耐热性以及水解稳定性等都得到提高。还可用醇胺或胺反应生成多元醇,在加成物中有叔氮原子的存在,可加速NCO反应。
(1)形式多样:各种树脂、固化剂、改性剂体系几乎可以适应各种应用对形式提出的要求,其范围可以从极低的粘度到高熔点固体。