環氧樹脂工程塑料(一)組成

    環氧樹脂工程塑料是一種熱固性工程塑料。在熱固性工程塑料中應用多的是酚醛塑料,它的價格低、固化速度快、耐熱性和耐酸性好、強度適中,其主要缺點是成型壓力高,脆性較大。環氧塑料的性能優越但價格較高,主要用于要求力學性能高,以及耐熱性、絕緣性、耐腐蝕性等綜合性能好的場合。環氧樹脂行業協會(www.epoxy-e.cn)介紹,業界一般多用纖維增強制成纖維模塑料提供成型使用;另一種用途是用作功能塑料,添加功能性微粒材料制成微粒模塑料(模塑粉)供成型使用。如電子級環氧模塑料,水潤滑環氧塑料軸承用模塑料等。
    一、環氧樹脂工程塑料的基本組成和配方設計要點
    1、環氧樹脂主要根據對制品的力學性能、耐熱性、絕緣性及成本等要求來選擇。常用的環氧樹脂有:雙酚A型環氧樹脂(如E-20、E-42、E-44等),多酚型環氧樹脂(如F-44、甲酚甲醛環氧樹脂等)和脂環族環氧樹脂。
    2、固化劑和促進劑。環氧樹脂的固化速度一般較慢,不符合模塑成型工藝的要求,因此高溫快速固化體系的選擇是環氧塑料配方設計的關鍵問題。通常多采用酚醛樹脂、甲酚甲醛樹脂或改性酚醛樹脂為固化劑,用量為40~70PHR。常用的促進劑有:咪唑、叔胺(芐基二甲胺、DMP-30等)、季銨鹽、六次甲基四胺、KOH等。采用酚醛環氧樹脂和酚醛樹脂類固化劑可以改善模塑料的工藝性能,如流動性、粘模、高溫快速固化、高溫脫模強度、貯存穩定性等。還能提高制品的耐熱性和強度。
    3、增韌劑能提高制品的韌性,降低內應力。常用的增韌劑有:羧基丁腈橡膠、羥甲基尼龍、柔性環氧樹脂等。用量約5~10PHR。
    4、纖維多采用增強型浸潤劑處理的E玻璃纖維。
    1)開刀絲。它是玻璃纖維生產中的廢品。成本低。多用于對制品性能要求不高的產品。環氧模塑料中較少應用。
    2)無捻粗紗。如40/20-4114、40/40-4114和40/20-聚醋酸乙烯型粗紗。其單絲直徑為8ym,拉伸強度約2GPa,彈性模量約70GPa。主要用于預浸法模塑料中。
    3)加捻紗。如80/5-4114、80/5-聚醋酸乙烯型加捻紗。適用于預混法模塑料中。宜生產性能要求高的模塑制品。此外還可采用碳纖維、高強玻璃纖維、有機纖維等。
    5、功能性添加劑。如SiO2粉可提高絕緣性和耐熱性,降低線膨脹系數和固化收縮率,減少內應力,降低成本。膠體石墨可降低摩擦系數和摩擦熱,提高導熱系數和耐磨性,降低成本。阻燃劑可提高制品的耐燃性,如含溴環氧樹脂、四溴雙酚A、Sb2O3等。
    6、偶聯劑多采用有機硅烷偶聯劑,如KH-550、KH-560等。用量約0.5~2PHR。
    7、脫模劑多采用硬脂酸鹽,用量約2PHR。
    8、溶劑常用的有:丙酮、乙酸乙酯與乙醇的混合溶劑等。
    環氧模塑料配方舉例(質量份)
    1)F-44酚醛環氧樹脂             15.2
    甲苯二異氰酸酯接枝酚醛樹脂     22.8
    苯基二甲胺                     0.015
    羥甲基尼龍                     2.5-3.0
    單硬脂酸甘油酯                  0.7
    乙酸乙酯:乙醇(1:2.0~2.8)     適量
    E玻璃纖維(經B201處理)          62
    2)E-42環氧樹脂                  60 
    616酚醛樹脂                     40
    MoS2                            4
    丙酮                            100
    E玻璃纖維                      150
    3)鄰甲酚甲醛環氧樹脂            19
    線型酚醛樹脂                    8
    溴化環氧樹脂                    1
    結晶型SiO2                     70
    脫模劑                          0.5
    硅烷偶聯劑                      0.4
    促進劑                          0.5
    其他                            0.6