Подробный обзор эпоксидной смолы: история, классификация и основные характеристики

Краткая история развития эпоксидной смолы

• В 1936 году швейцарский ученый П. Кастан впервые синтезировал эпоксидную смолу.
• В 1942 году доктор С.О. Гринли в Соединенных Штатах в компании Devoe & Reynolds Company [США] впервые открыл возможность использования эпихлоргидрина компании Shell для получения эпоксидной смолы.
• В 1943 году швейцарский ученый П. Кастан опубликовал первый патент на эпоксидную смолу, лицензию на которую получила компания Ciba.
• В 1945 году компания Ciba опубликовала первый патент на применение эпоксидной смолы в клеях и литьевых материалах.
• В 1950-х годах компании Ciba, Shell и Dow разработали для коммерческого использования ряд различных марок эпоксидных смол.
• К 2015 году потребление эпоксидной смолы в материковом Китае достигло 1,5 млн тонн, она широко применяется в различных отраслях промышленности:
  • Покрытия для судостроения и технического обслуживания
  • Промышленные защитные покрытия
  • Клеи
  • Гражданское строительство
  • Композиты
  • Электронные материалы
  • Авто Покрытия

Классификация эпоксидной смолы

Распространенные типы эпоксидной смолы включают бисфенол А, бисфенол F и фенольную эпоксидную смолу. На тип бисфенол А приходится 80-85% от общего потребления эпоксидной смолы, что обеспечивает хорошую универсальность и экономическую эффективность, хотя он обычно имеет более высокую вязкость.

Характеристики различных эпоксидных смол

• Фенольно-эпоксидная смола: Демонстрирует превосходную термостойкость и химическую стойкость, но часто доступна в полутвердой или твердой форме и обычно стоит дороже. При использовании фенольной эпоксидной смолы важно тщательно выбирать отвердитель, поскольку фенольная эпоксидная смола не может достичь высокой степени отверждения при комнатной температуре. Поэтому следует выбирать отвердитель, который позволяет фенольной эпоксидной смоле отверждаться при комнатной температуре. Если она не полностью отверждена, ее эксплуатационные характеристики могут быть ниже, чем у типа бисфенола А.
• Тип бисфенола F: Обладает очень низкой вязкостью, хорошими электроизоляционными свойствами и гораздо лучшей кислотостойкостью по сравнению с типом бисфенола А. Однако он имеет более медленную скорость реакции, плохую совместимость с некоторыми отвердителями и немного дороже.
• Тип бисфенола А: Это наиболее широко используемая эпоксидная смола, на которую приходится 80-85% от общего потребления эпоксидной смолы. Эпоксидные смолы на основе бисфенола А известны своими превосходными механическими свойствами, адгезией и универсальностью, что делает их пригодными для широкого спектра применений, включая покрытия, клеи и композиты. Они предлагают хороший баланс между экономической эффективностью и производительностью. Однако смолы на основе бисфенола А обычно имеют более высокую вязкость, что может создавать проблемы при обработке и может потребовать разбавления или использования специальных отвердителей для улучшения текучести. Несмотря на это, они остаются выбором номер один во многих промышленных применениях благодаря своим всесторонним свойствам и доступности. К обычно используемым эпоксидным смолам на рынке относятся E20, E51 и т. д. Обычно E44 на основе растворителя используется для покрытий, E20 чаще используется для защиты от коррозии, а E51 в основном используется для антикоррозионных или клеевых составов с высоким содержанием твердых частиц или без растворителя. Независимо от того, какой из них используется, необходимо выбрать правильный отвердитель.

Разбавление эпоксидной смолы

Распространенные активные разбавители включают AGE, фенилглицидиловый эфир, бензилглицидиловый эфир и бутилглицидиловый эфир.

• Бутилглицидиловый эфир (501, BGE) обеспечивает наилучший эффект разбавления, но вызывает сильное раздражение, поэтому его прямое использование в рецептурах не рекомендуется.
• Фенилглицидиловый эфир (690) также следует избегать (канцерогенный). Если требуется высокая химическая стойкость, можно использовать орто-крезолглицидиловый эфир.
  На внутреннем рынке бензиловый спирт и AGE в основном используются в качестве понизителей вязкости в компоненте смолы. Бензиловый спирт, как правило, безопасен для использования в большинстве ситуаций, но может быть ограничен в определенных регионах или применениях, поскольку он нереактивен и может мигрировать и высвобождаться во время использования.