活性稀釋劑一般是指帶有一個或兩個以上環氧基的低分子化合物,它們可以直接參與環氧樹脂的固化反應,成為環氧樹脂固化物交聯網絡結構的一部分,對固化產物的性能幾乎無影響,有時還能增加固化體系的韌性。活性稀釋劑又分為單環氧基活性稀釋劑和多環氧基活性稀釋劑兩種。某些單環氧基稀釋劑,如丙烯基縮水甘油醚、丁基縮水甘油醚和苯基縮水甘油醚,對于胺類固化劑反應活性較大。某些烯烴或脂環族單環氧基稀釋劑對酸酐固化劑反應活性較大。因此,使用活性稀釋劑時,固化劑的用量、品種應作相應的調整。
無溶劑環氧涂料中,單官能活性稀釋劑用量不超過環氧樹脂的15%,多宮能活性稀釋劑用量可達到20%~25%。但用量太多,會降低涂膜性能。例如,不加活性稀釋劑的雙酚A型環氧涂層和含井501(環氧丙烷丁基醚)活性稀釋劑的雙酚A型環氧涂層在10%硫酸水溶液中浸泡30天后,涂層增重分別是2.11%和4.18%;在甲醇中浸泡30天后,涂層增重分別是2.67%和13.5%。
活性稀釋劑一般有毒,在使用過程中必須注意,長期接觸往往會引起皮膚過敏,嚴重的甚至于會發生潰爛。
單環氧化物的稀釋效果比較好,脂肪族型的比芳香族型有更好的稀釋效果。使用芳香族型活性稀釋劑的固化產物耐酸堿性變化不大,但耐溶劑性卻有所下降。
單環氧化物活性稀釋劑的使用會使熱變形溫度降低,這是由于它的使用會使固化物的交聯密度下降的緣故。長碳鏈的活性稀釋劑使用后可使抗彎強度、沖擊韌度得以提高。用量不多時對固化產物的硬度無影響,而熱膨脹系數則增加。
使用二或三環氧化物作稀釋劑,用量和固化方法適當,就不會降低交聯密度,因此熱態下的機械強度及耐化學品性保持率較高。與單環氧化物比較,在稀釋效果上差些,要將樹脂黏度下降到同等水平所需添加量較大。
短鏈及環狀結構的二或三環氧化物,對固化物的熱變形溫度幾乎無影響,而長碳鏈稀釋劑影響則十分明顯。
(3)稀釋劑的選用原則
1)盡量選用活性稀釋劑,以利于在改進工藝性的同時,提高其粘接、機械‘性能。
2)選擇那些與主體樹脂化學結構相近的稀釋劑,因為它們會在其它助劑存在下,與主體樹脂一道參加反應,而大大改善膠層性能。如在l00份雙酚A環氧樹脂為主體組分的膠中,加入20份丁二醇雙環氧稀釋劑,并用混胺作固化劑時,可使其膠層延伸率達到7.0%,而拉伸強度仍保持在29MPa以上,熱變形溫度達120℃。
3)應注意選用揮發性小、氣味(異味)小、毒性盡量低的品種,以減少稀釋劑在配膠、施膠時對人體的侵害,因為大多數活性或非活性稀釋劑都有異味和有低毒。
4)來源容易,不燃不爆,價格低廉,亦是要考慮的重要因素。因此只要能用水為稀釋劑的就應盡量用水。
5)應通過實驗與理論選擇最合適的加入量。
3、溶劑、增稠劑
溶劑——
溶劑與非活性稀釋劑的主要區別是,溶劑主要起溶解樹脂體系的作用,當然也能調節膠液的黏度;而非活性稀釋劑主要的作用是調節涂料的粘度,它可能對樹脂體系有溶解性也可能沒有溶解性。
溶劑的加入,使膠粘劑更便于施工,并可在室溫下進行固化,使膠液黏度低,易浸潤被粘物表面、工藝性好等。但溶劑加入也造成膠粘劑在固化時體積收縮率大,溶劑有時會使被粘物表面溶脹,造成粘結不牢,以及大部分溶劑揮發并易燃,有一定毒性等不足。因此在配置膠粘劑時應注意選擇使用。
膠粘劑溶劑的選用,首先考慮其對主體樹脂的溶解性能,其次考慮其揮發速度,因為只有合適的揮發速度才能配出性能良好的膠粘劑和涂料來。再其次要考慮溶劑的黏度、閃點及易燃性。為安全考慮,應盡可能采用較高閃點的醇、醚醇和酯類,用丙二醇醚類代替乙二醇醚以降低毒性,最后還要考慮氣味、毒性、來源難易及價格高低等。
環氧樹脂可溶解在某些有機溶劑中,樹脂的溶解性隨分子量的增加而降低。酮類、酯類、醚醇類和氯代烴類是環氧樹脂的溶劑,對環氧樹脂有很好的溶解能力。芳烴和醇類不是環氧樹脂的溶劑,但是芳烴和醇混合后,則可作為中等分子量樹脂的溶劑。