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一、環氧樹脂概況
環氧樹脂(簡寫EP)是一類在分子結構中含有環氧基的高分子聚合物。其種類很多，大部分是由雙酚A和環氧氯丙烷進行縮聚的產物。由于分子中含有一定數量的醚鍵、羥基、苯核等，因而具有良好的電絕緣性、粘結性、加工性能優異、固化產品化學穩定性好、收縮率低、強度高。廣泛用于電子電器絕緣材料、涂料、粘接劑、復合材料各方面。
環氧樹脂中，常用的添加劑種類有：
固化劑：其作用是把線型環氧樹脂變成不熔不溶的體型結構常用的種類有：多元胺、多元酸及多元酸酐等。種類不同，用量也不同，少則10%，,多則40%。
稀釋劑：作用是降低樹脂的粘度，其中分活性和非活性兩種。活性稀釋劑有：環氧丙烷丁基醚、環氧丙烷苯基醚等，用量為樹脂量的5-20%，非活性稀釋劑有：丙酮、甲苯、正丁醇、苯乙烯、環己酮等，用量為5-15%。.
填料：作用是降低材料成本及提高某些性能。有時添加量為25%，有時高達樹脂量的7一3倍。硅微粉、云母、高嶺土、滑石粉、石膏粉、銅粉、鋁粉、鈦白粉等。
增強劑：作用是提高強度，如玻璃纖維、石棉纖維等。
阻燃劑：起阻燃作用，如溴的化合物：二溴苯基縮水甘油醚等。
增韌劑：作用是增加EP的韌性，如非活性增韌劑為增塑劑，一般用量為5-20%，活性增韌劑主要是單官能團的環氧化植物油、多官能團的熱塑性聚酸胺樹脂、聚硫橡膠、丁腈橡膠等。
EP常用的幾個指標名詞有：
環氧當量：含有一克當量環氧基的樹脂重量克數。環氧
當量大，說明樹脂的分子量大.
環氧值：每100克環氧樹脂中，含有的環氧基當量。
環氧基含量：EP每一分子中，環氧基的百分含量。
其他有：有機氯量、無機氯量，軟化點等。
EP的主要性質如下：
體積電阻系數：大于1015歐姆·厘米;拉伸強度46-70兆帕、沖擊強度10-20千焦耳/平方米，楊氏模量2300-2500兆帕，馬丁耐熱溫度超過100℃，室溫下的吸水率小于0.5%。
EP的型號組成分四部分：第一部分為組成物質名稱，用字母表示;第二部分為改性物質的名稱也用字母表示，沒有時劃一橫線，第三部分為環氧值的平均數，第四部分即基本名稱。
如E-0.51環氧樹脂，則表示主要組成物質為二酚基丙烷，沒有改性物質，其環氧值指標的平均值為0.51當量/100克，該樹脂為環氧樹脂。
二、改性環氧樹脂
目前EP樹脂品種不斷增加，按化學結構可分為：
1、縮水甘油醚類：有甘油EP、酚醛EP、溴化EP等。
2、縮水甘油酯類，由酸酐與環氧氯丙烷合成;或由苯酐、水、環氧氯丙烷在氫氧化鈉作用下合成。
3、縮水甘油胺類：由胺與環氧氯丙烷合成。
4、脂肪族類：由脂肪族與環氧氯丙烷合成，或是環烯烴進行環氧化制得。如丁二烯和巴豆醛在高溫高壓下加成，再經雙烯化、氧化合成制得。
還有用高純度雙酚A和環氧氯丙烷，用兩步法合成低分子量的海因環氧樹脂，特點是低粘度、酣候性好，電性能優異。
各種增韌環氧樹脂的方法有：
用液體端羧基丁腈橡膠(CTBN)增韌：一般添加量為10 %，其中CTBN的丙烯腈含量在18-30%較好，其中還可并用30%的二氧化硅，以避免加入CTBN后的強度降低。
用硅橡膠增韌：其添加量為30份，同時再添加70份液體酸酐、0.1份催化劑、110份填料、適量分散劑等。
用聚丁二烯增韌：加入30份較好，其中端羧基的聚丁二烯效果較明顯。
用聚硫橡膠增韌：可提高沖擊強度及拉伸剪切強度。
用液體氯丁二烯一甲基丙烯酸羥乙酯共聚物(CP-HE-MA)增韌，可提高剪切強度、沖擊強度、剝離張度。
用端羧基丙二醇聚醚(CTPE)增韌：官能度為1.90，分子量為1300-2300，用量20份，則增韌效果很明顯。
用端羧基聚氧化丙烯醚增韌：用且30份以下，同時并用2份二氧化硅，在120℃下固化2小時，則效果良好。
用酚氧基樹脂增韌：其分子量為15000，用量為30%，可明顯降低內應力。
用二官能團的聚丙二醇二縮水甘油醚(PPG)增韌：用量為30%。.在120℃溫度下固化，其沖擊韌性大大提高。
用酮酐樹脂(TOA)增韌，可改善工藝性能，效果好。
其他還有：聚癸二酸酐(PSPA)，己二醇二丙烯酸酯(HHDA)等增韌效果良好。
另外以環氧樹脂為主體制備互貫網絡聚合物(IPN) ，也能使EP樹脂的增韌技術有新的發展。
如用100份環氧樹脂、25份聚丙烯酸正丁酯，同步法合成二者的互貫網絡體系，同時再添加30份鄰苯二甲酸酐，及適量的偶氮二異丁腈、鄰苯二甲酸二烯丙酯，其沖擊強度可提高1.3倍，拉伸強度稍有提高。
還有用蓖麻油型聚氨酯與EP制IPN結構體系，其力學性能和熱性能得到大幅度提高。
硅氧烷、丙烯酸酯、含氟彈性體增韌EP。目前正受到人們重視。
環氧樹脂改性的重點是：提高耐熱性、耐燃性、延長使用期和貯存期、樹脂單組分化、低粘度、低溫固化性等。
三、環氧樹脂應用舉例
實例1：阻燃型環氧樹脂
環氧樹脂的阻燃劑有添加型和反應型兩大類。
添加型阻燃劑有：無機類阻燃劑如二氧化硅、水合氧化鋁、三氧化二銻、鋁酸鈣、氫氧化鎂等;鹵素類阻燃劑有：全氯戊環癸烷、三氯環氧丁烷、四溴丁烯、六溴苯等;磷類阻燃劑有：紅磷、三苯基磷、二乙基磷酸羥甲基酯、磷酸三芐基酯等。
反應型阻燃劑：四氯雙酚A、四溴雙酚A、三聚氯化磷腈、二溴季戊二醇等。
其中添加型阻然劑一般用量為10-200份，如用12份全氯戊環癸烷和10份三氯化銻同時加進，也有用160份鋁酸鈣的，也有添加30%重量的鹵代三亞磷酸酯效里也很好。
反應型阻燃劑一般在一定溫度下反應才能制得，如四氯雙酚A是在85-90℃下反應2小時，加入甲苯一丁醇溶液，調節溫度65-70℃，逐漸滴加30%氫氧化鈉溶液，升溫至70-75℃，維持2小時，再加一定量甲苯一丁醇溶液，攪拌熱水洗滌，3-4次至中性即可。
實例2：環氧人造大理石
通常的不飽和聚酯型人造大理石，尺寸穩定性差，沖擊強度低，而環氧人造大理石可以克服這些缺點。固化劑選用芳香胺類，如二乙基二氨基二苯甲烷(DDDM)等。在100-120℃溫度下固化2小時，增韌劑可選擇羧端基丁腈橡膠、低分子量尼龍、聚硫橡膠等;稀釋劑選用環氧氯丙烷;填料可用碳酸鈣、鈦白粉、石粉、硫酸鈣、高嶺土等。其基本配方如下：
環氧樹脂100
二乙基二氨基二苯甲烷 23
低分子量尼龍18
環氧氯丙烷18
碳酸鈣120
其生產工藝流程與不飽和聚酯人造大理石生產相似。還可用分層澆鑄法成型。
實例3：氰胺一環氧玻璃布層壓板
將氰胺單體、苯酚、甲醛三者反應制成氰胺樹脂溶液，然后再和環氧樹脂在60-70℃下，進行共縮聚反應1-2小時，即可得氰胺環氧共聚樹脂。
將上述共聚樹脂溶液浸漬0.1毫米厚的平紋無堿玻璃
布，然后在90-120℃下烘焙15分鐘成坯布，坯布的含膠量
為45%左右，再將坯布于160-180℃，壓力為9-11兆帕條件下件下層壓、保溫保壓1小時后，在100℃'以下出模?；蛟?40-150℃熱處理2小時，再升溫至170℃處理2水時，以提高層壓板性能。
氰胺一環氧共聚樹脂的熱穩定性較好，失重5%時的溫度為312℃，失重50%時的溫度為503℃。
氰胺-環氧共聚樹脂、KH-550偶聯劑處理過的玻璃纖維布、無堿玻瑞纖維布三者的表面張力大小基本接近，分別為：37 ×10-5、35×10-5、 28×10-5N/Cm，所以三者浸潤性能較好，制品性能優異。
實例4：環氧樹脂燒蝕材料
環氧樹脂燒蝕材料用于航天飛行器上，分內外涂層兩種?；九浞綖椋?/p>
E51環氧樹脂100
2,4-咪唑 8
端羧基丁腈橡膠(CTBN) 20(其中丙烯腈含量為30%)
ZB阻燃劑 5
氫氧化鋁 5
有時，強調提高粘接強度時，則采用CTBN的分子量為2000-4000。丙烯腈含量在20%以上，添加量在15-25份為宜;若強調提高沖擊強度時，則CTBN用量應在30份以上。
