活性稀释剂一般是指带有一个或两个以上环氧基的低分子化合物,它们可以直接参与环氧树脂的固化反应,成为环氧树脂固化物交联网络结构的一部分,对固化产物的性能几乎无影响,有时还能增加固化体系的韧性。活性稀释剂又分为单环氧基活性稀释剂和多环氧基活性稀释剂两种。某些单环氧基稀释剂,如丙烯基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚和苯基缩水甘油醚,对于胺类固化剂反应活性较大。某些烯烃或脂环族单环氧基稀释剂对酸酐固化剂反应活性较大。因此,使用活性稀释剂时,固化剂的用量、品种应作相应的调整。
无溶剂环氧涂料中,单官能活性稀释剂用量不超过环氧树脂的15%,多宫能活性稀释剂用量可达到20%~25%。但用量太多,会降低涂膜性能。例如,不加活性稀释剂的双酚A型环氧涂层和含井501(环氧丙烷丁基醚)活性稀释剂的双酚A型环氧涂层在10%硫酸水溶液中浸泡30天后,涂层增重分别是2.11%和4.18%;在甲醇中浸泡30天后,涂层增重分别是2.67%和13.5%。
活性稀释剂一般有毒,在使用过程中必须注意,长期接触往往会引起皮肤过敏,严重的甚至于会发生溃烂。
单环氧化物的稀释效果比较好,脂肪族型的比芳香族型有更好的稀释效果。使用芳香族型活性稀释剂的固化产物耐酸碱性变化不大,但耐溶剂性却有所下降。
单环氧化物活性稀释剂的使用会使热变形温度降低,这是由于它的使用会使固化物的交联密度下降的缘故。长碳链的活性稀释剂使用后可使抗弯强度、冲击韧度得以提高。用量不多时对固化产物的硬度无影响,而热膨胀系数则增加。
使用二或三环氧化物作稀释剂,用量和固化方法适当,就不会降低交联密度,因此热态下的机械强度及耐化学品性保持率较高。与单环氧化物比较,在稀释效果上差些,要将树脂黏度下降到同等水平所需添加量较大。
短链及环状结构的二或三环氧化物,对固化物的热变形温度几乎无影响,而长碳链稀释剂影响则十分明显。
(3)稀释剂的选用原则
1)尽量选用活性稀释剂,以利于在改进工艺性的同时,提高其粘接、机械‘性能。
2)选择那些与主体树脂化学结构相近的稀释剂,因为它们会在其它助剂存在下,与主体树脂一道参加反应,而大大改善胶层性能。如在l00份双酚A环氧树脂为主体组分的胶中,加入20份丁二醇双环氧稀释剂,并用混胺作固化剂时,可使其胶层延伸率达到7.0%,而拉伸强度仍保持在29MPa以上,热变形温度达120℃。
3)应注意选用挥发性小、气味(异味)小、毒性尽量低的品种,以减少稀释剂在配胶、施胶时对人体的侵害,因为大多数活性或非活性稀释剂都有异味和有低毒。
4)来源容易,不燃不爆,价格低廉,亦是要考虑的重要因素。因此只要能用水为稀释剂的就应尽量用水。
5)应通过实验与理论选择最合适的加入量。
3、溶剂、增稠剂
溶剂——
溶剂与非活性稀释剂的主要区别是,溶剂主要起溶解树脂体系的作用,当然也能调节胶液的黏度;而非活性稀释剂主要的作用是调节涂料的粘度,它可能对树脂体系有溶解性也可能没有溶解性。
溶剂的加入,使胶粘剂更便于施工,并可在室温下进行固化,使胶液黏度低,易浸润被粘物表面、工艺性好等。但溶剂加入也造成胶粘剂在固化时体积收缩率大,溶剂有时会使被粘物表面溶胀,造成粘结不牢,以及大部分溶剂挥发并易燃,有一定毒性等不足。因此在配置胶粘剂时应注意选择使用。
胶粘剂溶剂的选用,首先考虑其对主体树脂的溶解性能,其次考虑其挥发速度,因为只有合适的挥发速度才能配出性能良好的胶粘剂和涂料来。再其次要考虑溶剂的黏度、闪点及易燃性。为安全考虑,应尽可能采用较高闪点的醇、醚醇和酯类,用丙二醇醚类代替乙二醇醚以降低毒性,最后还要考虑气味、毒性、来源难易及价格高低等。
环氧树脂可溶解在某些有机溶剂中,树脂的溶解性随分子量的增加而降低。酮类、酯类、醚醇类和氯代烃类是环氧树脂的溶剂,对环氧树脂有很好的溶解能力。芳烃和醇类不是环氧树脂的溶剂,但是芳烃和醇混合后,则可作为中等分子量树脂的溶剂。