环氧树脂的研究进展，环氧树脂功能特性

环氧树脂具有耐化学药品性好、粘接力强、绝缘性好、耐磨性强、机械强度高、反应后尺寸稳定、耐辐射性强等优点，是粘接材料和灌浆的理想材料。 -在腐蚀、辐射防护等领域有着广泛的应用。由于其优异的性能，许多学者和研究人员投入到环氧树脂的应用研究中，环氧树脂体系的发展一直朝着功能多样化的方向进展。

1 环氧树脂功能化研究的分类1.1 环氧注射材料

环氧树脂注射材料具有粘结强度强、固化收缩率低、力学性能好、渗透性强等特点，因此对注射材料起到了重要的补强作用，用于修补混凝土裂缝和建筑设备基础。 ETC。

(1)张斌等人用氨基硅油与环氧树脂E44反应制备的糠醛丙酮环氧树脂注射材料在断裂伸长率、韧性、耐热性等方面远远优于普通糠醛丙酮环氧树脂注射材料。出色的。

(2)王永振等人制备了潜伏性环氧固化剂，以环氧树脂E51、固化剂、稀释剂、促进剂为原料，制备了粘结强度高、粘结性好的环氧灌浆材料。张伟新等人制备了一种环保型衣康酸环氧树脂注射材料，该注射材料的水泥块机械强度高，水泥块的粘结强度达到2.8MPa以上，抗压强度可达102.37MPa，抗剪强度可达到102.37MPa、22.18MPa。

(3)邱建华等人以环氧树脂E51、硬质硬化剂T31、软质硬化剂聚酰胺651、活性稀释剂501、促进剂、增强剂为原料混合设计制备了环氧灌浆材料。实验表明，随着软硬化剂聚酰胺651比例的增加，注射材料的柔韧性和抗冲击性提高，而压缩模量降低。随着促进剂和活性稀释剂比例的增加，其拉伸和压缩强度增加。

(4)Yang Xia等人发现其具有更好的柔韧性和力学性能。

（5）范兆荣等人合成了一种含有酚羟基的环氧固化剂，并用该固化剂制成了一种注射材料，即使在低温和潮湿的环境下也能固化，达到潮湿条件下的粘合强度。具有基面高、运行时间长等特点。 Shi Honju等人利用环氧树脂与衣康酸之间的反应，实现了水性环氧树脂的制造，这是一种环保型环氧灌浆料，与两种常规灌浆材料相比，其纯聚合物的粘度更高，抗压强度也更高。例如丙烯酰胺和丙烯酸酯。

(6)龙勇指出，有机硅改性环氧灌浆材料的断裂伸长率、冲击强度、耐湿热性、耐老化性均得到提高。 Md Shamsuddoha 等人对五种不同的环氧树脂灌浆材料的机械和热性能进行了实验分析。根据研究结果，5种树脂的压缩强度为50~120 MPa，弹性模量为1.7~11.0 MPa，拉伸强度为11~32 MPa，弯曲强度为27~53 MPa，剪切强度为1.7-11.0 MPa。强度范围拉伸刚度范围为13 至30 MPa，拉伸刚度范围为3 至17 GPa，弯曲刚度范围为4 至13 GPa。其中，两种环氧树脂注射料A、B的玻璃化转变温度约为60，三种环氧树脂注射料C、D、E的玻璃化转变温度在6090之间。树脂的机械和热性能分析可以帮助研究人员了解灌浆材料的修复行为。

分析目前环氧树脂注射材料的研究现状可以看出，研究人员正在关注材料的力学性能，并以此为指标来寻找性能良好的注射材料。相比之下，国外开发的环氧树脂比国内生产的环氧树脂具有更好的机械性能，例如压缩强度和拉伸强度。

1.2环氧防辐射材料

科学技术的发展给人们的生活带来了很多便利，手机、笔记本电脑、核工业、核成像、医院核辐射探测器、核放射治疗等设备等高科技产品使得人们接触的机会大大增加。辐射。辐射防护研究越来越受到重视，而环氧树脂具有很强的抗辐射能力，是作为环氧辐射防护材料的优良基体树脂。

(1)黄益平以环氧树脂和H-116树脂为固化体系，碳化硼为热中子吸收填料制备了抗辐射涂料。获得了优异的性能。研究表明，当碳化硼的质量分数为30%时，涂层的综合力学性能最佳，基于此填料配比，厚度大于300m的涂层可以接受中子辐射。被屏蔽。龚晓阳及其同事开发了一种纳米铁/环氧树脂吸收材料，以应对家用电器电磁辐射的危险。文献指出，当纳米铁的体积分数达到0.25%的临界值时，无线电波吸收效率最高。本研究为家用电器电磁屏蔽外壳材料使用提供参考价值。

（2）李江苏等人通过60CO辐射伽马辐照研制了聚丙烯酸钐/环氧树脂辐射屏蔽材料，研究表明，当辐照剂剂量为50KGY时，该材料的力学性能优于纯环氧树脂。被证明是优秀的。树脂。对比实验表明，钐元素比铅元素具有更强的防护低能射线的能力，并已被证明在核电和医疗辐射领域具有应用价值。

(3)陈飞达等人在纤维树脂基体中添加碳化硼制备了玻璃纤维/B4C/环氧树脂材料。该材料对中子具有优异的屏蔽效果，有望作为核设施的防护材料，研究内容将为新型中子屏蔽材料的优化设计和生产提供参考。根据目前环氧防辐射材料的研究现状，研究人员主要筛选合适的防辐射填料来生产环氧防辐射材料，其性能良好。

研究环氧防辐射材料时，主要采用环氧树脂作为基体树脂，并采用各种防辐射填料，制备具有良好屏蔽性能的防辐射材料。

1.3金属腐蚀防护材料

环氧树脂具有优异的耐化学性，耐酸、碱、油的腐蚀，对金属具有优异的附着力，适合金属腐蚀防护应用。关友军等人在其改性环氧树脂中添加锌粉，制备了环氧富锌防腐底漆，该底漆具有优异的防腐性能，比国外同类产品性价比更高，应用范围广泛。有一种可能性谢毅夫等人通过在环氧树脂和聚酰胺固化体系中添加含有有机硅和钛防锈增强剂的环保复合填料，研制出具有优异防腐性能的环氧防腐防锈涂料。

（1）邵德龙等人以复合环氧树脂为基体，腰果油改性聚酰胺为硬化剂，添加磷酸锌复合填料，制备了一种耐腐蚀性优异的环氧防腐底漆。可在低至5的环境下使用，具有良好的低温固化性能，也可用作高铁机车的底漆。

(2)高新华等人采用专有的环氧硬化剂和水性环氧树脂作为成膜材料和无铬填料，开发了一种适用于铝合金的防腐涂料。性能测试证明，该涂料性能优于进口水性环氧底漆，可替代含CR6+的水性环氧底漆。

(3)张玉忠等人在纳米二氧化硅改性环氧树脂中添加功能填料制备的防腐涂料具有良好的防腐性能和力学性能。研究结果表明，纳米二氧化硅的最佳添加量为2%~3%，此时涂层的柔韧性从30cm提高到70cm，湿附着力提高3倍。

(4)胡群一等从水性环氧树脂、固化剂、颜料、填料、助剂等方面研究了影响水性工业防腐涂料性能的因素，并对涂料配方进行了综合分析，已排序。将涂料应用于工程设备，以实现优异的腐蚀防护。陈永福等人以水性环氧-胺体系为基料，添加功能性填料锌粉和胺类硅烷偶联剂，制备了水性环氧富锌防腐涂料。涂层中锌粉含量高达87%，具有优异的耐腐蚀性能。该涂料用水稀释，不含挥发性溶剂，安全环保，可替代传统溶剂型环氧富锌防腐涂料。

(5)杨晓刚等通过交流阻抗技术对影响磷酸锌/硅灰环氧防腐涂料性能的因素进行了综合分析，发现颜料和填料的体积浓度为8%，稀释剂。显示添加量。当锌与云铁的质量比为4：1时，镀层的耐腐蚀性能最佳。

(6) M.T. Rodriguez等利用电化学测试技术研究了增塑剂添加量对环氧底漆防腐性能的影响，实验表明增塑剂含量在1.5%3%范围内，发现增塑剂的防腐性能当环氧底漆的性能得到改善和优化时，就会得到改善。

(7)M.R. Bagherzadeh等人在水性聚酰胺胺固化剂中添加0.02%纳米聚苯胺，与DGEBA环氧树脂固化，得到防腐涂层。对这种涂层进行了耐盐雾和附着力测试实验，发现涂层的耐腐蚀性能明显提高，即使在腐蚀介质腐蚀后仍能保持与钢材良好的附着力，我做到了。

(8)Eram Sharmin等人合成了丙烯酸改性三聚氰胺树脂，并将该树脂与作为硬化剂的DGEBA环氧树脂反应，得到涂料。实验中将硬化剂控制在10%~40%范围内，按照标准测试方法测试涂层的物理机械性能和耐腐蚀性能。研究结果表明，当硬化剂添加量为30%时，涂层具有良好的物理机械性能和耐腐蚀性能，且与聚酰胺环氧树脂涂层体系相比，该涂层体系具有更好的耐腐蚀性能，配备：

目前环氧防腐涂料的研究现状表明，目前研究人员主要通过掺入功能性填料、合成硬化剂、硬化剂改性等方式获得性能优越的防腐涂料。国内外相比，国外开发的环氧树脂的防腐性能优于国内，制备的环氧防腐材料具有更好的防腐性能。

1.4 环氧树脂防火材料

环氧树脂反应固化后具有较高的耐热性，用其形成的阻燃涂料具有良好的附着力和较高的机械强度。另外，环氧树脂阻燃涂料具有优异的密封性能，因此能有效密封涂料中的阻燃成分，其阻燃性能基本不受环境或时间的影响。

（1）刘成楼等人以环氧树脂ORE-95和水性胺固化剂751为固化成膜材料，添加阻燃成分，制备了钢结构用环氧阻燃涂料。实验结果发现，当环氧基材交联度在50%~70%范围内、涂膜厚度控制在2毫米，耐火时间将达到2毫米以上。涂布时间可达94分钟。

（2）王丹等人在环氧树脂E51固化体系中添加膨胀控制剂和防白化剂，开发了环氧发泡阻燃涂料，发现防白化剂可以提高环氧树脂的强度。研究表明，扩展层。当添加量为14%时，涂料的性能较好，但当改变控泡剂添加量影响涂料的防火性能时，最佳控泡剂添加量为15%。有东西。此时的膨胀层致密、均匀，具有较高的韧性。该阻燃涂料与国外同类产品性能相当。

(3)赵敏采用硼酚醛树脂改性环氧树脂E51，以改性环氧树脂为成膜材料，将改性胺与功能性防火填料硅酸铝复合，研制出装饰性阻燃涂料。添加磷酸酯，阻燃增效剂。本实验中，我们设计了正交实验，以涂料的阻燃时间为评价指标，研究了硅酸铝、磷酸改性胺化合物、硼酚醛树脂三种主要元素的最佳添加量。两个级别。实验结果表明，硼酚醛树脂对阻燃涂料的防火性能影响最大，磷酸盐改性胺类化合物次之，硅酸铝影响最小。当环氧树脂的质量分数为40%、硼酚树脂的质量分数为25%、硅酸铝的质量分数为14%、磷酸改性物的质量分数为13%、丁基橡胶的质量分数环氧醚为25%，/固化剂质量分数为8%时，涂膜的防火性能最佳。此时涂层的阻燃时间达到55分钟，附着力等级达到1级，抗冲击力达到35cm，均达标。

(4)崔金峰等人合成了四溴双酚A溴碳环氧树脂，并以此树脂为主要成膜材料制备了防火地坪涂料，并利用热重分析、红外光谱等技术对涂层进行了测试。标准方法。我们进行微观表征，包括分析和电子显微镜扫描测试，以研究影响涂层性能的主要因素。由此得出，地坪涂料的可燃极限氧指数为37.5%，满足防火、阻燃的要求，且涂料不含挥发性溶剂，环保安全，不含硫酸。可防止钠等引起的腐蚀。它是一种氢氧化物，具有优异的耐溶剂性。

(5)Caroline Grard等以环氧树脂为基础树脂，添加OMPSS、CNTS、APP等3种阻燃填料，筛选出最优的环氧防火系统。通过对这三种泡沫样品燃烧的动态研究，最佳的阻燃防火系统组合为95%环氧树脂、4% APP和1% OMPSS。

从环氧防火材料的研究方法来看，研究人员主要研究通过对环氧树脂进行改性、添加助剂、添加功能性阻燃填料等，制备性能优良、满足防火要求的防火涂料所做的。

1.5 环氧树脂胶粘剂

环氧树脂具有优良的粘接性能，能将金属与金属、金属与非金属很好地粘接，形成密封性能良好的平整表面。

(1)李维新等人将铝片和氧化铝片用环氧树脂粘合剂粘合并在室温下成型，研制出氧化铝/铝层复合材料。研究了环氧树脂与固化剂不同质量比对粘接强度的影响，发现环氧树脂：固化剂为1:0.8时胶粘剂达到最大粘接强度。复合材料比单一氧化铝材料具有更高的断裂功和断裂韧性。

(2)张凯研究了水性环氧乳液改性砂浆的性能，发现环氧乳液的最佳添加量为水泥用量的6%10%，此时砂浆与砂浆之间的粘结强度会下降。我明白。旧砂浆与同样的砂浆一样，得到了显着的改善，与普通砂制成的砂浆相比，其强度可提高高达73%。

(3)李美阳等采用接枝聚合的方法将聚甲基苯基硅氧烷引入到双酚F环氧树脂中，合成有机硅改性环氧树脂。对所制备的树脂在各种条件下的性能测试表明，改性环氧树脂比未改性环氧树脂具有更好的耐高温粘合性能，且与聚甲基苯基二氧化硅复合使用时，烷烃与双酚F型环氧树脂的质量比为事实证明是不同的。当树脂配比为1:4时，改性树脂可用作耐高温粘合剂。

(4)江伯成先生采用聚酰亚胺改性环氧树脂制备耐高温环氧胶粘剂，并通过力学性能实验测试、TG、DSC等技术测试方法确定了胶粘剂的最佳配比。粘合强度最大剪切强度27.1MPa，热分解温度411，具有良好的机械性能和粘合强度。

(5)朱海燕等人采用KY-2055改性剂对环氧树脂E-44进行改性，开发出比未改性环氧树脂具有更高粘结强度的改性环氧树脂，并用于制造NdFeB磁体以粘结磁粉。钕铁硼磁体的磁性能优于使用未改性环氧树脂作为粘结剂的磁体。在研究了不同制备工艺参数对磁性能的影响后，我们控制体系的固化温度为120，固化时间为120min，成型温度为130，保温时间为2当时，我们发现了以下内容：分钟，所制备的磁体具有最佳的性能。 K.B. Katnam 等人制作了圆柱形凹槽样本来测试空心微珠改性环氧粘合剂的拉伸性能。实验中通过改变试件的体积比和曲率半径来测试粘合剂的应变力和三轴应力变化，并通过使用光学显微镜和扫描电子显微镜观察横截面形貌来阐明断裂机理。显微镜，确实如此。研究表明，粘合剂的应变速率和三轴应力会影响其拉伸性能。

(6) A. Sturiale等人通过实验发现，在环氧-胺粘结体系中添加酚醛树脂可以提高粘结体系的粘结强度。 Ramazan Kahraman等人研究了环氧树脂胶厚度和铝粉含量对铝合金接头力学性能的影响。

单搭接接头的剪切实验和有限元分析表明，随着胶粘剂厚度的增加，粘结强度降低，且环氧胶粘剂中铝粉的质量分数最大可达50%。

从目前的研究现状来看，研究人员主要对环氧树脂进行改性并添加功能填料来制备粘接材料并探索合适的工艺。相比之下，国外开发的环氧树脂具有优异的粘合强度，使填料与基材的粘合更加紧密。

1.6 环氧绝缘

环氧树脂具有优良的绝缘性能和机械性能，广泛应用于电气绝缘领域。

[唐俊平等]在环氧树脂中添加水合氧化铝制备真空绝缘子材料，通过表面电阻率测试实验发现，环氧树脂的表面电阻率从1016左右下降到1011左右，可以看出，这是有利于减少真空绝缘体材料表面积聚残余电荷的闪络。真空脉冲电压下的表面闪络性能实验表明，添加适量水合氧化铝的环氧树脂的表面闪络强度高于纯环氧树脂。

(1)杨志强等人以CCl4作为纳米SiO2的分散介质，研制出纳米SiO2均匀分散在环氧树脂中的高压绝缘材料。对复合绝缘材料的机械性能和电气性能进行了测试，结果表明，纳米SiO2的添加不仅增强了环氧树脂，而且在不影响材料电气性能的情况下，提高了材料的机械性能。我了解。

(2)徐仁新等研究了添加短切碳纤维的AIN/环氧树脂复合绝缘导热材料的电学、热学和力学性能。实验中，AlN陶瓷的体积分数固定为50%，短切碳纤维的体积分数从0%到1.8%以0.3%的增量按一定间隔增加，导热系数、表面电阻率和体积分数电阻率，并测量变化。弯曲强度和弯曲模量。研究结果显示，绝缘导热材料的导热系数提高了27%，表面电阻率为1010，体积电阻率为1012，弯曲强度为14%，弯曲模量为13%。满足绝缘要求。

(3)黄翠华等通过测定环氧复合绝缘材料的固化时间、流动性、弯曲强度、耐电压等，研究了环氧树脂、固化剂、硅粉不同配比对绝缘材料性能的影响。我研究了一下。经性能测试结果发现，环氧树脂、固化剂、硅粉的最佳配比为1:1:4，目前环氧复合绝缘材料综合性能最好。

（4）褚欣欣等人通过在环氧树脂中添加钨酸锆，研制出了低热膨胀环氧树脂，研究表明，在树脂中添加钨酸锆可以显着降低材料的热膨胀系数。这种材料有潜力在超导电源系统中充当绝缘体。从目前的研究情况可知，通过添加不同的绝缘填料可以制备出具有良好绝缘性能的绝缘材料，并且该材料具有良好的机械性能。

2.环氧树脂的优点及功能化研究综述环氧树脂具有优异的性能和广泛的应用范围，其功能化研究可总结如下。如图1所示。

3.环氧树脂功能化研究存在的问题1）目前环氧树脂功能化应用的研究主要集中在实验探索和研究，开发合理的原料来制备所需的材料，我们采用不同的实验设计来筛选和研究。优化配方。探索性实验过程漫长，消耗大量时间、精力、材料，且实验结果难以预测。计算机模拟技术可以模拟实验情况，粗略预测实验结果，节省资源和时间。

2）国内环氧树脂与国外树脂在机械性能、耐化学药品性、粘接强度等产品性能方面还存在一定差距，且树脂种类比较统一，需要进行研究，需要开发投入。我们可以提高树脂的质量，开发性能优异的树脂和类型。

3）根据环氧树脂的类型，需要特定类型的固化剂进行固化，而市场上的固化剂种类繁多，很难通过实验一一选择合适的固化剂。成本高昂且不经济。为了提高效率、降低成本，需要根据不同类型环氧树脂的特性，开发不同类型的固化剂，并且需要同类型固化剂的性能相似。

4）环氧树脂常常需要添加功能填料来实现各种功能研究应用，但有些填料含有有毒重金属，对健康构成风险，会危害和污染环境。作为这种填料的替代品，值得考虑新的填料。

4、环氧树脂功能化研发方向鉴于国家建设的快速发展，新产业将迅速涌现，越来越多的新领域将出现。随着这些领域的出现，对环氧树脂功能多样化的需求进一步加大，目前环氧树脂的功能性研究包括环氧注射材料、环氧防辐射材料、环氧防腐材料、环氧防火材料、环保材料等。等都包括在内。氧结合材料主要是在实验室标准理想条件下进行的，与实际工程应用中不断变化的环境条件有些不同。在实验条件下获得的性能可能无法在实际材料使用环境中得到充分展现，并且在某些情况下可能无法在实际工程应用中使用，使得研究有些意义。未来的研究应该模拟自然环境中复杂多变的环境条件，并在实际项目中进行实验，以更好地将制备的材料投入实际应用。另外，由于环氧树脂固化后形成致密的涂层，因此可用作大面积建筑物的防水涂料、建筑物墙面防止划伤的涂料、建筑物防止涂鸦的涂料等。多元化发展功能。

来源：环氧树脂与固化剂网