,不同類型的環(huán)氧樹脂的合成方法不同,主要有兩種:
1.多元酚、多元醇、多元酸和多元胺等含活潑氫原子的化合物與環(huán)氧氯丙烷等含環(huán)氧基的化合物經(jīng)縮聚而得。
2.鏈狀或環(huán)狀雙烯類化合物的雙鍵與過氧酸經(jīng)環(huán)氧化而成。
雙酚A型環(huán)氧樹脂的合成原理:
雙酚A型環(huán)氧樹脂又稱為雙酚A縮水甘油醚型環(huán)氧樹脂,因原料來源方便、成本低,所以在環(huán)氧樹脂中應(yīng)用最廣、產(chǎn)量最大,約占環(huán)氧樹脂總產(chǎn)量的85%以上。雙酚A型環(huán)氧樹脂是由雙酚A和環(huán)氧氯丙烷在氫氧化鈉催化下反應(yīng)制得的,雙酚A和環(huán)氧氯丙烷都是二官能度化合物
,所以合成所得的樹脂是線型結(jié)構(gòu)
。雙酚A型環(huán)氧樹脂實(shí)際上是由低分子量的二環(huán)氧甘油醚、雙酚A以及部分高分子量聚合物組成的
,雙酚A與環(huán)氧氯丙烷的摩爾比不同,其組成也就不同
。氯丙烷與雙酚A的摩爾比必須大于1:1才能保證聚合物分子末端含有環(huán)氧基
。環(huán)氧樹脂的分子量隨雙酚A和環(huán)氧氯丙烷的摩爾比的變化而變化,一般說來
,環(huán)氧氯丙烷過量越多
,環(huán)氧樹脂的分子量越小
。若要制取分子量高達(dá)數(shù)萬(wàn)的環(huán)氧樹脂
,必須采用等摩爾比。工業(yè)上環(huán)氧氯丙烷的實(shí)際用量一般為雙酚A化學(xué)計(jì)量的2~3倍
。
雙酚A型環(huán)氧樹脂的合成工藝:
工業(yè)上,雙酚A型環(huán)氧樹脂的生產(chǎn)方法主要有一步法和二步法兩種。低分子
、中分子量的樹脂一般用一步法合成,而高分子量的樹脂既可用一步法
,也可用二步法合成
。
(1)一步法
一步法是將一定摩爾比的雙酚A和環(huán)氧氯丙烷在NaOH作用下進(jìn)行縮聚,用于合成低、中分子量的雙酚A型環(huán)氧樹脂
。國(guó)產(chǎn)的E-20、E-12
、E-14和我們?cè)诃h(huán)氧地坪漆中經(jīng)常使用的E-44等環(huán)氧樹脂均是采用一步法生產(chǎn)的
。一步法又可分為水洗法
、溶劑萃取法和溶劑法
。
(2)二步法
二步法又有本體聚合法和催化聚合法兩種。本體聚合法是將低分子量的環(huán)氧樹脂和雙酚A加熱溶解后 ,再在200攝氏度高溫下反應(yīng)2小時(shí)即得產(chǎn)品
。本體聚合法是在高溫下進(jìn)行
,副反應(yīng)多
,生成物中有支鏈,產(chǎn)品不僅環(huán)氧值低
,而且溶解性差
,反應(yīng)過程中甚至?xí)霈F(xiàn)凝鍋現(xiàn)象。催化聚合物是將低分子量的雙酚A型環(huán)氧樹脂和雙酚A加熱到80~120攝氏度溶解
,然后加入催化劑使其反應(yīng),因反應(yīng)熱而自然升溫
,放熱完畢后冷至150~170攝氏度反應(yīng)1.5小時(shí),過濾即得產(chǎn)品.
一步法是在水介質(zhì)中呈乳液狀態(tài)進(jìn)行的,后處理較困難,樹脂分子量分布較寬,有機(jī)氯含量高,不易制得環(huán)氧值高、軟化點(diǎn)也高的樹脂產(chǎn)品.而二步法是在有機(jī)溶劑中呈均相狀態(tài)進(jìn)行的,反應(yīng)較平穩(wěn),樹脂分子量分布較窄,后處理相對(duì)較容易,有機(jī)氯含量低,環(huán)氧值和軟化點(diǎn)可通過原料配比的反應(yīng)溫度來控制.二步法具有工藝簡(jiǎn)單
、操作方便
、投資少、以及工時(shí)短
、無(wú)三廢
、產(chǎn)品質(zhì)量易控制和調(diào)節(jié)等優(yōu)點(diǎn),因而日益受到重視
。