一種環(huán)氧結(jié)構(gòu)的基材潤濕劑EP880

環(huán)氧樹脂作為一種結(jié)構(gòu)膠黏劑，在國民經(jīng)濟(jì)的各個領(lǐng)域已經(jīng)應(yīng)用非常廣泛。因為粘接涉及的被粘材料千變?nèi)f化，故同一個配方在不同場合的應(yīng)用往往難于人意。人們在涂料配方中經(jīng)常用到潤濕分散劑來增加環(huán)氧對底材的滲透，以提高附著力。一般的基材潤濕劑均為溶劑型的非環(huán)氧類樹脂，施膠后的環(huán)氧滲透到基材后產(chǎn)生一定的滲透效果，溶劑和助劑樹脂滲透到界面后作為一種增塑劑存在于環(huán)氧樹脂中，既不參與環(huán)氧的固化，后期還有不斷從膠體中析出和揮發(fā)的傾向，產(chǎn)生收縮和應(yīng)力，從而導(dǎo)致粘接失效的風(fēng)險增加。因此，我們開發(fā)了EP880環(huán)氧樹脂分子結(jié)構(gòu)的基材潤濕劑。這種表面活性劑結(jié)構(gòu)的環(huán)氧樹脂，粘度類似128環(huán)氧，99.5%以上的固含量，不含任何溶劑，一方面增進(jìn)滲透性，參與環(huán)氧樹脂的固化反應(yīng)，另一方便增韌了環(huán)氧樹脂體系。對提高界面附著力效果比較明顯。當(dāng)然，因為樹脂分子結(jié)構(gòu)的差別，反應(yīng)活性差別大，其實驗效果跟不同固化劑的取用關(guān)系較大，技術(shù)人員需要對其性能充分了解的前提下，通過實驗驗證其的合理性后應(yīng)用于實踐。

 關(guān)鍵詞：環(huán)氧樹脂基材潤濕劑 附著力  羥基  錨固  增韌

1、 環(huán)氧樹脂的粘接原理

環(huán)氧樹脂為什么號稱“萬能膠”？

1-1、 對應(yīng)改性胺類固化劑， 1mol的環(huán)氧基反應(yīng)掉1mol的活性氫，生成1mol羥基，而羥基可以跟極性基材之間形成氫鍵。 

1-2、 對體系的增韌可以增強(qiáng)樹脂跟基材的剝離強(qiáng)度和抗沖擊強(qiáng)度。

1-3、 通過助劑降低界面張力，有利于樹脂體系對底材的滲透，樹脂固化后形成對底材的錨固效果。

1-4、 環(huán)氧固化形成的三維結(jié)構(gòu)具有較高的膠體強(qiáng)度和彈性模量。

1-5、 粘接理論之吸附理論、擴(kuò)散理論、靜電理論、弱界面層理論、配位鍵理論、酸堿理論等，該產(chǎn)品不涉及。

2、EP880和雙酚A環(huán)氧樹脂E51 分子結(jié)構(gòu)的對比

            2-1、EP880作為一種帶有多個羥基和兩個環(huán)氧基的環(huán)氧樹脂，分子量大，表面活性劑分子結(jié)構(gòu)，含親水型長鏈。可以顯著降低樹脂的表面張力，從而增進(jìn)滲透性。

           2-2、EP880因含長鏈支化結(jié)構(gòu)，對體系有顯著的增韌效果，耐低溫性能顯著優(yōu)于E51，可作為彈性環(huán)氧樹脂使用。

           2-3、對同一固化劑，反應(yīng)活性顯著低于雙酚a型環(huán)氧樹脂如E-51環(huán)氧樹脂。

           2-4、因親水基較大， 親水性增強(qiáng)、憎水性耐熱性有下降趨勢。

           2-5、EP880即使分子量大幅度增長，粘度和色澤仍跟128環(huán)氧類似。

3、EP880如何提高環(huán)氧樹脂的粘接強(qiáng)度。

3-1、一般的基材潤濕劑僅有降低表面張力效果，但是不參與環(huán)氧的固化反應(yīng)。所以，界面粘接強(qiáng)度相對較低。反之，EP880不僅降低界面張力，還能參與反應(yīng)，跟底材錨固效果更好，從而提高粘接強(qiáng)度。

3-2、長鏈結(jié)構(gòu)對體系增韌效果明顯，可有效提高剝離強(qiáng)度和抗沖擊強(qiáng)度。

 4、EP880樹脂的特點

4-1、因固化速度較慢，128環(huán)氧已經(jīng)基本實現(xiàn)固化的前提下，EP880尚在固化中，這樣很容易讓人感覺提高附著力效果不明顯，甚至有可能導(dǎo)致附著力下降。

4-2、使用中要控制好用量，過多EP880的加入會導(dǎo)致體系中尤其是界面親水性有所增強(qiáng)。

4-3、所以通過實驗控制好用量，通過選擇固化劑提高反應(yīng)交聯(lián)度可以達(dá)成效果。

5、EP880如何配套胺類固化劑，達(dá)到提高附著力的目的。

  5-1、選擇活性較高的固化劑，或者在實際加溫固化中選擇活性較高的固化劑，這樣效果比較明顯。如聚硫醇、改性脂肪胺、酚醛改性胺等等。慎重選擇添加苯甲醇糠醇之類的改性芳香胺、改性脂環(huán)胺、以及聚酰胺、聚醚胺等固化劑。

  5-2、分段固化工藝，基本固化后，增加高溫后固化的工藝。

  5-3、常溫固化體系隨著時間的延長，附著力逐步提升。

  5-4、EP880配合固化劑在粘接界面先行噴涂或者涂刷，等基本固化后再施膠.

  5-5、選擇活性較高的結(jié)構(gòu)增韌型固化劑，附著力提升效果更好。

6、應(yīng)用于酸酐體系提高附著力

酸酐體系廣泛用于LED\電氣高溫澆注料\電氣絕緣等領(lǐng)域，普遍存在附著力較差，膠體偏脆性等缺點，可通過EP880的加入提高滲透性，提升附著力，增韌環(huán)氧樹脂。 

6-1、本身酸酐體系優(yōu)先消耗羥基，所以往往附著力不及胺類固化體系，但電氣性能好于胺類固化體系。

6-2、1摩爾EP880含2mol以上羥基，混合后羥基優(yōu)先于酸酐和環(huán)氧基生成酸性酯，酸性酯繼續(xù)與環(huán)氧基反應(yīng)。進(jìn)入結(jié)構(gòu)后的長鏈增韌了環(huán)氧樹脂，提高了抗沖擊強(qiáng)度和剝離強(qiáng)度。

6-3、降低界面張力，促進(jìn)環(huán)氧體系的滲透。

6-4、因為羥基的優(yōu)先反應(yīng)改性了酸酐，因此滲透到底材的EP880優(yōu)先反應(yīng)，從而產(chǎn)生了完全相反于該樹脂對改性胺類固化劑的延緩反應(yīng)的效果，使附著力增強(qiáng)效果即時體現(xiàn)。

7、對應(yīng)不同底材的適應(yīng)性。

7-1對疏松結(jié)構(gòu)和極性底材具有更好的附著力。

7-2、即使對光潔面、塑料底材，也有明顯滲透，但不及粗糙界面效果明顯。

7-3、對光滑面瓷磚、鋁合金、不銹鋼、帶銹鋼結(jié)構(gòu)底材、混凝土等效果明顯。  

8、應(yīng)用于環(huán)氧涂料體系中溶劑的影響

8-1、 溶劑可以降低表面張力，有利于滲透。

8-2、揮發(fā)較慢的溶劑會導(dǎo)致較多殘留，EP880的固化速度更慢。固化后產(chǎn)生遷移或揮發(fā)的可能性越大，界面收縮大、應(yīng)力大，導(dǎo)致粘接失效。如環(huán)氧配合苯甲醇添加體系的固化劑效果不明顯。

8-3、選擇活性高的固化劑更加有利于快速體現(xiàn)提高附著力的效果。

9、基材潤濕劑對耐久性和水煮性能的影響

9-1、作為助劑，控制好用量是必須的。膠多量的EP880加入加入會顯著降低界面張力，滲透性增強(qiáng)，但是會引起界面親水性增強(qiáng)，反而導(dǎo)致水煮性能下降的趨勢。

9-2、EP880沒有充分反應(yīng)之前，耐水性是下降的；充分反應(yīng)之后，水煮性能是提高的。

9-3、一方面滲透增強(qiáng)，增加了跟底材的錨固效果，增韌了環(huán)氧樹脂，提高了耐水性；另一面親水性增強(qiáng)會導(dǎo)致水分侵入界面的速度加快，有影響粘接接頭耐久性的可能。所以，具體的添加量要通過實驗反復(fù)驗證確定配方。

10、基材潤濕劑 EP880對顏填料的處理效果。

10-1、作為一種帶環(huán)氧雙酚A的表面活性劑，具有處理顏填料的效果。一方面防沉降、防樹脂析出；另一方面提高環(huán)氧樹脂體系的機(jī)械強(qiáng)度和電氣性能。

10-2、有對白炭黑等微細(xì)粉末有表面處理的效果。添加過EP880的體系，觸變性在原來基礎(chǔ)上有不同程度的提升，原因是助劑對微細(xì)粉末表面的處理，使之跟環(huán)氧樹脂的相容性更好，表面的羥基對白炭黑的觸變性有增效作用，所以添加填充料的體系需要反復(fù)實驗驗證。

10-3、對顏料（尤其是無機(jī)顏料）的顯色有增效和分散作用。

總之，一種新的助劑的應(yīng)用一定會帶來新的優(yōu)勢，也會有系列的工藝和性能改變，只有知己知彼、揚(yáng)長避短，才能充分發(fā)揮助劑的優(yōu)勢，研制出針對性強(qiáng)的系列特種環(huán)氧樹脂膠黏劑。我們不求一個助劑放之四海而皆準(zhǔn)，也不奢求一個材料能解決所有的問題，但一個新的材料帶來的新性能總能為膠黏劑的精細(xì)化提供新的優(yōu)勢。