精细化是环氧树脂发展的重要方向

  【环氧树脂行业在线消息】当前,环氧树脂正在向低粘度、高纯度、低温快速固化等方面发展,在这一精细化发展过程中,国内与国外有较大的差异,主要表现为国内厂家对环氧树脂精细化的研究还不够重视。专家指出,精细化是环氧树脂发展的重要方向,国内这方面的发展很有前景,如在环氧树脂精细化研究方面有新的突破,将会促进有关应用领域特别是电子电气领域的发展。
  西安交通大学化工学院高分子系储九荣、段玉刚认为,专业用途的精细化环氧树脂环氧树脂,主要功能包括高纯度、低粘度、高溴含量、高分子量、透明化等。高纯度是环氧树脂精细化的重要的内容,近年来环氧树脂在电工电子方面的应用逐步扩大,对环氧树脂的性能要求也不断提高。除要求快速固化、低应力、耐热性外,还要求高纯化。环氧树脂的主要杂质是以有机氯为端基的不纯物,常见的环氧树脂是由二元(或多元)酚与环氧氯丙烷在碱作用下缩聚而得。由于反应的复杂性,无论是醚化阶段还是脱HCl成环阶段,都存在着主反应和副反应,同时由于反应体系粘度大,存在中间相,使反应不完全。  
  低粘度即低分子量环氧树脂的制备,过去传统的办法有NaOH催化的一步法,需经历3个阶段:形成酚钠盐,脱HCl形成一缩水甘油醚,再脱HCl形成二缩水甘油醚;以离子催化的二步法,需经历2个阶段:双酚A与环氧氯丙烷(ECH)缩合形成氯醇醚,氯醇醚脱HCl形成二缩水甘油醚。据环氧树脂行业协会(www.epoxy-e.cn)专家查文海介绍,无论哪种方法形成的一缩水甘油醚和二缩水甘油醚,都可继续与双酚A、ECH作用形成高分子量的多缩水甘油醚,所以一方面应使醚化中尽量不形成二缩水甘油醚,另一方面应使醚化时双酚A反应完全,避免链增长的反应。合成低分子量环氧树脂的ECH/双酚A摩尔比的合适范围在8~13之间,太低时产物粘度增加,但摩尔比超过15后对性能改善不明显,只是水洗时易于分层。    
    溴化环氧树脂是近年发展起来的一种新型环氧树脂,它不但具有一般环氧树脂的优良的电气绝缘性和粘接性,还具有优异的自阻燃性,广泛用于各种阻燃电子元件上。目前生产固体阻燃环氧树脂,归纳起来可以说是2种生产工艺、5种制造方法,即一步法:水洗法、溶剂萃取法、溶剂法;二步法:本体聚合法、催化聚合法。其中一步法是以一定配比的环氧氯丙烷、双酚A和四溴双酚A为原料,在NaOH溶液作用下进行缩聚反应;二步法是以一定配比的低分子量液态环氧树脂和四溴双酚A为原料,加热溶解后在高温下或催化剂作用下进行扩链,使之高分子量化而制得。蓝星新材料无锡树脂厂采用二步法,使用一种高选择性和高反应活性的催化剂生产的覆铜板专用环氧树脂EX23-A80的质量优异,其中分数为18%~21%、粘度1~2.5Pa.s(25℃)、环氧当量417~455g/eq、可水解氯<0.03%。
  目前国内高分子量环氧树脂的生产方法都采用二步法。一般是液态低分子量环氧树脂与双酚A在催化剂作用下再聚合而成。其中液态低分子量环氧树脂制造时必须使用高纯度ECH和精BPA,严格控制工艺过程,洗净树脂中的碱和盐,尽量降低无机氯和有机氯含量。所用的催化剂大致分为3类:碱性化合物如NaOH、LiOH、六氢吡啶等,无机盐类化合物如LiCl、KI等;(3)有机膦化合物如三苯基膦、三丁基膦、季膦盐等。
无色透明环氧树脂日益受到重视。对于通用双酚A环氧树脂来说,只要严格控制原料的规格,就可以生产出无色透明环氧树脂。但脂肪型多元胺作固化剂在某种情况下严重影响环氧树脂固化物的透明性,叔胺类的促进剂在加热固化过程中透光性能也会变差。需要形起注意。