環氧樹脂膠粘劑(簡稱環氧膠粘劑或環氧膠)從1950年左右出現至今,僅僅只有50多年。但是隨著20世紀中葉各種膠粘理論的相繼提出,以及膠粘劑化學、膠粘劑流變學和膠粘破壞機理等基礎研究工作的深入進展,使膠粘劑性能、品種和應用有了突飛猛進的發展。環氧樹脂及其固化體系也以其獨特的、優異的性能和新型環氧樹脂、新型固化劑和添加劑的不斷涌現,成為性能優異、品種眾多、適應性廣泛的一類重要的膠粘劑。環氧膠粘劑與其他類型膠粘劑比較,具有以下優點:(1)環氧樹脂含有多種極性基團和活性很大的環氧基,因而與金屬、玻璃、水泥、木材、塑料等多種極性材料,尤其是表面活性高的材料具有很強的粘接力,同時環氧固化物的內聚強度也很大,所以其膠接強度很高。(2)環氧樹脂固化時基本上無低分子揮發物產生。膠層的體積收縮率小,約1%一2%,是熱固性樹脂中固化收縮率最小的品種之一。加入填料后可降到0.2%以下。環氧固化物的線脹系數也很小。因此內應力小,對膠接強度影響小。加之環氧固化物的蠕變小,所以膠層的尺寸穩定性好。(3)環氧樹脂、固化劑及改性劑的品種很多,可通過合理而巧妙的配方設計,使膠粘劑具有所需要的工藝性(如快速固化、室溫固化、低溫固化、水中固化、低粘度、高粘度等),并具有所要求的使用性能(如耐高溫、耐低溫、高強度、高柔性、耐老化、導電、導磁、導熱等)。(4)與多種有機物(單體、樹脂、橡膠)和無機物(如填料等)具有很好的相容性和反應性,易于進行共聚、交聯、共混、填充等改性,以提高膠層的性能。(5)耐腐蝕性及介電性能好。能耐酸、堿、鹽、溶劑等多種介質的腐蝕。體積電阻率1013―1016Ω?cm,介電強度16―35kV/mm。(6)通用型環氧樹脂、固化劑及添加劑的產地多、產量大,配制簡易,可接觸壓成型,能大規模應用。
環氧樹脂是指分子中含有二個或二個以上環氧基并在適當化學助劑如固化劑存在下能形成三向交聯結構的化合物之總稱。1891年德國的Lindmann用對苯二酚和環氧氯丙烷反應生成了樹脂狀產物。1909年俄國化學家Prileschajew發現用過氧化苯甲醚和烯烴反應可生成環氧化合物。這兩種化學反應至今仍是環氧樹脂合成中的主要途徑。1934年Schlack用胺類化合物使含有大于一個環氧基團的化合物聚合得到高分子聚合物,作為德國專利發表。n1938年后,瑞士的P.Castan及美國S.O.Greenlee所發表的多項專利都揭示了雙酚A和環氧氯丙烷經縮聚反應合成環氧樹脂,用有機多元胺或鄰苯二甲酸酐均可使樹脂固化,并具有優良的膠接性能。環氧樹脂本身是熱塑性線型結構的化合物,不能直接作膠黏劑使用,必須加入固化劑并在一定條件下進行固化交聯反應,生成不溶(熔)體型網狀結構 ,才有實際應用價值。因此,固化劑是環氧樹脂膠黏劑必不可少的組分。
環氧樹脂及環氧樹脂膠粘劑本身無毒,但由于在制備過程中添加了溶劑及其它有毒物,因此不少環氧樹脂因此“有毒”,近年國內環氧樹脂業正通過水性改性、避免添加等途徑,保持環氧樹脂“無毒”本色。目前絕大多數環氧樹脂涂料為溶劑型涂料,含有大量的可揮發有機化合物(VOC),有毒、易燃,因而對環境和人體造成危害。 環氧樹脂一般和添加物同時使用,以獲得應用價值。添加物可按不同用途加以選擇,常用添加物有以下幾類:(1)固化劑;(2)改性劑;(3)填料;(4)稀釋劑;(5)其它。 其中固化劑是必不可少的添加物,無論是作粘接劑、涂料、澆注料都需添加固化劑,否則環氧樹脂不能固化。