[複合材料情報] エポキシ樹脂接着剤の分類、性能特性、用途分析

エポキシ樹脂系接着剤はエポキシ樹脂を主体として配合されています。樹脂高分子の末端にはエポキシ基があり、その鎖間には水酸基やエーテル結合があり、硬化の過程で水酸基やエーテル結合が生成され続けます。構造にはベンゼン環と複素環が含まれています。これらの構造により、エポキシ樹脂接着剤は優れた性能を持っています。エポキシ樹脂接着剤は、歴史が古く、非常に幅広い用途に使用されている接着剤です。エポキシ樹脂接着剤は、その強度、多様性、さまざまな接着面への優れた接着力により、ユーザーに広く認知されています。彼らは特定の産業分野における技術革命に参加し、それを加速させてきました。エポキシ樹脂は、金属、ガラス、セラミック、多くのプラスチック、木材、コンクリート、その他の表面を接着するために使用できます。
10以上% 米国で生産されたエポキシ樹脂が接着剤として使用されています。これまで、人々によるエポキシ樹脂の改質はカルボキシル基などのゴムに限定されていました。-末端ニトリルゴム、ヒドロキシル-近年、エポキシ樹脂の改質はますます深化しており、相互侵入ネットワーク法、化学共重合法など、特に液晶を中心に改質方法は日々変化しています。強化法とナノ粒子強化法は、近年の研究のホットスポットです。 「大規模化、高純度化、精製化、専門化、連続化、機能化」の開発モデルの確立により、エポキシ樹脂の改質研究は日々変化し、業界の注目を集めています。これにより、経済建設や人々の生活におけるエポキシ樹脂のさらなる広範な応用が促進されるでしょう。
1. 優れた性能を有するエポキシ接着剤は幅広い用途に使用可能
接着剤による接合 (結合、結合、結合、結合) 均質または異質の物体の表面を接着剤で接続する技術を指し、応力分散、連続接着布、軽量または密閉、ほとんどのプロセスでのプロセス温度の低さなどの特徴があります。接着剤による接合は、異なる材料、異なる厚さ、超微細な材料の接続に特に適しています。-薄い仕様と複雑なコンポーネント。接着剤は最近の世代で最も急速に発展しており、幅広い用途産業で使用されており、高度な技術の進歩に大きな影響を与えています。-科学技術と人々の日常生活の向上。したがって、さまざまな種類の接着剤を研究、開発、生産することが非常に重要です。
エポキシ樹脂接着剤とは、分子構造中にエポキシ基を2つ以上含み、3つの分子構造を形成できる化合物の総称を指します。-次元クロス-適切な化学試薬および条件下で硬化性化合物を結合させます。
エポキシ樹脂接着剤は、エポキシ樹脂、硬化剤、可塑剤、促進剤、希釈剤、充填剤、カップリング剤、難燃剤、安定剤などから構成される液体または固体の接着剤です。その中でもエポキシ樹脂、硬化剤、強化剤は必須成分であり、その他は必要に応じて追加したりしなかったりします。エポキシ接着剤の接着プロセスは、浸透、接着、硬化などのステップを含む複雑な物理的および化学的プロセスであり、最終的に 3 つの接着剤が生成されます。-次元クロス-被着体を一体化させた硬化物の連結構造。
エポキシ接着剤にはたくさんの種類があります。すべての種類のエポキシ樹脂の中で、ビスフェノール A エポキシ樹脂は最大かつ最も広く使用されている種類です。分子量に応じて、低分子量、中分子量、高分子量、超分子量に分類できます。-高分子量エポキシ樹脂 (ポリフェノールオキシド樹脂)。低分子量樹脂は室温でも高温でも硬化できますが、高分子量エポキシ樹脂は高温で硬化する必要があり、超高温で硬化する必要があります。-高分子量ポリフェノール樹脂は硬化剤の助けを必要とせず、高温でも強靱なフィルムを形成できます。さまざまな接着理論が次々に提案され、-接着剤の化学、接着剤のレオロジー、接着剤の破壊メカニズムなどの基礎研究の深化により、接着剤の性能、種類、用途は飛躍的に発展しました。エポキシ樹脂とその硬化システムは、その独特で優れた性能と、新しいエポキシ樹脂、新しい硬化剤、添加剤の継続的な出現により、優れた性能、多数の種類、幅広い適応性を備えた重要な種類の接着剤となっています。
近年、高い-強度と軽量の繊維-強化複合材料は超高強度の分野で徐々に使用されてきました。-低温環境、超低温環境の研究-エポキシ樹脂の低温性能もますます強化されています。我が国の研究は、複合液体水素タンクのマトリックス材料として、また接着剤、含浸材料、繊維のマトリックス材料として、ある程度の進歩を遂げています。-超電導分野における強化複合材料。純粋なエポキシ樹脂は高いクロスを持っています-結合密度が低く、室温でも脆く、靭性が低く、耐衝撃性に劣るという欠点があります。複合材料の樹脂マトリックスとして、一般に非常に高い温度で硬化する必要があります。硬化後の冷却過程において、熱収縮により樹脂マトリックス内部に熱応力が発生します。温度が室温から超温度に下がったとき-低温 (下に -150°C)、マトリックスの熱収縮によって生成される内部応力はより大きくなります。熱応力が樹脂自体の強度を超えると、樹脂マトリックスの破壊を引き起こします。したがって、超高強度でエポキシ樹脂を使用するには、靱性の向上が重要です。-低温。
現在、ウルトラを改善する主な方法は、-エポキシ樹脂の低温靭性は、柔軟な脂肪族樹脂、液状ゴム、柔軟な硬化剤を使用してエポキシ樹脂を強化します。このような材料はガラス転移温度が低く、室温では自由体積が大きいため、温度が超低温になると、-低温では、樹脂システムは大きな熱収縮を引き起こし、その結果、大きな熱応力が発生するため、超高温での用途が制限されます。-低温。高品質のブレンドと修正-室温で高性能の熱可塑性樹脂とエポキシ樹脂を使用すると、混合システムに両方の優れた特性を持たせることができます。つまり、熱硬化性樹脂の高弾性率を維持しながら、熱可塑性樹脂の高い靭性も備えています。
接着性能 (強度、耐熱性、耐食性、不浸透性など。) 接着剤の使用量は、その構造や性能、被着体表面の構造や接着特性だけでなく、接合部の設計や接着剤の調製、接着工程にも依存し、周囲の環境によっても制限されます。したがって、エポキシ接着剤の塗布は体系的なプロジェクトです。最良の結果を得るには、エポキシ接着剤の性能を、接着性能に影響を与える上記の要因に適応させる必要があります。同じ配合のエポキシ接着剤でも性質の異なる物体を接着したり、接着条件や使用環境が異なる場合には性能が大きく異なりますので、施工の際には十分な注意が必要です。

エポキシ接着剤は主にエポキシ樹脂と硬化剤の2つで構成されています。特定の特性を改善し、さまざまな用途に対応するために、強化剤、希釈剤、促進剤、カップリング剤などの補助材料を添加することもできます。エポキシ接着剤はその高い接着強度と高い汎用性により、かつては「万能接着剤」として知られていました。-航空、宇宙、自動車、機械、建設、化学、軽工業、エレクトロニクス、家電、日常生活など幅広く使用されています。
我が国の環境保護法規制の強化と国民の健康意識の向上に伴い、品質が良く、無公害で、国際規格に準拠した環境に優しいエポキシ接着剤が合成接着剤の主流製品となりつつあります。
2. エポキシ接着剤の分子構造と品種分類
エポキシ樹脂 エポキシ樹脂は、分子内に2個以上のエポキシ基を有する比較的低分子量の高分子化合物です。 1. 分類 エポキシ樹脂には多くの種類とブランドがありますが、ビスフェノール A グリシジルエーテル型エポキシ樹脂は通常ビスフェノール A エポキシ樹脂と呼ばれ、最も重要な種類です。 90を占めます% エポキシ樹脂の総生産量のうち。ビスフェノール A エポキシ樹脂 ビスフェノール A エポキシ樹脂は、一般エポキシ樹脂および標準エポキシ樹脂としても知られています。 Eと名付けられています-中国のタイプのエポキシ樹脂。ビスフェノールの重縮合によって得られます (BPAまたはDPP) とエピクロルヒドリン (ECH) 水酸化ナトリウム下：原料比、反応条件、採用方法により、相対分子量の低い粘稠な液体と、重合度の異なる高相対分子量、高軟化点の固体が得られます。平均相対分子量は 300-外観は、ほぼ無色または淡黄色の透明な粘稠な液体または薄片状のもろい固体である。エポキシ樹脂自体は熱可塑性線状ポリマーです。加熱すると、液体樹脂の粘度が低下し、固体樹脂が軟化または溶融します。アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸エチル、ベンゼン、トルエン、キシレン、無水エタノール、エチレングリコールなどの有機溶剤に可溶です。 水素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂 水素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂の化学名は、水素化ビスフェノールAジグリシジルです。縮合して得られるエーテルヘキサヒドロビスフェノールＡは、水酸化ナトリウムの触媒下でビスフェノールＡをエピクロロヒドリンで水素化することによって得られる。非常に粘度が低く、ゲルタイムが長く、耐候性に優れたエポキシ樹脂です。
ビスフェノールF型エポキシ樹脂の化学名はビスフェノールFジグリシジルエーテルで、DGEBFまたはBPFと呼ばれ、フェノールとホルムアルデヒドを酸触媒下で反応させてビスフェノールFを生成し、その後、水酸化ナトリウムの触媒下でのエピクロロヒドリン。ビスフェノールSエポキシ樹脂の化学名はビスフェノールSジグリシジルグリチルリチン油エーテルであり、BPSまたはKGEBSと呼ばれ、水酸化ナトリウムの触媒下でビスフェノールSとエピクロロヒドリンによって得られます。ビスフェノールSエポキシ樹脂は耐熱性が高く、熱変形温度は60℃です。-ビスフェノールAエポキシ樹脂よりも700℃高い。硬化物は安定であり、耐溶剤性も​​良好です。ビスフェノールPエポキシ樹脂は3から合成されます。-クロロプロピレンとフェノールを主原料とし、水酸化ナトリウム存在下、エピクロルヒドリンと重縮合させます。ビスフェノール P エポキシ樹脂は、分子鎖の柔軟性が高く、低温での流動性に優れ、ビスフェノール A エポキシ樹脂よりも粘度が低く、ビスフェノール A エポキシ樹脂よりも高い圧縮強度と衝撃強度を備えています。
ノボラック エポキシ樹脂には、主にフェノール直鎖フェノール エステル エポキシ樹脂と、-クレゾール直鎖フェノール型フェノール型エポキシ樹脂、レゾルシノール型ノボラック型エポキシ樹脂。さらに、テトラフェノールエタン型エポキシ樹脂もフェノール型エポキシ樹脂に属します。フェノールノボラック型エポキシ樹脂 (EPN) 酸性媒体中でのフェノールとホルムアルデヒドの縮合反応によって得られる線状フェノール樹脂であり、その後、水酸化ナトリウムの存在下で過剰のエピクロロヒドリンと縮合して、線状の茶色の粘稠な液体または半粘稠な液体が得られます。-固体;ああ-クレゾールノボラックエポキシ樹脂は直鎖状です。-クレゾール：oの縮合によって得られるフェノール樹脂-クレゾールとホルムアルデヒドを水酸化ナトリウムの存在下でエピクロルヒドリンと反応させ、複数回反応させた後に得られます。-黄色から琥珀色の固体を得るステップ処理；エポキシレゾルシノールホルムアルデヒド樹脂は、レゾルシノールホルムアルデヒドテトラグリシジルエーテルの化学名を持ち、シュウ酸を触媒としてレゾルシノールとホルムアルデヒドを反応させて得られる四官能性フェノール樹脂です。次に、水酸化ナトリウムの存在下でエピクロロヒドリンと重縮合してオレンジ色を得る-黄色の粘稠な液体。テトラフェノールエタンエポキシ樹脂の化学名はテトラフェノールエタングリシジルエーテルです (PGEE)酸性触媒の存在下でフェノールとグリオキサールを反応させてテトラフェノールエタンを得た後、水酸化ナトリウムの触媒下でエピクロロヒドリンと反応させることによって得られる。ナフトールフェノールエポキシ樹脂 (EEPN) を重縮合することで合成されます。-ナフトールとホルムアルデヒド溶液を反応させて線状フェノール樹脂を生成​​し、その後水酸化ナトリウムの触媒下でエピクロロヒドリンと反応させます。フッ素化エポキシ樹脂はフッ素原子と炭素が導入され緻密な分子構造を持っています。-樹脂の主鎖の周囲にはフッ素原子が密に配置されています。そのため、表面張力、摩擦係数、屈折率が非常に低く、耐食性、耐摩耗性、耐熱性、耐汚染性、耐久性に優れています。ただし高価なので汎用には使えません。
エポキシウレタン樹脂としても知られるポリウレタンエポキシ樹脂は、ポリエステルを反応させることによって作られます (またはエーテル) BF3 および NaOH の存在下でポリオールとエピクロロヒドリンを反応させてポリオール グリシジル エーテルを生成し、その後ジイソシアネートと重縮合します。シリコーンエポキシ樹脂は、ポリメチルフェニルシロキサンとエポキシ樹脂を重縮合させた、分子構造中にケイ素を含むエポキシドです。トルエンは溶液であり、淡黄色の均一な液体です。有機チタンエポキシ樹脂は、ビスフェノールA型エポキシ樹脂の水酸基とnを反応させて得られます。-チタン酸ブチル。チタンという金属元素を樹脂に導入することで、水酸基の存在による吸水量の増加、耐湿性の低下、電気特性の低下といった問題を解決するだけでなく、樹脂中のP電子を持った酸素原子が直接的に影響を受けます。 D 電子空孔を持つチタン原子に結合し、P が生成されます。-高分子鎖における D 共役効果により、耐熱老化性が大幅に向上し、誘電特性が向上します。外観は黄色から琥珀色です-粘性のある透明な液体。
高度な技術の継続的な開発により、-技術と技術。近年、エポキシ樹脂の改質は継続的に深化しており、相互侵入ネットワーク、化学共重合、ナノ粒子強化などの方法が広く使用されています。ハイの種類も増えてきましたね-エポキシ樹脂を原料とした高性能接着剤です。
エポキシ樹脂接着剤には多くの種類があり、その分類方法や分類指標はまだ統一されていません。通常は以下のような方法で分類されます。接着剤の形態による分類：溶剤など-無料の接着剤、 (オーガニック) 溶媒-接着剤、水系-ベースの接着剤 (水に分解できるもの-乳液タイプと水-溶けるタイプ)、ペースト接着剤、フィルム接着剤 (エポキシフィルム)、など。
硬化条件による分類：常温硬化型接着剤 (非-熱硬化性接着剤)。低めに分かれています-温度硬化型接着剤、硬化温度 <15℃; room temperature curing adhesive, curing temperature 15~40℃; heat curing adhesive can be divided into: medium temperature curing adhesive, curing temperature about 80~120℃; high temperature curing adhesive, curing temperature >150℃;光硬化接着剤、湿潤表面および水硬化接着剤、潜在硬化接着剤などの他の硬化接着剤。
接着強度による分類: 構造用接着剤はせん断強度と引張強度が高く、不均一な引っ張り強度も高くなければなりません。-接合部が振動、疲労、衝撃などの負荷に長期間耐えられるよう、強度を高めています。同時に、高い耐熱性、耐候性も要求されます。二次応力構造用接着剤は、通常はせん断強度 17 で中程度の荷重に耐えることができます。-25Mpa・不均一引力-強度20をオフ-50kN/メートル;非-構造用接着剤、つまり一般的な-目的の接着剤。室温での強度はまだ比較的高いですが、温度が上昇すると接着強度は急速に低下します。ストレスの少ない部分にのみ使用できます。
用途による分類：一般-目的接着剤、特殊接着剤、高粘度接着剤など-耐熱性接着剤 (温度を使用する ≥150℃)、 低い-耐熱性接着剤 (～に強い -50℃以下)、ひずみ接着剤 (ひずみゲージ貼り付け用)、導電性接着剤、シーラント (真空シール、メカニカルシール)、光学接着剤 (無色透明、耐光老化性、屈折率整合性のある光学部品)、腐食-耐接着剤、構造用接着剤など。アミンなどの硬化剤の種類によっても分類できます。-硬化エポキシ接着剤、無水物-硬化した接着剤など 2つに分けることもできます-コンポーネント接着剤と 1 つ-コンポーネント接着剤、純粋なエポキシ接着剤、および変性エポキシ接着剤。

3. エポキシ接着剤の性能特性
一般にエポキシ樹脂はその構造中に水酸基とエーテル結合を含んでおり、接着性に優れています。これらの極性基により、隣接する界面に電磁力が発生する可能性があります。硬化プロセス中に、硬化剤との化学反応により、さらにエーテル基やエーテル結合が生成されることがあります。凝集力が高いだけでなく、強力な接着力を発揮します。したがって、エポキシ接着剤は、金属、プラスチック、ガラス、木材、繊維などの多くの材料に対して強い接着力を有し、一般に「万能接着剤」として知られています。
エポキシ樹脂は分子が緻密に配列しており、硬化時に低分子量物質が析出しません。また、溶剤に配合することも可能です-接着剤を含まないため、一般に収縮率が低くなります。適切なフィラーを選択すると、収縮率を 0.1 まで低減できます。-0.2%。
エポキシ樹脂の構造中に安定なベンゼン環とエーテル鎖が存在し、硬化後の緻密な構造により、エポキシ接着剤は大気、湿気、化学媒体、バクテリアなどの影響に対して強い耐性を持ち、さまざまな用途に使用できます。過酷な環境。
エポキシ系接着剤は接着力が強く、接着強度が高いため、収縮が少なく寸法が安定しています。エポキシ樹脂接着剤は硬化時に低分子量生成物をほとんど放出しません。線膨張係数が温度の影響を受けにくいため、接着部の寸法安定性が良好です。エポキシ樹脂接着剤の硬化物は電気絶縁性に優れており、体積抵抗率は1013です。~1016Ω.cm、絶縁耐力は 30~50KV.mm-1. エポキシ樹脂の分子はエーテル結合を含み、分子鎖が密に配列し、交差-結合密度が大きいため、耐溶剤性、耐油性、耐酸性、耐アルカリ性、耐水性等に優れ、特に耐アルカリ性が強い。エポキシ樹脂は多くのゴムとの相溶性が良好です (エラストマー) 熱可塑性樹脂、さらには化学反応も起こります。フィラーとの分散性が良く、エポキシ樹脂接着剤の物性を広範囲に変化させることができます。加工性が良く、使いやすく、毒性が低く、害が少ない。樹脂にはベンゼン環や複素環が多く含まれており、分子鎖の柔軟性が低く、交差-硬化後の連結構造は変形しにくいです。非強化エポキシ樹脂接着剤は靭性が低く、比較的脆く、剥離強度が非常に低く、衝撃や振動に対して耐性がありません。
エポキシ樹脂は、多様な極性基と高活性なエポキシ基を含むため、金属、ガラス、セメント、木材、プラスチックなどのさまざまな極性材料、特に界面活性の高い材料に対して強い接着力を示します。同時にエポキシ硬化物の凝集力も非常に大きいため、接着強度は非常に高いです。エポキシ樹脂を硬化させると、基本的に低分子揮発分は発生しません。粘着層の体積収縮率は約1.5倍と小さい% 2へ%熱硬化性樹脂の中で最も硬化収縮率が小さい品種の一つです。フィラー添加後は0.2未満まで低減可能%。エポキシ硬化物の線膨張係数も非常に小さいです。そのため内部応力が小さく、接合強度への影響はほとんどありません。また、エポキシ硬化物のクリープが小さいため、接着層の寸法安定性が良好です。エポキシ樹脂、硬化剤、改質剤にはさまざまな種類があります。合理的かつ独創的な配合設計により、接着剤に必要な加工性を持たせることができます。 (速硬化、室温硬化、低温硬化、水中硬化、低粘度、高粘度など。) そして求められる性能 (耐高温性、耐低温性、高強度、高柔軟性、耐老化性、導電性、磁気伝導性、熱伝導性など。)。さまざまな有機物質との相溶性、反応性に優れています。 (モノマー、樹脂、ゴム) および無機物質 (フィラーなど)、接着層の性能を向上させるための共重合、架橋、ブレンド、充填およびその他の修飾が容易です。酸、アルカリ、塩、溶剤などのさまざまな媒体からの腐食に耐性があります。
選択した硬化剤の種類に応じて、エポキシ接着剤は室温、中温、または高温で硬化できます。一般に、硬化には0.1～0.5MPaの接触圧力のみが必要です。ほとんどのエポキシ樹脂接着剤は溶剤を含まないため、作業が簡単です。一般的なエポキシ接着剤の施工粘度です。適用期間や硬化速度を配合により調整することができ、様々なご要望に対応できます。これにより、接合品質の確保が容易になるだけでなく、硬化プロセスや設備も簡素化されます。エポキシ樹脂が硬化すると、良好な電気絶縁特性が得られます。降伏電圧は>35kVです/mm、体積抵抗は >1015Ω.cm、誘電率は 3 ～ 4 (50Hz)、アーク抵抗は100〜140秒です。エポキシ樹脂系接着剤の組成を変えることで (硬化剤、強化剤、充填剤など)、さまざまなニーズを満たすために、さまざまな特性を備えた一連の接着剤配合物を得ることができ、多くの改質剤と混合することで、さまざまな特性を備えたさまざまな品種を製造できます。ビスフェノール A エポキシ樹脂の一般的な使用温度は、 -60～175°C、場合によっては最大200°Cは短時間です。高温、低温に耐える新しいタイプのエポキシ樹脂を使用する場合、使用温度は高くても低くてもよく、エポキシ樹脂の吸水性は低くなります。
一般的な-目的のエポキシ樹脂、硬化剤、添加剤は多くの起源と大きな生産量を持ち、調製が簡単で、接触可能です。-プレスされており、大規模に使用できます。エポキシ接着剤の主な欠点: 強化されていない場合、硬化した製品は一般に脆くなり、剥離、亀裂、耐衝撃性が劣ります。極性の低い物質への接着力 (ポリエチレン、ポリプロピレンなど。) 低いです。最初に表面活性化処理を行う必要があります。活性希釈剤や硬化剤などの一部の原材料には、さまざまな程度の毒性や刺激性があります。配合設計時には可能な限り避け、施工時には換気保護を強化する必要があります。
上記からわかるように、エポキシ樹脂は優れた総合的な機械的特性、特に高い接着性、小さな収縮、良好な安定性、および優れた電気絶縁特性を備えており、接着剤、複合マトリックス、粉体塗料およびその他の製品の材料ベースとなります。
4. エポキシ接着剤の塗布技術の進歩
熱-耐エポキシ樹脂接着剤は、250℃で断続的に使用できる変性エポキシ樹脂製の接着剤です。°C、または長時間にわたって 400℃°C、および短時間は 460°C. この接着剤のベース樹脂は通常、より剛性の高い基を導入するか、クロスを増加させます。-硬化物の結合密度。例えば、フルオレン基、ナフタレン環を有するエポキシ樹脂や多官能性エポキシ樹脂、あるいはマレイミドやシリコーンで変性されたエポキシ樹脂接着剤は、短納期の要件を満たすことができます。-期間高温耐性と 460 での高強度°近年、電子機器や航空宇宙産業の発展に伴い、耐高温性や耐磨耗性に対する要求はますます高まっています。航空機が大気圏を高速で飛行すると、空気力学的加熱により温度が数千度に達することがあります。-耐久性のある金属材料が溶けてしまいます。したがって、重量を軽減するために、金属材料の代わりに耐高温複合材料が一般に使用されます。電子・電気業界でも350℃の高温に耐えるシール剤°C、そして炎さえも-500 回の耐久性を誇る耐久性絶縁接着剤-1000°Cが提案されています。我が国航空公社が開発したFシリーズエポキシ硬化剤と最近開発されたB、H、HEシリーズエポキシ硬化剤は、エポキシ樹脂を500℃の高温に耐えることができます。°C であり、優れた難燃性、耐摩耗性、および優れた加工性能を備えています。
変性エポキシ樹脂接着剤とその製造方法は、一般的なエポキシ接着剤の脆さと耐熱性の低さという欠点を克服します。その主な技術的特徴は、ポリウレタンプレポリマー変性エポキシ樹脂であることです。 (成分A) そして自家製硬化剤 (成分B) 10:1～1:1の比率で配合されています。 (重量比) 高温耐性、強靱性、高反応性の硬化システムを形成します。ポリウレタンプレポリマーは、末端水酸基ポリシロキサンとジイソシアネートを一定割合、条件で反応させて得られる、末端イソシアネート基ポリシロキサン系ポリウレタンプレポリマーである。次に、ポリウレタン プレポリマーを使用してエポキシ樹脂を改質します。自家製硬化剤はジアミン、イミダゾール化合物、シランカップリング剤、無機充填剤、触媒から構成されています。室温硬化、200℃で長時間使用可能、または200℃で硬化可能な変性エポキシ樹脂接着剤です。 -5℃、耐熱温度150℃。結合強度は15です-30Mpa; T-剥離強度は35です-65N/cmであり、耐油性、耐水性、耐酸性、耐アルカリ性、耐有機溶剤性に優れています。濡れた表面、油のある表面、金属、プラスチック、セラミック、硬質ゴム、木材などを接着できます。

エポキシ樹脂の強度を向上させるには、一般に第 2 成分を添加してエポキシ樹脂の靭性を向上させて樹脂を強化します。報告によると、主に液体強化、強化、弾性微小球強化、サーモトロピック液晶があります。 (TLCP) 強化やポリマーブレンド、共重合変性など
液体ゴムの強化改質とは、一般に、末端にカルボキシル、アミン、ヒドロキシル、チオール、エポキシ基を含む液体ニトリルゴム、ポリなどを指します。これらはエポキシ樹脂と混和し、硬化プロセス中に沈殿して二層構造を形成します。-「アイランドモデル」の位相構造。活性基の相互作用により、2 つの相の界面に化学結合が形成され、強化の役割を果たします。近年では、プレの使用に加えて、-純粋な活性液状ゴムの反応付加物であり、高い技術を使用して第 2 世代に開発されました。-官能性エポキシ樹脂、およびメタロセン触媒を使用してブロック共重合体を調製し、エポキシプレポリマーを変性する第 3 世代。このような改質後、剥離強度が向上するだけでなく、全体的な機械的および熱的特性も大幅に低下することはありません。
ポリウレタン強化エポキシ接着剤は、ポリウレタンとエポキシ樹脂によって形成され、半接着剤を形成します。-透過性ネットワークポリマー (サイン) 相互浸透ネットワークポリマー (IPN)強制混和性と相乗効果を発揮し、高弾性ポリウレタンと密着性の良いエポキシ樹脂が有機的に結合し、相補性と補強性により優れた強化効果を発揮します。
シングル-コンポーネント 室温 湿度-硬化型エポキシ接着剤は、変性ケチミンを硬化剤として硬化させたエポキシ接着剤です。特徴としては、多湿かつ低温の条件下でも硬化が可能であり、エポキシ樹脂硬化物の耐熱性や耐食性を向上させることができます。フェノール変性ケチミン硬化剤。最初にホルムアルデヒドと反応し、-フェニレンジアミンを生成してフェノールアミンを形成し、その後メチルイソブチルケトンと反応してフェノール修飾ケチミンを形成します。現在、中国は低温低湿下で速硬化するエポキシ接着剤の急速硬化技術の研究に力を入れている。現在、二人は、-中国で開発されたコンポーネント室温硬化型エポキシ接着剤は200℃の温度に耐えることができます。-260℃、最大275℃、2回でゲル化可能-25℃6分、3時間で完全硬化-8 時間で、ポリエーテル ジアミン硬化の剥離強度は 4 に達します。-5kN/メートル。低い-温度速硬化型エポキシ接着剤はビスフェノールF型エポキシ樹脂から作られています。亜リン酸ジフェニルデシル、DMPを配合-30などですぐに治ります。 -5℃。土木分野で開発され、応用されています。主にコンクリートの「総合エンジニアリング」接着、建物修理、製品修理、建材接着に使用されます。建設工学では、リベット、溶接、その他の構造接続プロセスを置き換えることができ、さまざまな大理石や人工ボードの接着に使用されます。
高い-強度複合材料の修復技術は、外部抗力の開発の将来の傾向です。-石油およびガスパイプラインの腐食層修復技術。高度を利用した技術です-強化材料を結合して保護構造を形成するための高性能樹脂マトリックスであり、高い圧縮強度と引張強度、および接着力を備えています。補修工事中にパイプラインを停止したり減圧したりする必要がありません。同時に、操作が簡単で便利、建設要員の訓練が容易、優れた補強効果、および大きな経済的メリットがあるという利点があります。複合材料による修復技術が可能-現場巻き上げ工事と-現場硬化。建設プロセスは直火で行われ、安全で便利です。第三に、ガラス繊維、炭素繊維、または織物で強化された複合材料の強度は、通常の鋼の強度よりもはるかに高いため、複合材料の修復および強化の効率が高くなります。複合材料は欠陥損傷の程度や応力状態に応じて厚さ、層数、繊維分布などを設計可能であり、修復の信頼性が高い。ガラス繊維または炭素繊維強化樹脂の層間接着剤-ベースの複合材料は、金属との良好な界面密着性、シール性、および優れた耐食性を備えており、パイプラインの稼働中の二次腐食損傷を大幅に軽減できます。複合材料の修復技術では、接着剤の選択がその保護性能に重大な影響を与えます。
エポキシ樹脂接着剤を強化するためにポリウレタンを使用すると、ポリウレタン鎖セグメントがエポキシ樹脂鎖セグメントに浸透して、相互侵入ポリマーネットワーク構造を形成します。 (IPN) またはセミ-相互侵入ポリマーネットワーク構造 (サイン)。ポリウレタンとエポキシ樹脂は溶解度が異なるため、IPN 材料は異なる程度の相分離を示しますが、ネットワーク間の相互の絡み合いにより「強制混和」が発生し、相溶性が向上します。ポリマーが交差すると-相互に絡み合ったネットワークが位相領域を固定します。ポリウレタン粒子がエポキシ樹脂連続相中に分散しているため、系の靱性が向上し、固化物の応力集中が分散され、せん断強度が向上します。ポリウレタンの添加量が増加するとせん断強度は徐々に増加しますが、ポリウレタンの含有量が13.04を超えるとせん断強度は増加します。%、ポリウレタンによって形成される相互侵入ポリマーネットワーク構造の相互侵入度/エポキシ樹脂が飽和状態に達しました。さらにポリウレタンの量を増やすと、相互侵入ポリマーネットワークが過剰に相互侵入し、ポリウレタンとエポキシ樹脂が分離し、クラックが発生し、ポリウレタンとエポキシ樹脂の相溶性が急激に低下します。したがって、せん断強度の観点から、最適なポリウレタン量は 13.04 です。%。剥離強度は主にエポキシ樹脂接着剤の接着性能と柔軟性に関係します。ポリウレタンとエポキシ樹脂が形成する相互貫入高分子網目構造系の変化則は、ポリウレタンの添加量の増加に伴い、硬化物の柔軟性がまず増加し、その後減少するため、エポキシ樹脂接着剤の剥離強度は低下することを示しています。ポリウレタンの添加量が増加すると、最初は増加し、その後減少します。ポリウレタンが20度になると%、ポリウレタンの添加量が増加すると、剥離強度は低下し始めます。したがって、剥離強度の最適なポリウレタンの投与量は 20 です。%。
数あるエポキシ樹脂の強化技術の中でも、ポリウレタンに代表されるエラストマーの強化効果が最も顕著です。しかし、エポキシ樹脂は線状の熱可塑性樹脂であり、そのままでは硬化しません。硬化剤を加えるだけでクロスする-線状構造からメッシュまたはボディ構造にリンクされている場合は、硬化することができます。したがって、エポキシ樹脂を強化するためにポリウレタンを使用する一方で、施工時の硬化性能の要件を満たすために硬化剤を添加する必要があります。エポキシ樹脂はベンゼン環や複素環を複数含み、分子鎖が柔軟ではありません。硬化したエポキシ樹脂は高いクロスを示します-変形しにくいリンク構造。その結果、エポキシ樹脂接着剤には、靭性が不十分、脆性亀裂が発生しやすい、剥離強度が低い、耐衝撃性が低いなどの欠点があり、その用途が大きく制限されています。したがって、エポキシ樹脂の強化改質に​​は重要な実用的意義があり、パイプライン修理への応用の可能性が期待されます。
実際には、室温で硬化でき、高温環境でも使用できる接着剤が必要になることがよくあります。たとえば、建設に使用される構造用接着剤は、火災による建物全体の倒壊を防ぐために高温に耐えられる必要があるだけでなく、接着面積が大きいため加熱して硬化することもできません。ただし、室温硬化型 EP 接着剤は一般に高温では使用できません。-耐久性のある EP 接着剤は、多くの場合、完全に硬化するために加熱する必要があります。そう-室温硬化と呼ばれるのは、通常、室温で数分または数時間以内にゲル化する硬化方法を指します。 (20-30°C)、7日以内に完全に硬化し、使用可能な強度に達します。室温で硬化し、高温で使用される接着剤はある程度の進歩が見られますが、ニーズと将来の間には依然として大きなギャップがあります。将来的には、EP 接着剤の硬化機構の研究を強化し、多官能性活性硬化剤の開発、新しい多官能性 EP マトリックス樹脂の合成、EP 樹脂の新しい改質方法と新しいフィラーの探索、および接着剤の研究開発を次の方向に展開する必要があります。パフォーマンスの向上をベースに省資源と環境への配慮を追求します。
記事のソース: グローバル ポリウレタン
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原題：「[複合材料情報] エポキシ樹脂接着剤の分類・性能特性・用途分析」