1. 环氧体系应用介绍
    环氧树脂广泛应用于各类产品。这一方面是由于其原材料高度商业化,极易获取,另一方面得益于其独特的性能如:
    • 优良的电绝缘性能
    • 出众的附着力
    • 绝佳的耐化学品性能
    • 良好的机械性能
    可以通过选择树脂和固化剂体系对上述性能进行调整,其它原材料的选择如填料、增强组份、助剂也进一步的影响其性能。
    通过选择不同的原材料,环氧体系可以用于制造增强产品如风力叶片、管道、汽车部件和运动产品(如滑雪板、冲浪板),也可用于非增强应用如地坪、矿物填充浇注、腻子、涂料、胶粘剂,以及电器浇注和绝缘用树脂。
    环氧体系应用广泛,施工技术也各有不同:增强部件可以采用手糊、RTM 或者真空导入技术,非增强体系则可以采用浇注或喷涂技术。
  2. 消泡/脱泡
    在环氧系统料的生产与应用中常有夹带气泡的问题。特别是高触变、假塑型的配方体系或是很厚的湿膜涂层时脱泡更加困难。这些气泡最终会导致针孔,产生更多的孔隙而大幅降低制品的整体性能。消泡剂以及脱泡剂能够防止:
    • 胶衣鼓泡
    • 针孔
    • 电子浇注料中失去绝缘性
    • 弱化材料结构
    • 不良的外观
    • 制品中的孔隙
    消泡剂主要作用在体系的表面,防止表面的气泡和针孔的形成。脱泡剂(或抑泡剂)则作用于液态主体内部,使小气泡合并产生大气泡而更加容易迁移到表面。然而在实际应用中,要清楚的区分消泡剂和脱泡剂几乎是不可能的,特别是当把两种作用结合在同一个产品中时。
    这两种助剂的根本区别在于它们所起到的作用(如下图)。

    在生产或混合过程的伊始就将消泡剂加入到树脂或固化剂中。这能确保在生产的每个阶段以及在使用前将树脂与固化剂混合的过程中就使消泡剂在起作用。 消泡剂和脱泡剂可以是(改性)的聚硅氧烷类或是不含有机硅类的聚合物类,以及两者的混合物。某一聚合物是否可以破坏泡沫取决于该产品在液体介质当中的相容性和溶解性。所有的消泡剂和脱泡剂必须具备一定程度的不相容性,在相容与不相容之间取得精确的平衡。而这是通过调整分子量和/或聚合物结构的极性获得的。

    用于防止夹带空气、泡沫和针孔的助剂
    有机硅 BYK-077 十分有效,通用
    BYK-067 A 无溶剂型
    BYK-A 525 通用
    BYK-S 732 无溶剂型,通用
    不含有机硅的聚合物 BYK-A 501 通用
    BYK-A 535 用于食品接触,AgBB
    BYK-1788 无Vocabulary
    BYK-1790 无溶剂型,用于食品接触(PIM)
    有机硅/聚合物 BYK-A 530 环氧用最佳脱泡剂
    BYK-P 9920 无 VOC,具有纤维润湿性
    *注:不含硅的助剂产品应加入胺组份中使用
  3. 润湿和分散
    生产含颜填料的环氧体系中最重要的步骤之一就是固体颜料(和填料)在液相的基料溶液中的均匀分布。如果这一步骤(研磨)不够理想,就会产生许多诸如絮凝,浮色发花(颜料分离)和沉淀以及流动性差之类的缺陷。
    润湿分散剂加速了固体颗粒的润湿并稳定已润湿分散好的粒子,具有以下作用和优点:
    • 降低粘度
    • 改善流动
    • 提高填料量
    • 降低填料沉淀
    • 颜色均匀
    使用润湿分散剂能够获得较低的粘度。粘度低了,就可改善流动或提高填料填充量。
    助剂的正确选择取决于原材料及应用的要求。不同种类的填料需要不同的润湿分散剂。润湿分散剂与消泡剂结合使用能提高最终效果。
    不同填料时降低混合料粘度产品推荐:

    第一推荐 第二推荐
    石英砂 BYK-W 985 DISPERBYK-2151
    碳酸钙 BYK-W 996 BYK-W 985
    多磷酸铵盐 BYK-W 903 BYK-W 996
    三水合氢氧化铝 DISPERBYK-142 BYK-W 903
    硫酸钡 BYK-W 985 BYK-W 996

    润湿分散剂推荐:

    大幅降低粘度 BYK-W 903 与 APP 共用非常有效, 适用于酸酐体系
    BYK-W 985 非常有效,通用
    BYK-W 996 与 CaCO3 共用非常有效
    DISPERBYK-142 对 ATH 非常有效
    降粘并防止沉降 BYK-W 980 非常有效,通用
    稳定颜色,降低粘度 BYK-9076 在环氧树脂中非常稳定, 即使在高添加量下
    DISPERBYK-2151
    DISPERBYK-2152
    防止沉降 ANTI-TERRA-204* 适用于胺类固化剂
    BYK-W 940 通用
    *酸值较高的助剂,如 ANTI-TERRA-204,用于环氧组分会引起粘度上升
  4. 流变助剂
    流变性对环氧树脂体系带来诸多影响,如流动性,脱泡,流挂和沉降等。此外,环氧体系的流变特性还会在与固化剂混合后因混合比例和组份极性的变化而大受影响。因此无论是单个组份的流变设计还是最终体系的流变特性都十分重要。
    毕克化学可提供不类型的流变助剂来调整流变性:
    • 液体流变剂
    • 固体流变剂
    • 触变增效剂
    所有这些产品都可用于调整流挂和/或沉降性能。低剪切下的高粘度产生的高屈服值可大大降低沉淀或流挂。使得应用时的适用期更长,沉淀更少,抗流挂性
    更好。
    储存期间,体系中的颜料和填料会沉淀形成硬沉底,难以再次分散。这取决于填料的种类、填充量和储存条件(如温度)。
    在斜面或立面上进行厚膜涂层作业时会出现频繁的滴胶和流挂现象。
    液体流变助剂
    液体流变剂自身就有足够的流变效果,用来调整防沉和抗流挂性能。既可加到环氧树脂中,也可加到固化剂中。
    这类助剂就有RHEOBYK-7410 ET和RHEOBYK-430这样的产品。
    RHEOBYK-7410是脲改性的,能够形成很强的三维网络结构而产生触变。
    RHEOBYK-430是基于带有相容性基团的(烷基和聚醚部分)的改性聚酰胺,以优化加入方式和流变活性。它产生的是假塑性流动。
    固体流变助剂:
    固体流变剂主要用于防止沉淀。它在单个粒子间建立网络,易于添加。与触变增效剂(如RHEOBYK-R 605, RHEOBYK- R 607)正确搭配使用也具有优异的抗流挂效果。
    GARAMITE-1958和GARAMITE-7305是基于混合矿物技术(MMT)的固体流变剂。可方便的加入到环氧树脂和固化剂中。
    触变增效剂:
    要想获得最佳可操作性同时具备高抗流挂性,则要将体系的流变特性调整到最佳状态,通常会用到气相二氧化硅。然而问题是当将胺类固化剂添加到含有气相
    二氧化硅的环氧树脂中后,体系粘度会自然下降。将改性的固体流变剂,特别是GARAMITE-7305,或亲水性气相二氧化硅用于树脂,和加入了RHEOBYK-R 607的固化剂结合使用能够防止这一现象的发生。
    RHEOBYK-R 607能够提高固体触变剂的网络密度而产生更好的抗流挂效果。更多的好处是与使用疏水性气相二氧化硅相比夹带的气泡更少。
    流变剂推荐:

    液体流变助剂 RHEOBYK-7410 ET 抗流挂,防沉降
    RHEOBYK-410
    RHEOBYK-430 防沉降,用于酸酐体系
    固体流变剂 GARAMITE-7305 抗流挂,防沉降,推荐与BYK-R 607共用
    GARAMITE-1958 防沉降
    触变增效剂* RHEOBYK-R 605 防沉降,用于环氧树脂
    RHEOBYK-R 607 抗流挂,防沉降;仅限用于胺固化剂中
    *与气相二氧化硅或基于 MMT 的固体流变剂共用
  5. 表面助剂
    当在底材表面涂布环氧体系时,可能出现诸如缩孔、贝纳德漩涡、针孔、桔皮等各类表面缺陷。
    影响这些缺陷的一个非常重要的指标是表面张力,或者更具体的,表面张力的差别。下列助剂可以用于防止发生这些缺陷或减小表面张力的差别。

    改性有机硅 BYK-306 大幅降低表面张力
    BYK-310
    BYK-A 525 降低表面张力
    丙烯酸共聚物 BYK-361 N 改善流平
    BYK-S 706
    有机硅丙烯酸酯共聚物 BYK-3550 改善流平和基材润湿

    易清洁
    根据环氧系统料的应用场合,可能接触到各种类型的污染,如粉尘、油脂,需要快速、方便并且经济的除去以节省维护费
    用。
    毕克化学开发了一款含硅的表面助剂,专门用来提高清洁能力(易清洁效果)。BYK-SILCLEAN 3701是具有100%有效物质的液体产品。该助剂能够与聚合物基料发生反应而产生永久效果,不会像其它硅基类的表面助剂随时间而失效。

  6. 偶联剂/附着力促进剂
    偶联剂用于需要提高强度或提升结构自由度的地方。附着力促进剂则用于改善对基材的附着力。
    偶联剂通过改善填料/纤维-基料间的粘结来提高部件的静态与动态的弹性性能。助剂的化学结构能在粘结纤维的同时也与基料作用。这一特性使得变更部件设计和生产更为韧性的部件成为可能。另一重要优点是在保持壁厚的必要强度情况下可减少壁厚,节约成本。偶联剂典型的应用包括手糊积层,缠绕,拉挤以及导入加工应用。
    BYK-C 8001 为聚合物偶联剂,专门为环氧增强材料体系开发。通过改善填料/纤维-基料间的粘结来提高部件的机械强度。该助剂适用于玻纤,未经处理的玻璃微珠或石英砂填料。提高的程度取决于玻纤和环氧体系的选择。
    在玻璃纤维增强的复合材料中使用正确的偶联剂是必要的,以保证高质量的机械性能。尤其是在像叶片和汽车部件这样的结构件上。玻纤上浆剂会随着时间推移而失效,这取决于储存条件,如温度、湿度。因此最终制品质量难以保证。而使用偶联剂可以重新获得机械性能,维持质量要求。
    BYK-C 8001既可加入胺类固化剂中,也可在胺类固化剂与环氧树脂混合时加入。该产品可储存于标准胺类固化剂中。最大储存时间取决于固化剂组成和助剂用量。
    附着力促进剂:
    对于高质量的部件和令人愉悦的外观,对基材强力和永久性的粘结始终是重要的。粘结力来自于涂层分子和基材之间的相互作用,并且强烈地依赖于所涉及的材料的化学性质。界面上的机械锚定和扩散过程(取决于基材)也会导致粘结。所有这些都与涂层和基材之间的界面有关。
    BYK-4511为聚合物型附着力促进剂,用于无溶剂和高固含溶剂型双组份环氧体系。助剂用于改善对不同金属基材,(如钢板,镀锌钢和铝)以及玻璃的附着力。它还增加了涂层的柔性和对表面杂质如油和铁锈的抗性。对双组份环氧体系而言,该助剂必须加入到固化剂当中或是在使用前与固化剂搅拌均匀。
  7. 加工助剂
    更快的生产周期和新型的生产方式要求新一代助剂具有多种功能以改善加工性能和质量。快速生产,提高质量加工助剂的开发用来降低生产周期,加快如 RTM 或 HP-RTM 加工过程,确保固化后与外脱模剂一道很好地脱模,延长外脱模剂的使用频次。这可提高生产的潜在产量 。
    BYK-P 9912 是一款具有内脱模性能的加工助剂,用于非填充,填充和纤维增强体系。因缩短了模具使用周期,使生产的潜在产量得以提高。BYK-P 9912 对加工参数,如粘度,和反应性没有影响。制品所呈现的是具有同等规格可涂装,可粘接的表面,但质量有所提高。
    改善浸润,快速加工
    使用加工助剂改善了多种纤维增强材料应用中环氧树脂系统和不同种类纤维的润湿过程。除了优化纤维润湿过程以外,还减少了加工时间。
    BYK-P 9920是无挥发性的、具有消泡性能的复合材料用润湿助剂。该组合功能可加快生产且产品质量高。使用该助剂可获得更好的纤维浸润,无干点,无夹带气泡。
    使用VCT,快速成型,节约成本
    粘度控制技术(VCT)是一项新技术,包含一对设计精良的助剂,用以控制双组份环氧树脂体系的粘度以及各组分在单独加工时的优化。其中一个加工助剂(触变阻断剂)用于树脂体系,另一配对的产品用于固化剂组份(触变增效剂)。一旦将含有这两种可以产生精确同步效应的加工助剂的组分混合,就能达到所要求的最终应用粘度。
    BYK-P 2710(触变阻断剂)+ BYK-P2720 (触变增效剂) 是粘度控制技术的产物,用于采用亲水性气相二氧化硅防流挂的中/高粘度的无溶剂和溶剂型环氧体系。其设计旨在让环氧树脂组份和胺固化剂组份处于低触变粘度状态。而在使用时一旦将两者混合即可产生高粘度效果。
    新技术只需要在树脂组分中使用亲水性气相二氧化硅,BYK-P 2710(触变阻断剂,阻止亲水性气硅形成网络结构)和在胺固化剂中加入BYK-P 2720(触变增效剂,再次激活和提升亲水性气硅形成网络结构),以实现生产单一组分时的低粘度和两者混合后即可产生的高粘度。
    粘度控制技术概念对整个价值链具有非常有益的影响。VCT可优化配方、生产、运输和应用方面的成本和时间并提供以下好处:
    过程+质量
    • 加快和改进亲水性气相二氧化硅的加入
    • 组分粘度低更易于操作和添加
    • 夹带气泡少和加快脱泡
    • 粘度调整有利于混合质量
    • 低粘度允许计量设备低压力下的高输出
    节约
    •可使用经济型的亲水性气硅替代疏水性气硅
    • 新的包装和运输方式
    • 缩短生产时间
  8. 环氧体系助剂推荐

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