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应用技术

TDE-85环氧树脂的特性和应用

邱鹤年

一、前言

环氧树脂固化体系的优良综合性能，使其在各工业领域得到了广泛应用，但E型环氧树脂在某些特殊技术要求的场合已不能胜任。为此，配方设计者都希望采用多官能团的环氧树脂，来提高环氧配方固化物的特性。因此，发展合成低粘度、高性能的新型环氧树脂已成为当前国内外重要的研究课题。

为设计低粘度、热稳定性好的环氧浇注料配方，就需要合成出耐高温环氧树脂，提高环氧树脂官能度，从而增加固化后树脂的交联度是重要途径之一。

缩水甘油酯型环氧化合物，是从有机羧酸制备的一类新型环氧树脂，其固化后的浇注体，电性能和耐候性好，光学透明也良好，其中尤其是脂环族缩水甘油酯环氧树脂在电器、电子工业是很有前途的，天津合成材料研究所合成的TDE-85环氧树脂就是这类环氧中的一种。

TDE-85环氧树脂是脂环族缩水甘油酯型的。它是一种具有独特性能的环氧树脂，其分子结构上带有三个环氧基，有较高的环氧值（0.85左右），是一低粘度的树脂（室温粘度约1500厘泊左右），作为一个新型的三官能团环氧树脂，TDE-85环氧树脂具有其结构上的特点，在脂环上直接相连一个环氧基；而另外两个环氧基是在脂环氧相邻二条侧链上，带有一定的链节数后成环，这是二个具有高反应活性的缩水甘油酯基。因此，TDE-85环氧树脂的反应活性要比一般的脂环族环氧树脂大，而且克服了脂环族环氧树脂对脂肪胺反应活性低，对咪唑及三级胺几乎不能固化的缺点，这一分子结构上的特点，给予了配方设计者可选择较多的固化剂，因而大大扩大了它的应用范围和价值。

TDE-85环氧树脂主要技术指标

外观：浅黄色透明液体

学名：4，5-环氧环已基-1，2-二甲酸二缩水甘油酯

结构式：略

分子量：298

环氧值：≥0.85

无机氯：无

挥发份：≤1%

二、TDE-85环氧树脂的特性

脂环族缩水甘油酯环氧树脂，是低粘度、挥发份低的一类树脂，与固化剂的混溶性好，TDE-85环氧树脂采用脂肪族和芳香胺类、酸酐及咪唑类固化剂时，具有较高的活性（与普通脂环族环氧树脂相比如：R-122），但对配方设计者来讲，这一活性是适宜的，详见（表1）

表1  TDE-85环氧树脂与不同固化剂的反应活性

TDE-85环氧树脂与液态酸酐混合，其初始固化反应的放热峰温度较低，一般为固化温度或略高于固化温度1-2℃，这一特性对配制环氧树脂浇注料是有利的，因为在固化初始阶段，如果浇注料有突发的放热峰则对固化物将形成较大的内应力。在这个体系中，如果加入三级胺作为促进剂，则初始反应的放热峰温度一般高于固化温度的5-8℃。而如果采用咪唑作促进剂，则初始反应的温度是较平稳的。

TDE-85采用液态酸酐固化剂的固化产物的热稳定性与液态酸酐的加入量有关。只有找到最佳的树脂-酸酐配合比，才能得到热稳定性最好的固化产物，详见（表2）

表2   TDE-85环氧树脂-液态酸酐固化产物的热失重数据

注：上述配方固化条件完全相同,均不加促进剂。

从表2 分析，同一种固化剂，由于加入的量不同，热失重的数据也不一致，但从这些数据可以得到：TDE-85环氧树脂的热稳定性是好的，从对固化物测定的Tg和DTG的结果是一致的。根据DTG测定的数据，计算得到的耐热指数（线割法）见表3。

表3  TDE-85环氧树脂-液态酸酐固化产物的耐热指数

TDE-85树脂-液态酸酐固化物的起始分解温度，与所选用的酸酐种类不同而有差别，如MNA酸酐和HK-021酸酐，它们的起始失重温度在300℃以上，达失重50%时的温度在400℃。这一热稳定性是E型环氧树脂所无法比拟的。

表3 所列的这些配方虽则都有较高的耐热指数，但这些配方的马丁耐热度一般都在102-135℃范围里。过去，配方设计者都认为马丁耐热度（Martens heat distor tion temprature DIN53458）越高，长期工作温度的上限也将越高，这无疑是对的；但这类配方固化物性质极脆，将经受不了温度的冲击导致开裂，致使系统的性能变坏，而现在我们应把固化产物的热稳定性（热失重）和高温下的力学性能相互对比来分析，刚性和韧性相统一的固化产物，这正是TDE-85环氧树脂的最大特性。

TDE-85环氧树脂-液态酸酐固化产物的物理性能、力学性能和电性能数据见表4、5、6

表4 TDE-85固化产物的物理性能

表5 TDE-85固化产物的力学性能

表6 TDE-85固化产物的电性能

从以上数据分析，TDE-85环氧树脂的综合性能还是较好的，一般认为环氧树脂的官能团增加，交联密度增加，固化物的脆性必然增加。但TDE-85环氧树脂却没有明显的反映，这可能就是脂环上两个相邻长侧链（两个缩水甘油酯基）存在所起的作用，这一特性是一般脂环族环氧所没有的。

环氧树脂固化物电性能数据，在一定程度上可以反映出树脂的纯度，特别可反映金属离子杂质的含量，随着高压电器、超纯半导体器件和大规模集成电路的发展，对封装的合成高分子材料的纯度提出了愈来愈高的要求，TDE-85环氧树脂的电导率在120V/cm左右，这要比一般的E型环氧树脂低，说明TDE-85环氧树脂的纯度还是好的。

TDE-85环氧树脂与2-乙基-4-甲基咪唑配制的胶粘剂具有较高的剪切强度（表7）

表7 TDE-85环氧树脂与咪唑胶粘剂的剪切强度

在配方设计中，我们以TDE-85环氧树脂与酚醛环氧树脂，氨基三官能团环氧树脂，对位胺环氧树脂等混合应用，作为高性能的浇注料配方，实测数据表明，固化物在耐热性、力学性能和老化性能上都有明显的提高。

三、结论

1、TDE-85环氧树脂粘度低、工艺性能良好，操作简便，无挥发味，色浅透明，是目前国内综合性能较好的新型环氧树脂。

2、TDE-85环氧树脂与液态酸酐体系的固化反应放热峰温度低，固化收缩率小，这对降低内应力是有利的，固化产物具有较高的热稳定性，力学性能和电性能。

3、TDE-85环氧树脂分子既含有缩水甘油酯基，又有脂环环氧基。因此，它具有脂环族环氧化合物的耐高温，耐候性，又具有缩水甘油酯环氧化合物的高强度，高粘结性，是一个具有双重性的新结构环氧树脂。

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