Analyse de la formulation de résine époxy que les techniciens doivent comprendre

2024-02-01

  Une résine époxy est généralement utilisé en conjonction avec des additifs pour obtenir une valeur d'application. Les additifs peuvent être sélectionnés en fonction de différents objectifs, et les additifs couramment utilisés comprennent des agents de durcissement, des modificateurs, des charges, des diluants et autres.

 

  Parmi eux, les agents de durcissement sont des additifs essentiels et sont nécessaires pour les adhésifs, les revêtements et les pièces moulées ; sinon, la résine époxy ne peut pas durcir. En raison des différentes exigences de performances, les résines époxy, les agents de durcissement, les modificateurs, les charges, les diluants et autres additifs ont également des exigences différentes.

 

  I. Sélection de résine époxy

 

  1. Sélectionnez en fonction de l'objectif

  Pour les adhésifs, il est préférable d'utiliser des résines avec des valeurs époxy moyennes (0.25-0.45), telles que 6101 et 634 ; pour les pièces moulées, les résines avec des valeurs époxy élevées (0.40) sont préférées, telles que E51/YD128 et 6101 / E44; pour les revêtements généraux, des résines avec de faibles valeurs époxy (<0.25) sont généralement choisies, telles que 901, 904, 907 et 909.

 

  2. Sélectionnez en fonction de la résistance mécanique

Les résines avec des valeurs époxy élevées ont une plus grande résistance mais sont plus cassantes ; les résines avec des valeurs époxy moyennes ont une bonne résistance à haute et basse température ; les résines avec de faibles valeurs époxy ont une résistance inférieure à des températures élevées. Cela est dû à la relation entre la résistance et la réticulation. Des valeurs d'époxy plus élevées entraînent une réticulation plus élevée après durcissement, tandis que des valeurs d'époxy plus faibles entraînent une réticulation plus faible, conduisant à des différences de résistance.

 

  3. Sélectionnez en fonction des exigences opérationnelles

Pour les applications ne nécessitant pas de résistance à haute température et avec de faibles exigences de résistance, des résines avec des valeurs époxy plus faibles, qui sèchent rapidement et sont moins sujettes aux pertes, peuvent être choisies. Pour les applications nécessitant une bonne pénétration et une résistance plus élevée, des résines avec des valeurs époxy plus élevées peuvent être sélectionnées.

 

  II. Sélection d'agents de durcissement

 

  1. Types d'agents de durcissement

  Les agents de durcissement des résines époxy couramment utilisés comprennent les amines aliphatiques, les amines cycloaliphatiques, les amines aromatiques, les polyamides, les anhydrides, les types de résine et les amines tertiaires. De plus, sous l'action de photoinitiateurs, la lumière ultraviolette ou la lumière peuvent également durcir la résine époxy. Le durcissement à température ambiante ou à basse température utilise généralement des agents de durcissement de type amine, tandis que le durcissement par chauffage utilise généralement des agents de durcissement anhydride et aromatiques.

 

  2. Dosage des agents de durcissement

  (1) Calcul pour les réticulants à base d'amines :

Dosage d'amine = mg/hn

Où : m = poids moléculaire de l'amine, hn = nombre d'atomes d'hydrogène actif, g = valeur époxy (nombre d'équivalents époxy pour 100 grammes de résine époxy)

La plage de changement ne doit pas dépasser 10 à 20 %. Une utilisation excessive d'amine pour le durcissement peut rendre la résine cassante, tandis qu'une utilisation insuffisante peut conduire à un durcissement incomplet.

(2) Calcul pour les agents à base d'anhydride :

Dosage d'anhydride = mg(0.6~1)/100

Où : m = poids moléculaire de l'anhydride, g = valeur époxy, (0.6 ~ 1) est le coefficient expérimental

 

  3. Principes de sélection des agents de durcissement

(1) Sélectionnez en fonction des exigences de performances : choisissez les agents de durcissement appropriés en fonction de différentes exigences telles que la résistance aux températures élevées, la flexibilité et la résistance à la corrosion.

(2) Sélectionnez en fonction de la méthode de durcissement : les produits qui ne peuvent pas être chauffés ne doivent pas utiliser d'agents de durcissement thermiquement durcis.

(3) Sélectionnez en fonction de la durée de vie en pot : choisissez un agent de durcissement approprié en fonction de la durée de vie en pot, qui fait référence au temps écoulé entre l'ajout de l'agent de durcissement à la résine époxy et jusqu'à ce qu'il ne soit plus utilisable. Pour une durée de vie en pot plus longue, des anhydrides ou des agents de durcissement latents sont généralement choisis.

(4) Sélectionnez en fonction de la sécurité : optez pour des agents de durcissement à faible toxicité pour faciliter une production sûre.

(5) Sélectionnez en fonction du coût.

 

  III. Sélection de modificateurs

 

  Les modificateurs sont utilisés pour améliorer la flexibilité, la résistance au cisaillement, la résistance à la flexion, la résistance aux chocs et les propriétés isolantes des résines époxy. Les modificateurs courants et leurs caractéristiques sont brièvement présentés.

 

(1) Caoutchouc polythiol : améliore la résistance aux chocs et au pelage ;

(2) Résine polyamide : améliore la fragilité et améliore l’adhérence ;

(3) Polyvinylbutyral : améliore la résistance aux chocs ;

(4) Caoutchouc nitrile : améliore la résistance aux chocs ;

(5) Résine phénolique : Améliore la résistance à la température et à la corrosion ;

(6) Résine polyester : améliore la résistance aux chocs ;

(7) Résine mélamine formaldéhyde : augmente la résistance et la résistance chimiques ;

(8) Résine furfurale : améliore les propriétés de flexion et la résistance aux acides ;

(9) Résine vinylique : améliore la résistance au pelage et la résistance aux chocs ;

(10) Isocyanate : Réduit la perméabilité à l’humidité et augmente la résistance à l’eau ;

(11) Résine de silicone : Améliore la résistance à la chaleur.

 

  La quantité de caoutchouc polythiol et d'autres modificateurs peut varier de 50 à 300 % et nécessitera des agents de durcissement. L'utilisation de résine polyamide et de résine phénolique est généralement de 50 à 100 %, tandis que l'utilisation de résine polyester est généralement de 20 à 30 %. Des agents de durcissement supplémentaires peuvent être ajoutés en petites quantités pour accélérer la réaction.

Généralement, plus on utilise de modificateurs, plus la flexibilité est grande, mais la température de déformation thermique du produit résineux diminuera en conséquence. Pour améliorer la flexibilité de la résine, des agents de renforcement tels que le phtalate de dibutyle ou le phtalate de dioctyle sont souvent utilisés.

 

  IV. Sélection de charges

 

  La fonction des charges est d'améliorer certaines propriétés du produit, d'améliorer les conditions de dissipation thermique pendant le durcissement de la résine, de réduire la quantité de résine époxy utilisée et de réduire les coûts. Différentes charges peuvent être sélectionnées en fonction de l'application. Il est préférable que la taille des charges soit inférieure à 100 mesh, et la quantité utilisée dépend de l'application. De brèves introductions aux charges couramment utilisées sont les suivantes :

 

Fibres d'amiante et fibres de verre : Augmentent la ténacité et la résistance aux chocs ;

Poudre de quartz, poudre de céramique, poudre de fer, ciment et corindon : augmentent la dureté ;

Alumine, céramique, poudre d'amiante, poudre de gel de silice et ciment haute température : améliorent l'adhérence et la résistance mécanique ;

Poudre d'amiante, poudre de quartz et poudre de pierre : réduisent le retrait ;

Poudre d'aluminium, poudre de cuivre, poudre de fer et autres poudres métalliques : augmentent la conductivité thermique et électrique ;

Poudre de graphite, talc, poudre de quartz : améliorent la résistance à l'usure et le pouvoir lubrifiant ;

Corindon et autres abrasifs : améliorent la résistance à l'usure ;

Poudre de mica, poudre de céramique, poudre de quartz : Augmente l'isolation ;

Divers pigments et graphite : apportent de la couleur ;

De plus, il a été démontré que l’ajout de composés oxydes tels que P, As, Sb, Bi, Ge, Sn et Pb en petites quantités (27 à 35 %) peut maintenir l’adhérence à haute température et pression.

 

  V. Sélection des diluants

 

  La fonction des diluants est de réduire la viscosité et d'améliorer la pénétrabilité de la résine. Les diluants peuvent être classés en types inertes et actifs, et leur utilisation ne dépasse généralement pas 30 %. Les diluants courants comprennent : l'éther diglycidylique du bisphénol A, l'éther triglycidylique du glycérol, l'éther glycidylique du propylphénol, l'éther glycidylique du butylphénol, l'éther glycidylique de l'éthylphénol, l'éther glycidylique du propylphénol, les diluants inertes, le xylène, le toluène, l'acétone, etc.

 

  Avant d'ajouter l'agent de durcissement, il est nécessaire de vérifier tous les matériaux utilisés, y compris la résine, l'agent de durcissement, la charge, le modificateur, le diluant, etc., pour s'assurer qu'ils répondent aux exigences suivantes :

(1) Exempt d'humidité : les matériaux contenant de l'humidité doivent d'abord être séchés et les solvants contenant une petite quantité d'eau doivent être utilisés le moins possible.

(2) Pureté : La teneur en impuretés, hors eau, doit idéalement être inférieure à 1 %. Lors de l’utilisation d’une petite quantité, les matériaux de qualité réactif sont préférés.

(3) Comprendre si les matériaux ont expiré.


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