中國環氧樹脂體系的發展現狀及方向詳述
一、環氧樹脂體系概念的發展
二十世紀末期，國外開始將專業用途的環氧樹脂、固化劑、活性稀釋刑、助刑、填料等配套組成，稱為“環氧系統(Epoxy system)”；“環氧系統(Epoxy system)”與“環氧樹脂(Epoxy resin)”這是兩個不同的概念。“環氧系統(Epoxy system)”強調的是材料的配套性、專業性、專用性；而“環氧樹脂(Epoxy resin)”只是單一性、通用性、普及性、一般性。
隨著近年環氧樹脂產業結構的調整和升級，我國開始適應與國際接軌的形勢需要，環氧樹脂業界生產、科研、經營單位在現有的基礎上，加強協調，進行環氧樹脂系統產品的開發。
“環氧樹脂體系”的概念，是“中國環氧樹脂應用技術學會”于1995年提出的，一經提出就引起了行業內專家和科技人員的注意。因為，雖然環氧樹脂澆注料、電子元器件灌封料、防腐涂料、結構型膠粘劑、玻纖增強復合材料等作為環氧樹脂系統的產品早已在市場上出現，但很少有人從“體系”的角度去看理解，而只是從樹脂、固化劑、其它輔助材料的單一途徑去尋求新產品的開發，這樣往往由于各自為政而延誤了解決技術難題的時間。
“體系”—是從整體的、系統的角度展望，特別強調了環氧樹脂、固化劑、增韌劑、活性稀釋劑等其它輔助材料的協調和配合，因而，使我國環氧樹脂配方組合材料的同步研制、開發得以實現，并結合應用技術，使材料(產品)投入市場的速度加快。例如：熱固性功能型粉末涂料體系、重防腐粉末涂料體系、高電壓電力部件環氧樹脂真空澆注體系和APC工藝技術體系等在過去的幾年中取得了很大的進展，能在與國外產品競爭之中獲勝，關鍵是，近年我國環氧樹脂產業結構的調整和升級，開始適應與國際接軌的形勢需要，環氧樹脂體系業界的科研、生產、經營單位加強協調、交流的結果。
特別是近三年來，經過我們的組合協調努力，我國在磁懸浮列車長定子環氧樹脂配套體系和成型工藝技術；風力發電機風葉環氧樹脂配套體系和成型工藝技術；高速鐵路無渣板式結構道軌環氧樹脂充填配套材料；以及無氣隙環氧樹脂復合材料體系等環氧樹脂配套體系均實現了國產化，這充分說明了是“環氧樹脂體系”的作用和發展。
重要的是，中國環氧樹脂體系的發展是與環氧樹脂應用技術的科技進步緊密相連、相互依存的；同時，又是相互促進、相互推動的。因此，環氧樹脂、固化劑、增韌劑、稀釋劑、填料、促進劑和著色劑等配套材料的合成與環氧樹脂應用技術這二大部分的組合，已形成為—環氧樹脂體系。環氧樹脂配方設計根據應用技術用途的多變性、成型工藝技術的多樣性，在高分子合成材料范疇里是獨特的。我國環氧樹脂五十年來的發展實踐和事實，證明了這樣一個真理：應用技術促進了合成工業的發展，而合成工業的發展又推動了應用技術的科技進步。
目前，中國的環氧樹脂體系和應用技術行業的重點發展的應用領域有以下幾類：
·重防腐環氧樹脂配方體系(粉末涂料、液態無溶劑涂料和水性涂料等)：
·高速鐵路無渣道軌環氧樹脂充填配方體系：
·風力發電機風葉環氧樹脂配套體系：
·建筑工程環氧樹脂配方體系(建筑補強、碳纖維增強、建筑結構膠粘劑和地坪涂料等)：
·電子元器件低應力灌封密封配方體系(耐嚴酷環境工作條什)：
·電器、電工部件干式絕緣中溫固化環氧樹脂配方體系(真空澆注工藝和APG工藝技術等)
·無氣隙玻璃纖維增強復合材料環氧樹脂配方體系。
二、環氧樹脂體系產品將是發展方向
環氧樹脂配方體系都是由環氧樹脂、固化劑、增韌劑、填料及其它輔助配套材料組成。用戶開始應用時，是由用戶自己根據用途的技術要求和指標，來設計環氧樹脂配方和工藝順序，接著分別購買環氧樹脂、固化劑、其它輔助材料(例如：填料、增韌劑、稀釋劑、顏料、流平劑、消泡劑、偶聯劑等等)，經過攪拌、真空處理、研磨等加工成為能夠適合自己應用的混合料。這就涉及到技術配方、各種原料，驗收的儀器、加工設備等各個生產環節。而大多數應用廠是不具備這樣的條件。當用戶廠出現質量問題時，就查樹脂、固化劑、其它輔助材料，往往各原料廠都講自己的產品符合出廠標準。用戶廠為了查原因結果轉了一大圈，時間花掉了，問題卻還找不出來。
將環氧樹脂配方體系的組份材料，按配方配制工藝組合加工成體系材料，同時，按使用行業規范技術要求，制定一定質量標準的相關產品，方便了用戶的使用，保證了用戶的使用質量，而且從多包裝發展到雙包裝甚至單包裝的產品，極大地方便了用戶。這就是環氧樹脂體系產品的最大優點。
由于環氧樹脂體系產品是由技術開發能力較強的專業企業進行生產，產品質量有指標、有生產工藝、有專用設備，保證了產品的質量，減少了資源的浪費。這是環氧樹脂體系產品的另一個優點。環氧樹脂體系產品，實現專業生產后，專業廠為了不斷地開發產品，或提高產品質量，不斷地有專業人員來進行研究，加快了環氧樹脂體系產品的開發速度，這是環氧樹脂體系產品的又一個優點。由于當前廣大的環氧樹脂體系用戶沒有專職技術人員，因此，市場急需這樣的環氧樹脂體系產品。
三、無氣隙玻纖增強環氧樹脂復合材料
二十世紀60年代隨著SF6斷路器的研制成功，于20世紀70年代發展為優異的高壓開關，SF6組合電器等系列產品，由于其具有性能好，安全可靠，經濟，占地面積小(約為空氣開關的1/10)等特點，能滿足電氣設備要求大容量化、小型化和高可靠性的要求，因此，我國高壓開關廠相繼從國外引進SF6開關組合電器系列的制造技術，并向國外購置了滅弧室、拉桿等無氣隙環氧樹脂玻纖增強絕緣制品。
常規的環氧樹脂玻璃布板、管、筒、棒等制品，均在常壓下施工生產，制品有較多的氣隙(微氣泡、玻纖—樹脂界面微裂紋等)，在高電壓下氣隙部分發生游離放電(局部放電)，最終造成絕緣擊穿，不能滿足高壓開關的需要；此外，無氣隙玻纖增強環氧樹脂復合材料的機械強度與同類制品，相比要提高15%～25%。因此，研制具有優異機電性能的無氣隙玻纖增強環氧樹脂復合材料的要點是，環氧樹脂配方體系、玻纖(經偶聯劑表面處理)、模具和成型設備以及成型工藝技術。
無氣隙玻纖增強環氧樹脂復合材料的成型工藝技術采用：真空壓力浸漬工藝技術。
1、環氧樹脂配套材料的技術要求
環氧樹脂配方，應要滿足施工時的工藝要求，還要達到固化后制品的各項技術性能指標，要求環氧樹脂配方組份低粘度(利于滲透到玻璃纖維間隙中去)、低揮發性(消除在真空下溶化，形成新的氣隙)，快速凝膠和短時固化快，但放熱峰溫度不能過高，以免局部過熱，導致膠的收縮而引起微裂縫；要有足夠的使用期，固化物應具有良好的粘結性能，足夠的機械強度和優良的介電性能以及低的收縮率保證產品外形尺寸。同時，應有足夠的耐熱性，溫度指數和熱態機電性能以滿足電工產品長期運行的可靠性和耐久性。
2、纖維增強材料
增強材料，常用無堿無捻或低捻的玻璃布，必須脫蠟、用硅烷偶聯劑經表面處理，保證對環氧樹脂配方體系具有良好的浸潤性。玻璃布根據織法有平紋布，斜紋布，段紋布和單向布，其中平紋布強度最大，捻度小，有利于樹脂膠液的滲透，并要按產品的力學性能選用玻璃布的厚度和品種；此外，還可選用玻璃氈，聚酯布和氈，要求耐熱性高的聚芳酰胺纖維紙等視產品要求而定。而耐SF6的產品則用聚酯纖維布。
3、真空壓力浸漬工藝技術過程
將環氧樹脂、固化劑、促進劑等配方組份，在具備薄膜脫氣裝置的混合罐內進行抽真空，以消除攪拌混合帶來的空氣氣泡，同時，在一定真空度和溫度下脫除環氧樹脂、固化劑、促進劑等自身存在的微量揮發物。
對玻璃布在浸漬前必須進行真空干燥，以消涂制造、存儲帶來的空氣及濕氣，因此，可以在模具內進行，也可在烘箱內進行，溫度不超過140℃，時間約4～6小時。
輸膠管、閥門等環節中殘留的空氣，則要在輸膠過程中排除，要利用模具溫度和輸膠速度來排除。
壓力——真空輸膠完成后，必須采用加壓、恒壓凝膠工藝(解除真空狀態下)，所施壓力，根據配方、模具、溫度而定，一般為0.1～0.3MPa。
固化：工藝條件，應根據設計的環氧樹脂配方的DSC曲線來制定，一般分：凝膠、初固化及后固化三個階段進行。
無氣隙玻纖增強環氧樹脂復合材料制品，具有均勻密實的結構特性，耐環境老化性能優異，機械強度和尺寸穩定性好，電絕緣性能優異等一系列特性，因此，是樹脂基纖維增強復合材料的發展方向，必將延伸到復合材料的其它成型工藝技術中去，大有發展前景和市場機緣。
四、結束語
中國大規模而持續發展的國民經濟建設，決定了我國對環氧樹脂體系的需求量將急速增加，對此，引起了國際和國內環氧樹脂業界高度的關注。世界上環氧樹脂跨國公司幾乎全部前來或正在前來我國投資興建大型生產廠，國內企業也紛紛新建擴建環氧樹脂生產裝置，因此，我國環氧樹脂體系目前正進入一個新的關鍵發展期。
中國環氧樹脂體系和應用技術產業如何實現世界環氧樹脂大國，并進而成為強國，還有很多難題要得以解決。首先，要使產品普及與提高相結合，走通用型環氧樹脂和特種、專用環氧樹脂并存的道路。同時，應盡快組織力量，對國外新結構環氧樹脂品種進行攻關，以早日實現國產化。
環氧樹脂生產過程要實現清潔生產，過程中產生的廢水的治理，是環氧樹脂產業的一大難題，這主要是由于環氧樹脂廢水中，含有大量老化的樹脂和較高濃度的堿鹽，采用傳統的廢水治理方法難以奏效，應加快新處理工藝技術的開發、實施。
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