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9.5.3.1 稀释剂

稀释剂主要用来降低环氧胶粘剂体系的黏度，溶解、分散和稀释涂料，改善胶液的涂布性和流动性。此外，稀释剂也起到延长使用寿命的作用。但是加入稀释剂也会降低固化后树脂的热变形温度、胶接强度、耐介质及耐老化等性能。然而，为了使树脂胶液便于浸润胶合物的表面，提高其浸润能力和湿润能力，有利于操作，必须加入适量的稀释剂。

稀释剂的分类方法很多，按其使用机理，可分为非活性稀释剂与活性稀释剂两大类。

（1）非活性稀释剂

非活性稀释剂与环氧树脂相容，但并不参加环氧树脂的固化反应，因此与环氧树脂互容性差的部分在固化过程中分离出来，完全互容的部分也依沸点的高低不同而从环氧树脂固化物中挥发掉。由于这种非活性稀释剂的加入，环氧树脂固化物的强度和模量下降，但伸长率得到了提高。

非活性稀释剂不与环氧树脂、固化剂等起反应，纯属物理地掺混到树脂中。它与树脂仅是机械的混合，起稀释和降低黏度作用的液体。它在胶液的固化过程中大部分是挥发掉的。它会给树脂固化物留下孔隙，使收缩率相对增大。因此，非活性稀释剂对固化后树脂性能的不利影响比活性稀释剂的影响大，但却能少许提高树脂的韧性。当使用要求较高时不能使用非活性稀释剂，应选用活性稀释剂。

非活性稀释剂多为高沸点液体，如邻苯二甲酸二丁酯、苯二甲酸二辛酯、苯乙烯、苯二甲酸二烯丙酯、甲苯、二甲苯等。用量以5%～20%为宜。添加17份的邻苯二甲酸二丁酯使双酚A型环氧树脂的黏度从15Pa·s降至4Pa·s。12%左右的邻苯二甲酸二丁酯使标准环氧树脂的黏度从10Pa·s降到0.5Pa·s～0.7Pa·s。一些工业环氧树脂（2.0Pa·s～4.0Pa·s）含有二丁酯作为非活性稀释剂。溶剂亦作为非活性稀释剂，但对耐化学试剂有不利影响。用量大时，固化物性能变坏，同时由于稀释剂在固化过程中的挥发会引起收缩率增大。此外丙酮、松节油、二甲苯亦可作为非活性稀释剂，某些酚类化合物同样可作为稀释剂，同时又是胺类固化剂的活性促进剂，如煤焦油。煤焦油中的酚类化合物可以和环氧基发生反应，添加环氧树脂量的10%～20%，对环氧树脂固化物的性能影响不大，这主要作为涂料来使用，煤焦油可以改善环氧树脂固化物的憎水性，但减弱了对酸和溶剂的破坏的抵抗能力。

环氧树脂中常用的非活性稀释剂有：甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、乙酸戊酯、乙酸丁酯、甲苯、乙苯、苯、苯乙烯、间二甲苯、甲酸乙酯、乙酸乙烯酯、乙酸乙酯、乙酸、乙醇、正丁醇、异丁醇、环己醇、正丙醇、甲醇、乙二醇、丙三醇、甲酸、四氯化碳、三氯甲烷、二硫化碳、二乙基酮、丁酮、环已酮、丙酮、苯甲酸乙酯、苯酚、甲酰胺、二甲基甲酰胺、乙醛、二氧六环、二甲基亚砜等。

（2）活性稀释剂

活性稀释剂一般是指带有一个或两个以上环氧基的低分子化合物，它们可以直接参与环氧树脂的固化反应，成为环氧树脂固化物交联网络结构的一部分，对固化产物的性能几乎无影响，有时还能增加固化体系的韧性。活性稀释剂一般有毒，在使用过程中必须注意，长期接触往往会引起皮肤过敏，严重的甚至于会发生溃烂。

一般活性稀释剂分为单环氧基、双环氧基和三环氧基活性稀释剂。有些单环氧基稀释剂，如丙烯基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚和苯基缩水甘油醚对于胺类固化剂反应活性较大；而另一些烯烃或脂环族单环氧基稀释剂对酸酐固化剂反应活性较大。环氧树脂中常用的活性稀释剂有：①单环氧基活性稀释剂，主要有环氧丙烷、环氧丙烧甲基醚、环氧丙烷乙基醚、环氧氯丙烷、环氧丙醇、环氧化辛烯-1、苯乙烯氧化物(so)、烯丙基缩水甘油醚(AGE)、丁基缩水甘油醚(BCE)、苯基缩水甘油醚(PGE)、甲酚缩水甘油醚(CGE)、二溴苯基缩水甘油醚、溴代甲酚缩水甘油醚、乙烯基环已烯单环氧化物(CVM)、甲基丙烯酸缩水甘油醚(GMA)、2-乙基己基缩水甘油醚(EHAGE)、对叔丁基苯基缩水甘油醚(BPGE)等；②多环氧基活性稀释剂，主要有乙二醇二缩水甘油醚、丙三醇三缩水甘油醚(GGE)、新戊二醇二缩水甘油醚、丁二醇二缩水甘油醚(BDGE)、间苯二酚二缩水甘油醚、二缩水甘油基苯胺(DGA)、二缩水甘油醚(DGE)、多缩水甘油醚、丁二烯双环氧、乙烯基环已烯双环氧（二氧化乙烯基环己烯）、3，4-环氧基环已烷甲酸-3'，4'-环氧基环已烷甲酯、二氧化双环戊二烯、二氧化二戊烯（萜烯双环氧）、二氧化宁烯、三甲醇基丙烧三缩水甘油醚（TMPGE）、三级羧酸缩水甘油酯、聚乙醇二缩水甘油醚(PEGGE)、聚丙二醇二缩水甘油醚(PPGGE)等。

单环氧化物的稀释效果比较好，脂肪族型的比芳香族型有更好的稀释效果。使用芳香族型活性稀释剂的固化产物耐酸碱性变化不大，但耐溶剂性却有所下降。单环氧化物活性稀释剂的使用会使热变形温度降低，这是由于它的使用会使固化物的交联密度下降的缘故。长碳链的活性稀释剂使用后可使抗弯强度、冲击韧度得以提高。用量不多时对固化产物的硬度无影响，而热膨胀系数则增加。

使用二或三环氧化物作稀释剂，用量和固化方法适当，就不会降低交联密度，因此热态下的机械强度及耐化学品性保持率较高。与单环氧化物比较，在稀释效果上差些，要将树脂黏度下降到同等水平所需添加量较大。短链及环状结构的二或三环氧化物，对固化物的热变形温度几乎无影响，而长碳链稀释剂影响则十分明显。

从改性环氧树脂材料的观点看，活性稀释剂的实用价值比非活性稀释剂高，例如在粘结、浇铸等情况下挥发有困难，因此非活性稀释剂可能带来阻碍环氧树脂的固化反应或者产生气泡等不利的结果，在这种情况下使用活性稀释剂可以得到满意的效果。选择活性稀释剂要适当，以求取得更好的效果，一般来说，选择活性稀释剂的条件应满足：①稀释效果好；②尽可能不损害环氧树脂固化物的性能。尽量选用活性稀释剂，以利于在改进工艺性的同时，提高其粘结、机械性能；③卫生、安全性高，毒性刺激性小；④来源容易，不燃不爆，价格低廉，亦是要考虑的重要因素；⑤应通过实验与理论选择最合适的加入量。