起步于上世紀(jì)50年代的我國(guó)環(huán)氧樹(shù)脂產(chǎn)業(yè),經(jīng)過(guò)幾十年的積累和近年的快速發(fā)展,已經(jīng)達(dá)到了相當(dāng)規(guī)模和水平。我國(guó)目前環(huán)氧樹(shù)脂實(shí)際用量接近50萬(wàn)噸年、生產(chǎn)能力約40萬(wàn)噸/年,四大領(lǐng)域構(gòu)成環(huán)氧樹(shù)脂未來(lái)主要消費(fèi)市場(chǎng)。
涂料作為環(huán)氧樹(shù)脂應(yīng)用的傳統(tǒng)領(lǐng)域,目前仍具有重要地位。環(huán)氧樹(shù)脂涂料包括純環(huán)氧樹(shù)脂涂料和環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合涂料,上世紀(jì)90年代末美國(guó)環(huán)氧樹(shù)脂涂料超過(guò)了醇酸涂料和丙烯酸涂料,主要用于容器和密封;而西歐主要用于軟飲料包裝涂料;日本環(huán)氧樹(shù)脂涂料主要用于罐用涂料和防腐涂料。這種涂料目前正向高固含量、無(wú)溶劑、水溶性化方向發(fā)展。在粉末涂料領(lǐng)域,純環(huán)氧樹(shù)脂粉末涂料目前國(guó)外呈下降趨勢(shì)(只占2.6%),而聚酯改性的環(huán)氧/聚酯粉末涂料遞增到50%以上,另外還有丙烯酸—環(huán)氧粉末涂料。因此今后我國(guó)環(huán)氧粉末涂料研究方向是超薄膜化、100℃以下低溫固化和高溫快速固化的新品種。1998年日本汽車工業(yè)用涂料為2.1萬(wàn)噸,2002年預(yù)計(jì)為2.48萬(wàn)噸;飲料罐用涂料,1998年為2.96萬(wàn)噸,2004年預(yù)計(jì)可達(dá)3.9萬(wàn)噸。
環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑及其復(fù)合材料是一塊十分重要的市場(chǎng)。我國(guó)膠粘劑1996年總產(chǎn)量133萬(wàn)噸,2000為200萬(wàn)噸,2005年預(yù)計(jì)可達(dá)到240萬(wàn)噸左右。目前環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑產(chǎn)量為3萬(wàn)噸,雖然產(chǎn)量不是很高,但由于粘接強(qiáng)度高、收縮率低,所以用途極為廣泛、前景看好。目前,環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑主要用于交通運(yùn)輸、宇航、建筑、包裝及水利等方面,新產(chǎn)品層出不窮,近期裝甲兵工程學(xué)院材料科學(xué)和工程系以E-5l、E-44為主體樹(shù)脂,加入奇士增韌劑研制的一種中溫固化高強(qiáng)度環(huán)氧膠粘劑,選用自制的SL-1固化劑,在50℃×1h+80℃×1h條件下固化,其拉伸剪切強(qiáng)度可達(dá)到42.1 Mpa,引人注目。國(guó)外膠粘劑消費(fèi)中工業(yè)占50%,運(yùn)輸占30%,建筑占10%,其它占10%。目前我國(guó)環(huán)氧樹(shù)脂在微膠囊技術(shù),帶壓粘接堵漏技術(shù)和單組分包裝技術(shù)上已得到廣泛的應(yīng)用。一種鈦材經(jīng)磷酸鹽氟化物處理后,涂布底膠待部分固化后,用FM一73(改性環(huán)氧膠)粘接,其剪切強(qiáng)度(-40℃)也可達(dá)到35.8MPa。這種環(huán)氧膠目前國(guó)外已廣泛用于飛機(jī)、宇航飛船機(jī)體及表皮。美國(guó)第四代戰(zhàn)斗機(jī)主體材料就是采用二氨基二苯砜(DDS)固化的二胺基二苯甲烷四官能環(huán)氧樹(shù)脂(TGDDN)復(fù)合材料。另外,二異丙四縮水甘油胺環(huán)氧樹(shù)脂(HPTl071)與芴型二縮水甘油醚環(huán)氧樹(shù)脂也因具有較高熱性能,而被視為21世紀(jì)飛機(jī)結(jié)構(gòu)材料之一。美國(guó)F/A-14型戰(zhàn)斗機(jī)的主體機(jī)翼結(jié)構(gòu)系采用碳纖維-環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料。我國(guó)上海MD-90雙噴氣客機(jī)推力裝置短艙壁板等部件也是采用英國(guó)Westlant Gvond公司生產(chǎn)的碳纖維—環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料。實(shí)踐證明,采用熱塑性樹(shù)脂來(lái)改性環(huán)氧樹(shù)脂可改進(jìn)其韌性,提高復(fù)合材料的綜合性能。一種采用納米蒙脫土作為填料,通過(guò)插層復(fù)合的方法可制備出一種納米蒙脫土/環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑,其涂層綜合性能要比純環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑性能好的多。這些領(lǐng)域已得到國(guó)內(nèi)高度重視,并進(jìn)入了開(kāi)發(fā)或應(yīng)用階段。
將環(huán)氧樹(shù)脂加入瀝青中經(jīng)與固化劑發(fā)生固化反應(yīng)可形成不可逆固化物——環(huán)氧瀝青,路用性能比普通瀝青混合料優(yōu)異得多,業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為其市場(chǎng)前景誘人將成我國(guó)環(huán)氧樹(shù)脂應(yīng)用的重要新增長(zhǎng)點(diǎn)。環(huán)氧瀝青混合料鋪裝層有很多優(yōu)點(diǎn),這種材料從根本上改變了瀝青的熱塑性質(zhì),而賦予了瀝青全新的優(yōu)良物理力學(xué)性質(zhì),具有強(qiáng)度高、剛度大特點(diǎn)。在常溫下,環(huán)氧瀝青混凝土的彎拉勁度模量高達(dá)12000MPa,而普通瀝青混凝土僅為3000MPa。且高溫時(shí)抗塑性和永久變形能力強(qiáng),低溫抗裂性能好,環(huán)氧瀝青混凝土由于強(qiáng)度高,在同樣應(yīng)力水平下表現(xiàn)出極好的抗疲勞性能,幾乎是普通瀝青混凝土疲勞壽命的10~30倍。環(huán)氧瀝青混凝土還具有高度的抵抗化學(xué)物質(zhì)包括燃料和油侵蝕的能力。它的主要不足是配制工藝比較復(fù)雜,施工中對(duì)時(shí)間和溫度的要求十分嚴(yán)格、施工難度大,價(jià)格高,相關(guān)技術(shù)資料在國(guó)外多為專利產(chǎn)品。目前國(guó)內(nèi)已有舟山桃夭門(mén)大橋完成環(huán)氧瀝青鋪裝、粵海鐵路碼、南海海上油田平臺(tái)、南京長(zhǎng)江二橋采用環(huán)氧瀝青鋪設(shè)路面,質(zhì)量精良;最近成為上海一大亮點(diǎn)的、要求極高的F1賽車場(chǎng)也是用環(huán)氧瀝青鋪設(shè)的;正在緊張施工的江太高速(滬寧第二高速)江陰段將全程采用環(huán)氧瀝青路面。
電子、電器與灌封封材料在環(huán)氧樹(shù)脂應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展很快。據(jù)日本Toray公司預(yù)測(cè),2004年世界IC(集成電路)用環(huán)氧樹(shù)脂模塑料可達(dá)到10.95萬(wàn)噸。已經(jīng)開(kāi)發(fā)的聯(lián)苯基環(huán)氧模塑料盡管不加阻燃劑,它卻具有很高的阻燃效果。據(jù)報(bào)道,國(guó)外新近還開(kāi)發(fā)一種性能優(yōu)良的灌封料,在樹(shù)脂內(nèi)加入一種丁基縮水甘油醚或苯基縮水甘油醚,可制得一種絕緣性優(yōu)良,吸濕性低、粘度小的灌封料。而以酚醛環(huán)氧樹(shù)脂(ECN)為基礎(chǔ)的包封料,目前正向高密度、實(shí)裝化和小型化方向發(fā)展。隨著近年來(lái)我國(guó)家電工業(yè)、汽車工業(yè)、信息工業(yè)和宇航工業(yè)的迅猛發(fā)展,道化學(xué)能上能下國(guó)環(huán)氧樹(shù)脂的需求量將呈雙位數(shù)增長(zhǎng)。2006年我國(guó)汽車生產(chǎn)量將超過(guò)400萬(wàn)輛,個(gè)人電腦和移動(dòng)電話等電子消費(fèi)品銷售量必將持續(xù)上升,這將給我國(guó)環(huán)氧樹(shù)脂需求量迅速上升,創(chuàng)造著極其優(yōu)越的市場(chǎng)空間。