三、阻燃及阻燃劑

   一般說來，環(huán)氧樹脂是熱固性樹脂中較易燃的一種，普通型環(huán)氧樹脂的氧指數(shù)僅為19.8左右，所以必須進行阻燃處理。

   要使環(huán)氧樹脂獲得阻燃性，一般采用下列方法：①響合成含鹵素的阻燃型環(huán)氧樹脂；②添加其他含有阻燃基團的阻燃劑和阻燃助劑。有關(guān)阻燃型環(huán)氧樹脂在前面已進行了介紹，在此略去。

   在環(huán)氧樹脂阻燃技術(shù)中，最常用的方法是使用添加型阻燃劑，它與鹵化環(huán)氧樹脂相比，具有工藝簡便，成本低廉，原料來源較為方便，便于操作和阻燃效果較為明顯等特點。

   添加型阻燃方法一般可分為3種：①響加入含鹵酸酐作固化劑；②用活性阻燃稀釋劑與環(huán)氧樹脂混合；③添加第三組分阻燃性化合物。

   1.鹵代酸酐固化劑

   在環(huán)氧樹脂中加入鹵代酸酐，固化后的大分子中即含有鹵族元素，因此具有阻燃性，一般也可歸人反應(yīng)型體系。對環(huán)氧樹脂具有較好阻燃作用的常用阻燃固化劑有氯茵酸酐（HET酸酐）、二氯代順酐（DCMA）、六氯內(nèi)次甲基四氫苯酐、四溴苯酐、四氯苯酐和80酸酐等。80酸酐作環(huán)氧樹脂固化劑的特點是可在室溫下與環(huán)氧樹脂混合，工藝簡便，毒性低，不僅具有較長使用期，而且可在中溫條件（100～110℃）下迅速固化。用80酸酐作阻燃固化劑的環(huán)氧樹脂灌注料已用于305mm及483mm等各類電視機行輸出變壓器高壓包灌注，也可用于各類一體化行輸出變壓器灌注。

   2.活性阻燃稀釋劑

   有的環(huán)氧樹脂在常溫下黏度較大，為了便于施工，一般要加入環(huán)氧樹脂活性稀釋劑。常用的阻燃稀釋劑有二溴甲酚縮水甘油醚、二溴苯基縮水甘油醚等。 

   3.含磷含鹵及其他無機阻燃劑

   環(huán)氧樹脂常用的添加型阻燃劑有鹵化物、磷化物、水合氧化鋁（Al2O3·3H2O）、鋁酸鈣［Ca3（AlO3）2·6H2O］、多磷酸銨、硼酸鋅（2ZnO·3B2O3·3H2O）、紅磷和三氧化二銻（Sb2O3）等無機阻燃劑。磷酸酯中，含溴磷酸酯的阻燃效果比含氯磷酸酯好。

   在環(huán)氧樹脂中添加三（二—氯乙基）磷酸酯時，隨添加量增加，環(huán)氧樹脂或其制品的阻燃性雖能得到提高，但制品的硬度要下降。因而在實際使用中，常常是將氧化銻與含鹵阻燃劑并用，或者以磷和鹵素并用，利用其協(xié)同效應(yīng)來減少各自的用量，增強阻燃效果。一般約添加2%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同）的磷和6%的鹵類化合物，即可使環(huán)氧樹脂及其制品具有良好的阻燃性。典型的添加型環(huán)氧樹脂的配方見表6-7。 

   四、著色材料

   玻璃鋼制品、膠粘劑和涂料等著色后可增加美觀，提高商品檔次。 

   1.理想的著色劑應(yīng)具備的條件

   （1）色彩美艷，著色力和遮蓋力強。

   （2）在樹脂中容易分散、不影響樹脂的固化，也不降低樹脂原來性能。

   （3）耐熱性好，在樹脂的加工溫度和最高使用溫度下有良好的熱穩(wěn)定性，不變色，不分解，而且能夠長期耐熱。

   （4）有良好的耐酸堿性，與樹脂中其他助劑不發(fā)生有害的化學(xué)反應(yīng)。

   著色材料從結(jié)構(gòu)上可分有機染料和無機顏料兩類，兩者的主要區(qū)別是溶解性不同。染料可溶于水、油、有機溶劑等，分子內(nèi)一般都含有發(fā)色基團和助色基團，具有強烈的著染能力，色澤鮮艷，色譜齊全。但耐候性、耐溶劑性等較差，常用的有縮合偶氮類、酞箐系、陰丹士林系、喹丫酮系、異吲哚系等。而且它主要用于各種纖維的印染。表6-8列出了環(huán)氧/玻璃鋼的各種著色材料，從中可見要是染料。

   無機顏料是不溶性的，不溶于水和溶劑，它們在樹脂中分散成細(xì)微顆粒，由遮蓋作用而著色。著色力差、色彩不十分鮮明、但遮蓋力大、耐候性及耐溶劑性好，適用于室外涂料等制品。 

   2.涂料的性能受顏料性能的影響

   顏料的顆粒大小可從1～100μ，其形狀可以是球狀、鱗片狀和棒狀。

   （1）顏料的形狀和顆粒大小。

   （2）其顆粒大小的分布。

   （3）顏料的體積濃度（PVC）。

   （4）顏料在涂料中分散的效應(yīng)。

   顏料的體積分?jǐn)?shù)（PVC）和臨界體積分?jǐn)?shù)（CPVC），對涂料的性能有重要的影響，PVC表達(dá)式為

   式中的固體基料是指環(huán)氧涂料中不揮發(fā)的成分。由圖6-2可以看出，涂料和涂膜的許多性能隨PVC的變化而逐漸發(fā)生變化，當(dāng)PVC超過某一特定數(shù)值時，這些性能會發(fā)生突變，這一特定的PVC值稱為臨界顏料體積分?jǐn)?shù)（CPVC），是涂料配方中的一個重要參數(shù)，其物理意義為：當(dāng)達(dá)到CPVC時，涂膜中的顏料正好被涂料中的樹脂基料所包圍和潤濕；當(dāng)PVC低于CPVC時，基料的數(shù)量除了包圍、潤濕顏料外還有多余；而當(dāng)PVC高于CPVC時，則涂膜中的基料數(shù)量不足以包圍和潤濕所有的顏料，因此必有部分顏料在涂膜中較疏松的存在，這也說明當(dāng)PVC值超過CPVC值時，涂膜的一些物理性能會發(fā)生急劇的變化。通常，平光涂料的PVC＞40%、半光的PVC為20%～40%、有光涂料的PVC＜20%。

   3.環(huán)氧涂料常用的顏料及其性能特點

   （1）著色顏料

   氧化鐵紅：良好的耐久性，耐化學(xué)性和耐熱性，好的著色力，但色相發(fā)暗。

   鎘紅：好的耐久性、耐光性、耐熱性和耐化學(xué)性，優(yōu)良的著色性能。

   鈦白粉：優(yōu)良的不透明性和遮蓋力，好的耐久性、耐光性、耐化學(xué)性和耐熱性。分金紅石型和銳鈦型兩種，后者易粉化。

   氧化鐵黑：好的耐久性、著色力和耐化學(xué)性。

   炭黑：好的耐熱和著色力。

   （2）保護顏料

   磷酸鋅：無毒，白色但遮蓋力差，好的耐久性和耐化學(xué)性，優(yōu)良的耐蝕性，最佳的是帶2個結(jié)晶水結(jié)構(gòu)的。

   鋅粉：耐蝕和電導(dǎo)性好，可保護基體不腐蝕：同酸性介質(zhì)反應(yīng)。

   三磷酸鋁：優(yōu)良的耐蝕性和對鐵的鈍化性。

   （3）功能性顏料

   石墨：提高耐熱性、導(dǎo)電性和對金屬的保護性，改善潤滑性和耐磨性。

   氧化鋅：提供殺菌和防霉性，提高耐久性和耐紫外光性，改善在氧化介質(zhì)里的硬度和耐磨性。

   氧化亞銅：提供耐污性能。

   有機錫化合物：提供耐污性能。 

   氧化銻：提供耐火性。

   鋁粉或片：提高耐熱性。

   （4）體質(zhì)顏料（填料）

   硫酸鋇：好的耐化學(xué)和耐溫性，改善力學(xué)性能等。

   滑石粉：好的耐熱和耐化學(xué)性。

   石英粉：好的耐化學(xué)和耐溫性，增加耐磨和耐久性。

   碳酸鎂：提供好的耐堿性，增強韌性和抗沖性。

   根據(jù)涂料用途不同，顏料、填料的種類和用量也有所不同。在底漆中，主要是保護顏料，其次是體質(zhì)顏料，環(huán)氧膠液與顏料質(zhì)量比為1:（1.5～2.5）；中間漆里，主要是體質(zhì)顏料，環(huán)氧膠液與顏料質(zhì)量比為1:（1.5～2.5）；面漆必須有較高的遮蓋力，主要是著色顏料，其次是體質(zhì)顏料，著色顏料與體質(zhì)顏料質(zhì)量比為1:（0.5～1.0）。