¿Qué es el material de resina epoxi?

¿Qué es el material de resina epoxi?

La resina epoxi, también conocida como resina EP, resina artificial o pegamento de resina, es un compuesto polimérico que contiene al menos dos grupos epoxi en la molécula, que cuando reacciona con un agente de curado forma una estructura de malla tridimensional termoestable. Las resinas epoxi son plásticos termoendurecibles con excelentes propiedades físicas y mecánicas y se utilizan en una amplia gama de aplicaciones como adhesivos, recubrimientos, embalajes electrónicos, placas de circuito impreso, materiales de construcción, industrias aeroespaciales y militares. El nombre UIPAC para el grupo epoxi es óxido de etileno (oxirano), y el prepolímero y el producto de reticulación también pueden denominarse colectivamente resina epoxi.

Las resinas epoxi pueden reaccionar consigo mismas (entrecruzamiento) mediante homopolimerización catalítica o con una variedad de correactivos que incluyen aminas polifuncionales, ácidos (anhídridos), fenoles, alcoholes y mercaptanos. Estos correactivos a menudo se denominan endurecedores o agentes de curado, y la reacción de reticulación a menudo se denomina curado.

Origen de las resinas epoxi.

En 1934, el químico alemán Paul Schlack patentó por primera vez la reacción de condensación de epóxidos con aminas. Luego, en 1943, el Dr. Pierre Castan anunció el descubrimiento de resinas epoxi basadas en bisfenol A. Esta investigación finalmente obtuvo la licencia de la empresa suiza Ciba, que se convirtió en uno de los principales productores de resinas epoxi del mundo, y en 1946, Sylvain Greenlee patentó un invención de una resina hecha a partir de la reticulación de bisfenol A y epiclorhidrina durante su tiempo en las empresas DeVoe y Reynolds.

El desarrollo de resinas epoxi en China comenzó en 1956 y tuvo éxito por primera vez en Shenyang y Shanghai. A finales de los años 70, China había formado un sistema industrial completo desde monómeros, resinas y materiales auxiliares, desde la investigación científica, la producción hasta la aplicación.

Resina epoxi de bisfenol A

Aproximadamente el 75% de las resinas epoxi utilizadas en todo el mundo se basan en la reacción del bisfenol A con epiclorhidrina (ECH) para producir éter diglicidílico de bisfenol A (BADGE o DGEBA).

Este proceso de producción es un proceso de dos etapas en el que primero se agrega epiclorhidrina al bisfenol A para formar bis(3-cloro-2-hidroxipropil) éter de bisfenol A, que luego sufre una reacción de condensación con una cantidad igual de hidróxido de sodio para formar un doble epóxido. Los átomos de cloro se liberan como cloruro de sodio y los átomos de hidrógeno se liberan como agua. Cuando el epóxido formado se hace reaccionar adicionalmente con bisfenol A, se forman éteres diglicidílicos de mayor peso molecular (n ≥ 1):

Controlando el número de unidades moleculares se pueden obtener diferentes formas de resinas epoxi. Menos unidades moleculares (n = 1~2) dan como resultado resinas epoxi líquidas viscosas y transparentes. Un mayor número de unidades moleculares (n = 2 a 30) da como resultado resinas epoxi sólidas incoloras. Aunque las resinas epoxi a base de bisfenol A son los productos más comunes en el mercado, otros bisfenoles, como el bisfenol F (BPF), pueden reaccionar de manera similar con la epiclorhidrina.

El bisfenol A diglicidil éter reacciona además con el bisfenol A para producir un diglicidil éter de mayor peso molecular (n≥1) llamado prepolimerización. El producto que consta de unidades repetidas (n=1~2) es un líquido transparente viscoso llamado resina epoxi líquida. El producto que consta de unidades repetidas (n=2~30) es entonces un sólido incoloro llamado resina epoxi sólida.

También se pueden usar bisfenoles distintos del bisfenol A (especialmente bisfenol F) o bisfenoles bromados (por ejemplo, tetrabromobisfenol A) para la epoxidación y prepolimerización descritas anteriormente. En comparación con las resinas de bisfenol A, las resinas como el bisfenol F y el bisfenol H suelen tener una viscosidad más baja y un contenido medio de epoxi por gramo más alto, lo que da como resultado una mejor resistencia química después del curado.

Dado que las resinas epoxi existen como polímeros, semipolímeros u oligómeros, rara vez se encuentran como sustancias puras. Se pueden obtener grados de pureza más altos de resinas epoxi en aplicaciones específicas, por ejemplo mediante el uso de procesos de purificación por destilación. Sin embargo, las resinas epoxi líquidas de alta pureza tienden a formar sólidos cristalinos debido a su estructura muy regular y, por lo tanto, es necesario fundirlas para poder procesarlas.

Uno de los indicadores más importantes de una resina epoxi es el valor de epoxi, que representa el contenido de grupos epoxi. El índice de epoxi se expresa como 'peso equivalente de epoxi', es decir, la relación entre el peso molecular y el número de grupos epoxi. Este parámetro se utiliza para calcular la cantidad de agente de curado requerido durante el proceso de curado. Las resinas epoxi generalmente se curan con agentes de curado estequiométricos o casi estequiométricos para obtener las mejores propiedades físicas.

Aplicaciones de resina epoxi

La resina epoxi tiene un excelente aislamiento eléctrico, propiedades físicas y mecánicas y una variedad de propiedades de unión de materiales, así como la flexibilidad de su uso de tecnología que no está disponible en otros plásticos termoestables. Por ello, es muy utilizado en: revestimientos y adhesivos; fundición en molde de diversos dispositivos electrónicos, circuitos integrados, materiales de embalaje y placas de circuitos; la fabricación de productos de piezas industriales; materiales impermeabilizantes; El refuerzo estructural del edificio se puede utilizar con fibras de carbono para obtener una resistencia a la tracción muy alta del material de refuerzo.

• material de construcción

Las resinas epoxi han sido investigadas y aplicadas en el campo de la construcción durante décadas y tienen excelentes propiedades adhesivas para diversos materiales de construcción, con alta resistencia, resistencia a la fatiga, resistencia al envejecimiento, resistencia a la corrosión, etc. Las resinas epoxi se pueden utilizar como aditivos para mejorar la Propiedades mecánicas del mortero y del hormigón. La resina epoxi se puede utilizar como aditivo para mejorar las propiedades mecánicas del mortero y el hormigón; La resina epoxi modificada se puede utilizar para reforzar estructuras de hormigón, como refuerzo de tela de fibra de carbono en pasta, refuerzo de placa de acero en pasta, refuerzo de plantación, reparación de grietas y defectos en el hormigón, etc., y también es la primera opción como adhesivo estructural. Material reconocido en la industria.

• Adhesivo

Los adhesivos epoxi son una parte importante de la categoría 'estructurales' o 'adhesivos de ingeniería', que también incluye poliuretanos, acrílicos, cianoacrilatos y otros. Estos adhesivos de alto rendimiento se utilizan en la fabricación de aviones, automóviles, bicicletas, embarcaciones, palos de golf, esquís y otras aplicaciones que requieren uniones de alta resistencia. Los adhesivos epoxi pueden unir prácticamente cualquier material, proporcionando una excelente adhesión a madera, metal, vidrio, piedra y plásticos, y pueden hacerse flexibles o rígidos, transparentes u opacos, coloreados, de fraguado rápido o lento, según sea necesario. Los adhesivos epoxi son significativamente mejores que otros tipos de adhesivos en términos de resistencia al calor y a los químicos.

• Equipos eléctricos y electrónicos.

Los selladores de plástico epoxi y los adhesivos electrónicos para chips desempeñan un papel clave en la industria electrónica y son materiales críticos para garantizar la realización estable de las funciones del chip, lo que afecta en gran medida la calidad de los dispositivos semiconductores. Se utiliza a menudo en motores eléctricos, generadores, transformadores, aparamenta, placas de circuito impreso y paquetes de semiconductores. Las resinas epoxi son excelentes aislantes eléctricos y protegen los componentes eléctricos de cortocircuitos, polvo y humedad. En la industria electrónica, las resinas epoxi se utilizan en el sobremoldeado de circuitos integrados, transistores y circuitos integrados híbridos y en la fabricación de placas de circuito impreso. El tipo de placa de circuito más grande, FR-4, consta de tela de fibra de vidrio preparada con resina epoxi resistente al fuego. Dado que el dispositivo semiconductor encapsulado debe poder resistir la soldadura por reflujo sin plomo a 260 °C incluso después de un tratamiento con alta temperatura y alta humedad, y se requiere que el material encapsulado esté libre de delaminación o grietas y fallas eléctricas debido a tensión excesiva durante Durante el proceso, es necesario pasar una amplia gama de propiedades fisicoquímicas (longitud del flujo, coeficiente de expansión térmica, temperatura de transición vítrea, viscosidad, absorción de agua y constante dieléctrica) para lograr el rendimiento del proceso, así como los requisitos de rendimiento de la aplicación.

• Generación de energía eólica

El adhesivo de empalme epoxi se puede utilizar para empalmar la instalación de secciones de hormigón prefabricado de torres de turbinas eólicas, con material de resina epoxi excelente rendimiento de unión del hormigón, puede producir menores costos y mejor durabilidad de la turbina eólica; La combinación de resina epoxi y fibra de vidrio o tejido de fibra de carbono puede producir materiales compuestos de muy alta resistencia y peso ligero, estos materiales son muy adecuados para la fabricación de palas de rotor de turbina eólica más largas y eficientes; Las resinas epoxi también se pueden utilizar como revestimientos protectores para torres de acero, puntales de pedestal y cimientos de hormigón, lo que prolonga la vida útil de los equipos y reduce los costos de mantenimiento. Los generadores están conectados a las palas del rotor mediante un tren de transmisión que convierte la energía eólica mecánica en electricidad utilizable, un proceso que requiere el aislamiento eléctrico y la alta resistencia al calor de las resinas epoxi. Además, las resinas epoxi se utilizan en transformadores, casquillos y cables compuestos que conectan las turbinas eólicas a la red. Actualmente, los componentes de energía eólica en Europa representan el segmento más grande de aplicaciones de resina epoxi, con una cuota de mercado de alrededor del 27%.

• Aeroespacial

En la industria aeroespacial, las resinas epoxi son excelentes materiales de curado por reacción que, cuando se combinan con materiales reforzados con fibras de alto rendimiento, se convierten en materiales de matriz estructural irremplazables. Los materiales típicos de refuerzo de fibras incluyen fibras de vidrio, fibras de carbono, fibras de Kevlar y fibras de boro. Las resinas epoxi también se utilizan como adhesivos estructurales aeroespaciales y son superiores a la mayoría de los otros tipos de resinas en términos de propiedades mecánicas y resistencia al ataque ambiental.

Los investigadores han descubierto que un recubrimiento compuesto hecho de grafeno y resina epoxi en las palas del rotor de las alas de los aviones puede descongelarse de manera efectiva, y los experimentos han demostrado que el recubrimiento aún puede derretir el hielo de un centímetro de espesor en las palas del rotor de las alas debajo del condiciones ambientales de -20°C. El método pertenece al sistema antihielo activo, que es más respetuoso con el medio ambiente que el método antihielo químico. Este método pertenece al método anticongelante activo en el sistema de deshielo, que es más respetuoso con el medio ambiente que el método anticongelante químico.

• Palpadores y composites industriales

La resina epoxi tiene aplicaciones importantes en la producción industrial y se utiliza comúnmente en la fabricación de auxiliares de producción como moldes, modelos maestros, laminados, piezas fundidas y accesorios. En comparación con materiales tradicionales como el metal y la madera, los moldes de resina epoxi no solo mejoran la productividad, sino que también reducen los costos y acortan los ciclos de producción. También se utiliza mucho en la producción de fibras reforzadas y piezas compuestas. Aunque las resinas epoxi son más caras que las resinas de poliéster y viniléster, las piezas compuestas que producen suelen tener mayor resistencia y resistencia al calor.

• Aplicaciones de recubrimiento

Los recubrimientos epoxi de dos componentes se pueden utilizar sobre sustratos metálicos en la industria pesada, y dichos recubrimientos ofrecen mayor dureza y durabilidad que los recubrimientos en polvo curados con calor convencionales. Los recubrimientos en polvo epoxi adheridos por fusión se utilizan ampliamente para la protección contra la corrosión de tuberías y accesorios de acero, así como barras de refuerzo de hormigón en las industrias del petróleo, el gas y el agua potable. Los recubrimientos epoxi son más resistentes al calor en comparación con las pinturas de látex y alquídicas y se utilizan ampliamente en aplicaciones industriales y automotrices. También se puede utilizar como imprimación para mejorar la adhesión de revestimientos automotrices y marinos, y es particularmente adecuado para la protección contra el óxido y la corrosión en superficies metálicas donde se requiere una alta protección contra la corrosión. Las latas y recipientes de metal suelen estar recubiertos con revestimientos de resina epoxi, especialmente para prevenir la corrosión del metal causada por alimentos ácidos como los tomates. Además, las resinas epoxi se utilizan para pavimentos decorativos, como terrazo, piedra triturada y suelos de áridos de colores, aportando un efecto decorativo que combina estética con durabilidad.

• Fabricación de barcos

Existen dos usos principales de las resinas epoxi en el sector marino. Una es que las resinas epoxi se utilizan en la fabricación de componentes que requieren altas relaciones de resistencia o peso porque tienen mejores propiedades mecánicas que las resinas de poliéster más comunes. La segunda es que la alta resistencia del epoxi, su buena capacidad para rellenar huecos y su excelente adhesión a una variedad de materiales, incluida la madera, lo convierten en uno de los materiales más importantes utilizados en la construcción de barcos.

Las resinas epoxi también se utilizan comúnmente en la reparación de barcos, donde se utilizan para reparar y ensamblar barcos, seguido de una capa de pintura con protección UV para mayor protección.

• Petróleo y petroquímica

Las resinas epoxi también desempeñan un papel importante en el sector petrolero. Se utiliza para tratar capas selectivas que generan exceso de salmuera en yacimientos obstruidos, reduciendo así las explosiones de pozos y aumentando la producción de petróleo crudo, una técnica conocida como 'tratamiento de obstrucción'.

• reino del arte

Las resinas epoxi mezcladas con pigmentos se pueden utilizar como medio de pintura para formar una imagen completa colocándolas en capas una encima de la otra. Las resinas epoxi también se utilizan para decorar obras de arte y muebles. Con un acabado brillante y sin costuras que se puede moldear en una variedad de formas, el epoxi es el material elegido para crear piezas minimalistas en el diseño de muebles modernos.

En el futuro, seguiremos dedicándonos a la investigación innovadora en el refuerzo y mantenimiento estructural de la construcción, y mejoraremos constantemente la calidad de nuestros materiales. Cada proyecto es una continuación de nuestro compromiso y la práctica de los estándares de la industria. Estamos seguros de que a través del trabajo duro y la innovación, el refuerzo estructural marcará el comienzo de un mañana más confiable y duradero. ¡Gracias por leer, compartir y prestar atención!

Las resinas epoxi desempeñan un papel vital en la industria electrónica debido a sus excelentes propiedades físicas y mecánicas, aislamiento eléctrico y adhesión a diversos materiales. Especialmente en el campo del embalaje electrónico, el uso de resina epoxi no sólo garantiza la realización estable de la función del chip, sino que también afecta en gran medida la calidad de los dispositivos semiconductores. En tal contexto, la pasta de fósforo rojo RP-EP de resina epoxi recubierta de fósforo rojo desarrollada por YINSU Flame Retardant Company es particularmente adecuado para materiales de sellado de plástico epoxi electrónico con características como alta viscosidad y estabilidad. El desarrollo de este material no solo satisface la demanda de encapsulantes de alto rendimiento de la industria electrónica, sino que también abre nuevas posibilidades para la aplicación de resinas epoxi, lo que indica que el refuerzo estructural y los materiales encapsulantes electrónicos avanzarán hacia un futuro más confiable y duradero.