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塑料助剂
2012年第3期(总第93期)
抗紫外光环氧树脂的研究进展
徐静静韩咏王玉民丁著明
天津合成材料工业研究所,天津,300220)
摘要综述了国内外的抗紫外环氧树脂的研究进展:研究结果表明,添加紫外线吸收剂和抗氧剂
后可明显提高环氧树脂的光稳定性,并使之可用于LED,此外,稳定剂配合使用时效果更好。
关键词环氧树脂紫外线吸收定剂抗氧剂研究进展
Research Development on Anti-ultraviolet Light Epoxy Resin
Xu Jingjing Han Yong Wang Yuming Ding zhuming
(Tianjin Synthetic Material Research Institute, Tianjin, 300220)
Abstract: The research development on anti-ultraviolet light epoxy resin in abroad and home was re-
viewed. The results of research expressed that the light stabilization of epoxy resin is obvious improved after
added ultraviolet absorber and antioxidant, then it may be used in LED, besides, the stabilization is better
when stabilizers used as compound stabilizer
Keywords: epoxy resin; ultraviolet absorbent; antioxidant; research development
半导体照明是20世纪最具发展前景的高技同,它要求添加剂呈液态或溶液时加人,如果使用
术领域之一。20世纪90年代以来,随着氮化镓为固体添加剂,则要求它与各组份相容性很好,这时
代表的第三代半导体的兴起,紫光、蓝光和白光发添加剂又成为树脂的组份之一,它又与树脂其他
光二极管(LED)相继研究成功,LED作为新型高效组分相互反应,这一切均与热塑性塑料的情况不
固体光源具有长寿命、节能、绿色环保的显著优点,同,一般需要相当大量的添加剂,才能显出效果,
将成为人类照明史上继白炽灯、荧光灯之后的又有的情况甚至没有效果。国外关于这方面的报导
飞跃,其经济和社会意义巨大。目前,普通发光很少,国内近年来才有所关注"。
二极管封装用材料主要是双酚A型透明环氧树
脂,但随着工业的发展,尤其是基于紫外线的白光1环氧树脂降解的研究
LED(UV- WLED)的发展,需要外层封装材料在保
环氧树脂在光、氧、热等环境下都可降解。
持可见光区高透明性的同时能够对紫外线有较高1.1光氧降解
的吸收率,以防止紫外线的泄漏,并且要求封装
V Belleger和 I Verdu对通用的双酚A型
材料具有较强的耐紫外线老化能力。普通双A环氧化合物和胺类化合物固化形成的树脂进行了
型环氧树脂显然难以满足上述要求。因此,对通光氧化行为进行了研究。双酚A型环氧树脂吸收
用型环氧树脂进行改性,使其扩大应用范围是有紫外线之后,产生羰基并形成发色团,造成树脂变
很大的社会和经济效益的一个课题。
色,其机理如下:
在热固性树脂中添加稳定剂与热塑性树脂不
CH
H2C-CHCH2O
OCH2CH-CH
收稿日期:2012-02-08
CHI
第3期
徐静静,等.抗紫外光环氧树脂的研究进展
气中和氮气中的热失重率(%)与温度的关系示于
UV
图
CHI
100
Borg- Warner公司对以二氨基二苯甲烷四缩
A空气中
c氮气中
水甘油醚( Ciba- Geigy公司的商品名为MY720)和
80
以二胺基二苯砜DDS为固化剂的环氧树脂进行画
了紫外线和电子辐射试验。
所用试样为石墨纤维(CGF,商品名T300)增强
的四层复合层压材料,为了比较用的树脂有两种
Fiberite934(纯MY720和 Narmco5208(除MY720
200250300350400450500550600650700
外还含有少量的双酚A型环氧物),两种层压材料
温度/C
分别用934/1300(树脂含量45.1%)和5208/T300
图1以9C/min的升温速度加热时热失重率(%)
(树脂含量32.8%)表示。
与温度的关系
该公司以960 LESHC(相当于日照960h)的紫外 Fig 1 Relationship between TG loss rate and temperature at
线强度和10°拉得(rads)的电子辐射强度对试样进
C/min temperature raise rate
行试验时,试样释放出的挥发物的情况见表1
从图1中可见,无论在氮气或空气中,当加热
表1石纤维增强环氧树脂在紫外线
到350℃时,试样质量不变。当加热到500℃,试
和电子辐照时的挥发物
样减重30%,自500℃开始继续升温,质量减少的
Tab1 Results of GF reinforeed epoxy resin radiated by
情形大不相同:在氮气中质量基本不变,在空气中
材料934n3005208309%2b《则随着温度的升高试样继续减重,当在700℃时质
electron and UV light
60ESH
量保存率只有40%。树脂在一定温度下的减重情
05208/T300
1190.0
0.13
32
形是其稳定性的重要指标,图2示出空气中不同
甲苯
32.7
1.19
温度下试样热失重的情形。
二甲萃0.19
4.03
乙苯
0.5
0.44
烷烃
3.15
ーー、180℃
烯烃
8.93
环己烷3.
14.9
0.16
环己烯
0.26
0.7
??
30℃
250℃
从表1可见,5208/T300增强材料在紫外线和
电子辐照后的分解产物的量大大高于934/T300,
以苯为例,前者为1190,后者仅为97.9,这是由于
020004000600080001000012000
5208树脂中含有双酚A型环氧物所致,其分子中
时间/h
的异丙基桥稳定性较差易分解成苯类化合物。
图2热失重与温度的关系
1.2环氧树脂的热降解
Fig 2 Relationship between TG loss and temperature
法国 Evry Val Essonne大学?材料研究所对
MY720环氧物以DDA和DDS为固化剂制成的环
从图2中可见,环氧树脂对温度是比较敏感
氧树脂为基础的粘合剂的热氧化进行了研究,用的:在180℃加热10000h质量不变,在250℃加
热失重法研究了其氧化降解行为。
热4000h时,减重近50%,在215℃和230℃