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摘要:环氧树脂化工材料制备和应用过程中所用原料、产品往往带有毒性、可爆性和易燃性,为了生产顺利进行和保障工人的身体安全及健康,必须对生产中的安全与劳动保护有足够的重视,采用必要的防护措施,并使从事环氧树脂化工材料制造和应用的工作人员对环氧树脂、固化剂的毒性、溶剂的易燃易爆性有足够的了解,这样才能确保工作人员的自身安全和健康。
关键词:环氧树脂;安防;应急措施
1环氧树脂化工材料的极性毒性
环氧树脂主要危害是使皮肤过敏,其表现形式为瘙痒性红斑、丘疹、疱疹、湿疹性皮炎等。症状有头痛、恶心、食欲不振、眼灼痛、眼睑水肿、上呼吸道刺激等。不同品种环氧化物对动物的毒性差别颇大。低分子量烃类一环氧化物是一种弱麻醉剂,对中枢神经系统有影响。大多数一环氧化物在大剂量时能产生非特异性抑制,反复吸入氧化乙烯可造成大鼠后肢可逆性瘫痪。环氧树脂应用的固化剂不少是脂肪族胺类如己二胺、多乙烯多胺,对人体呼吸系统,眼黏膜及皮肤都有不同程度的刺激性和毒性,可用改性胺类固化剂来代替,如聚酰胺、594、593等。
2低毒、无毒性环氧树脂化工材料的选用
环氧树脂一般使用稀释剂之后,浇铸时可使树脂有较好的渗透力,粘接及层压制品时使树脂有较好的浸润力。除此之外,选择适当的稀释剂有利于控制环氧树脂与固化剂的反应热,延长树脂混合物的适用期,可以增加树脂混合物中填充剂(填料)的用量。选择稀释剂的原则如下:有效地降低树脂的黏度;降低树脂黏度的同时,要能满足树脂固化物(或产品)的用量;成本要低,低毒性或无毒性。稀释剂分为两种:非活性稀释剂与活性稀释剂。非活性稀释剂不能与环氧树脂及固化剂进行反应,纯属物理混入过程。非活性稀释剂多半为高沸点溶剂如苄醇等,还有苯、甲苯、聚氯乙烯用增韧剂如苯二甲酸二丁酯、苯二甲酸二辛酯,苯乙烯及邻苯二甲酸二烯丙酯等。非活性稀释剂的用量以5%~20%为宜。
图1 2019年环氧树脂化工材料采购走势图
3环氧树脂化工材料操作中的安防和应急措施
环氧树脂绝缘材料所用的有机化合物众多,其中溶剂的可爆性和易燃性应列首位,包括:丙酮、甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、苯、甲苯、二甲苯、120号汽油、200号汽油、煤油、松节油、乙酸乙酯等。使用时不仅要注意远离明火,而且要注意工厂厂房内温度和有机溶剂的浓度,以免引起自燃和爆炸。环氧树脂及其固化剂,活性稀释剂均为有机化合物,由碳、氢、氧所构成,氧指数较低均可以点燃着火。
环氧树脂化工材料易燃,遇明火、高热能燃烧。受高热分解放出有毒的气体。粉体与空气可形成爆炸性混合物,当达到一定浓度时,遇火星会发生爆炸。环氧树脂、呋喃、酚醛树脂、乙二胺等都是建筑工程常用的树脂类防腐材料,都是易燃液体材料。它们都具有燃点和闪点低、易挥发的共同特性。它们遇火种、高温、氧化剂都有引起燃烧爆炸的危险。与氨水、盐酸、氟化氢、硝酸、硫酸等反应强烈,有爆炸的危险。因此,在贮存、使用、运输时,都要注意远离火种,严禁吸烟,温度不能过高,最好不超过280℃。防止阳光直射。应与氧化剂、酸类分库存放,库内要保持阴凉通风。搬运时要轻拿轻放,防止包装破损外流。
环氧树脂化工材料储存于阴凉、通风的库房。远离火源,不能靠近暖气及供热管道和容易引起电火花的高压开关柜等。一些高温、高热的地方,应有良好的通风,并配备消防装置,以便发生火灾时用于灭火。保持容器密封,应与氧化剂分开存放,切忌混储。采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。运输时运输车辆应配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。夏季最好早晚运输。
4绿色环氧树脂化工材料的研发热点和发展方向
用环氧树脂封装成型的半导体器件是由不同的线膨胀系数的材料组成的。在封装器件内部,由于成型固化收缩和热收缩而产生的热应力,是强度下降、老化开裂、空洞、钝化、离层等各种缺陷的主要原因。而低粘度化的主要目的就是降低封装树脂的内应力,使其具有高填充性和可靠性,以使封装器件具有高可靠性。可采用的方法主要有降低封装材料的玻璃化温度;降低封装材料的模量;降低封装材料的线膨胀系数。环氧树脂在电子封装材料中有着极其重要的作用,但是为了适应半导体技术的飞速发展,封装材料技术也在不断地进步。目前国外高性能封装材料的需求和开发正向以下方面发展:开发低粘度或熔融粘度低的二官能团型的环氧树脂,通过填充高含量无机填充剂,大幅度降低封装器件的内应力,减少钝化开裂、配线松动和导线断裂等不良缺陷;开发多宫能团型的环氧树脂,同时在环氧树脂中导入耐热和耐湿结构的化合物,使封装器件既具有高耐热性,又具有低吸水率和低的内应力。
向高性能化、高附加值发展,重视环境保护和生产的安全性。特殊结构环氧树脂和助剂产品向着精细化、功能化、能在特殊环境下固化发展。固化产物向高韧性、高强度、耐辐照、耐高低温方向发展。由此特种树脂、固化剂、稀释剂的品种将会有更大发展,形成多品种小批量的生产格局。随着高分子物理学近期的发展,品种的发展已集中于采用化学或非化学合成的方法,通过共混、合金的手段来制得环氧—橡胶、环氧—热塑性塑料、各种有机无机的填充料复合物以及环氧树脂基无机纳米复合材料。环氧树脂应用开发动向:环氧涂料的发展趋势是降低污染、提高质量和安全性、开拓功能住。重点开发罐用涂料、防腐涂料、功能性涂料和环保型涂料及其推广应用。特别是其中水性环氧体系的品种开发和质量提高,将会在汽车工业(如电泳涂料)、家电行业、食品行业(如罐用涂料)、化学工业(如防腐涂料)、建筑行业(如地坪涂料、建筑胶黏剂、环氧砂浆及混凝土)等应用领域获得突破性进展。
随着电子设备向小型化、轻量化、高性能化和高功能化的发展,电子器件也相应向高集成化、薄型化、多层化方向发展,因此要求提高环氧封装材料和覆铜板的耐热性、介电性能和韧性,降低吸水性和内应力。当前开发的重点是高纯度、高耐热性、低吸水性和高韧性的环氧树脂和固化剂。例如在环氧树脂和固化剂中引入案、双环戊二烯、联苯、联苯醚、芴等骨架可大大提高环氧固化物的耐部件和电性能,降低明水率。此外、开演阴燃环气体系的研究开发也引起国内外的极大关注。高性能环氧复合材料的研究重点是提高耐湿热性、冲击后压缩强度及层间力学性能。为了提高耐湿热性,正如同环氧电子材料那样,可向环氧树脂和固化剂中引入荼、双环戊二烯、联苯、联苯醚、苗等骨架。为了提高冲击后压缩强度和居间力学性能,可采用提高环氧固化物断裂韧性的方法,通常是在环氧树脂中加入橡胶或耐热性热塑性树脂,形成海岛结构或互穿网络结构的多相体系。
结束语
总之,当下各行各业都十分注重环境保护,出现了不少绿色产品,为此对使用的环氧树脂化工原料也提出了这方面的要求。例如覆铜板的生产中大量使用溴化环氧树脂,阻燃电器浇注料也大量使用溴化环氧树脂,而溴化物的使用会破坏大气层的臭氧结构,目前已受到一定的限制。生产非卤化阻燃环氧树脂早已提到议事日程。涂料行业为了减少溶剂对大气的污染,提出无溶剂或少溶剂、水溶剂、高固体含量、光固化的发展方向。这就要求环氧树脂化工材料也要满足此类条件,开发适当的产品去占领市场。
参考文献:
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