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环氧树脂固化剂介绍

发表时间:2024-01-24 访问量:8615

环氧树脂固化剂介绍

环氧树脂固化剂是与环氧树脂发生化学反应,形成网状立体聚合物。

常用环氧树脂固化剂有脂肪胺、脂环胺、芳香胺、聚酰胺、酸酐、树脂类、叔胺,另外在光引发剂的作用下紫外线或光也能使环氧树脂固化。常温或低温固化一般选用胺类固化剂,加温固化则常用酸酐、芳香类固化剂。

一、分类

1.1、碱性类

碱性类固化剂WTF:包括脂肪族二胺和多胺、芳香族多胺、其它含氮化合物及改性脂肪胺。

1.1.1、胺类固化剂

伯胺和仲胺对环氧树脂的固化作用是由氮原子上的活泼氢打开环氧基团,而使之交联固化。脂肪族多元胺如乙二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、二乙氨基丙胺等活性较大,能在室温使环氧树脂交联固化;而芳香族多元胺活性较低,如间苯二胺,得在150℃固化才能完全。

1.1.2、合成树脂类固化剂

低分子量聚酰胺树脂是亚油酸二聚体或桐油酸二聚体与脂肪族多元胺如乙二胺,二乙烯三胺反应生成的一种琥珀色粘稠状树脂。胺值230~260mg KOH/g。黏度(75℃)3000~1000mPa.s。低分子聚酰胺组成较为复杂,含有伯胺、仲胺和酰胺基,可在室温下固化环氧树脂,对金属、玻璃、陶瓷、木材等均有良好的粘接力。低分子聚酰胺分子中又有较长的脂肪碳链,能够起到内增韧作用,使固化后的环氧树脂有一定的韧性,因此,低分子聚酰胺既是固化剂,又是增韧剂。胺值是低分子聚酰胺活性的表示,胺值愈高,活性愈大,与环氧树脂反应速度快,用量少,适用期短。反之亦然。

低分子聚酰胺与环氧树脂相容性好,不挥发,适用期长,固化物收缩率低(<0.03%),尺寸稳定性好,电性能优良,耐水性较好,但耐热性和耐溶剂性稍差。几乎无毒性,不刺激皮肤和黏膜。低分子聚酰胺虽然能够室温固化环氧树脂、但需要很长时间,且反应不完全,只有在60℃以上固化反应才比较完全。当室温低于0℃时,低分子聚酰胺很难与环氧树脂反应,可加入1~3份的DMP-30或3%~5%的苯酚(或二甲胺基乙醇)促进固化反应,缩短固化时间。

200低分子聚酰胺用作环氧树脂胶黏剂的韧性固化剂,参考用量为50~100份,固化条件室温/7d或65℃/3h。当E-51/200=100/55(质量)25℃固化7d,热变形温度77~80℃;若E-51/200=100/50,加入间苯二胺3.8份,150℃/4h固化,固化物热变形温度104℃。加热固化可有效地提高固化物的物理力学性能,例如固化条件23℃/16h+100℃/2h,固化物热变形温度118℃,拉伸强度32MPa。200低分子聚酰胺还用作PVC塑溶胶的增粘剂。

1.2、酸性类

酸性类固化剂:包括有机酸、酸酐、三氟化硼及其络合物。

1.2.1、酸酐类固化剂

二元酸及其酐如顺丁烯二酸酐、邻苯二甲酸酐可以固化环氧树脂,但必须在较高温度下烘烤才能固化完全。酸酐首先与环氧树脂中的羟基反应生成单酯,单酯中的羧基与环氧基发生加成酯化而成双酯。

1.3、加成型

加成型固化剂:这类固化剂与环氧基发生加成反应构成固化产物一部分链段,并通过逐步聚合反应使线型分子交联成体型结构分子,这类固化剂又称瓜型固化剂。

1.4、催化型

催化型固化剂:这类固化剂仅对环氧树脂发生引发作用,打开环氧基后,催化环氧树脂本身聚合成网状结构,生成以醚键为主要结构的均聚物。

1.5、显在型

显在型固化剂为普通使用的固化剂,又可分为加成聚合型和催化型。所谓加成聚合型即打开环氧基的环进行加成聚合反应,固化剂本身参加到三维网状结构中去。这类固化剂,如加入量过少,则固化产物连接着末反应的环氧基。因此,对这类固化剂来讲,存在着一个合适的用量。而催化型固化剂则以阳离子方式,或者阴离子方式使环氧基开环加成聚合,最终,固化剂不参加到网状结构中去,所以不存在等当量反应的合适用量;不过,增加用量会使固化速度加快。在显在型固化剂中,双氰胺、己二酸二酰肼这类品种,在室温下不溶于环氧树脂,而在高温下溶解后开始固化反应,因而也呈现出一种潜伏状态。所以,可称之为功能性潜伏型固化剂。

1.6、潜伏型

潜伏型固化剂指的是与环氧树脂混合后,在室温条件下相对长期稳定(环氧树脂一般要求在3个月以上,才具有较大实用价值,最理想的则要求半年或者1年以上),而只需暴露在热、光、湿气等条件下,即开始固化反应。这类固化剂基本上是用物理和化学方法封闭固化剂活性的。所以,在有的书上也把这些品种划为潜伏型固化剂,实际上可称之为功能性潜伏型固化剂。因为潜伏型固化剂可与环氧树脂混合制成一液型配合物,简化环氧树脂应用的配合手续,其应用范围从单包装胶黏剂向涂料、浸渍漆、灌封料、粉末涂料等方面发展。潜伏型固化剂在国外日益引起重视,可以说是研究与开发的重点课题,各种固化剂改性新品种和配合新技术层出不穷,十分活跃。

1.6.1、潜伏型固化剂

这种固化剂在一般条件下是稳定的,但当加热到一定的温度时,才显示其活性而固化环氧树脂。如双氰胺,与环氧树脂混合在一起,在常温下是稳定的。若在145-165℃,则能使环氧树脂在30分钟内固化。三氮化硼乙胺络合物,常温也是稳定的,在100℃以上时能固化环氧树脂。



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