環氧樹脂快速固化劑

『壹』 環氧樹脂固化劑

環氧樹脂是一類具有良好的粘接性、電絕緣性、化學穩定性的熱固性高分子材料,作為膠粘劑、塗料和復合材料等的樹脂基體,廣泛應用於建築、機械、電子電氣、航空航天等領域。環氧樹脂使用時必須加入固化劑,並在一定條件下進行固化反應,生成立體網狀結構的產物,才會顯現出各種優良的性能,成為具有真正使用價值的環氧材料。因此固化劑在環氧樹脂的應用中具有不可缺少的,甚至在某種程度上起著決定性的作用。環氧樹脂潛伏性固化劑是近年來國內外環氧樹脂固化劑研究的熱點。所謂潛伏性固化劑,是指加入到環氧樹脂中與其組成的單組分體系在室溫下具有一定的貯存穩定性,而在加熱、光照、濕氣、加壓等條件下能迅速進行固化反應的固化劑,與目前普遍採用的雙組分環氧樹脂體系相比,由潛伏性固化劑與環氧樹脂混合配製而成的單組分環氧樹脂體系具有簡化生產操作工藝,防止環境污染,提高產品質量,適應現代大規模工業化生產等優點。

環氧樹脂潛伏性固化劑的研究一般通過物理和化學的手段,對普通使用低溫和高溫固化劑的固化活性加以改進,主要採取以下兩種改進方法:一是將一些反應活性高而貯存穩定性差的固化劑的反應活性進行封閉、鈍化;二是將一些貯存穩定性好而反應活性低的固化劑的反應活性提高、激發。最終達到使固化劑在室溫下加入到環氧樹脂中時具有一定的貯存穩定性,而在使用時通過光、熱等外界條件將固化劑的反應活性釋放出來,從而達到使環氧樹脂迅速固化的目的。本文就國內外環氧樹脂潛伏性固化劑的研究進展作一基本概述。

1 環氧樹脂潛伏性固化劑

1.1 改性脂肪族胺類

脂肪族胺類固化劑如乙二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺等是常用的雙組分環氧樹脂室溫固化劑,通過化學改性的方法,將其與有機酮類化合物進行親核加成反應,脫水生成亞胺是一種封閉、降低其固化活性,提高其貯存穩定性的有效途徑。

這種酮亞胺型固化劑與環氧樹脂組成的單組分體系通過濕氣和水分的作用而使酮亞胺分解成胺因此在常溫下即可使環氧樹脂固化。但一般固化速度不快,使用期也較短,原因是亞胺氮原子上的孤對電子仍具有一定的開環活性。為解決這一問題,武田敏之用羰基兩端具有立體阻礙基團的酮3-甲基-2 -丁酮與高活性的二胺1,3 二氨甲基環己烷反應得到的酮亞胺不僅具有較高的固化反應活性,而且貯存穩定性明顯改善。另外日本專利報道採用聚醚改性的脂肪族胺類化合物與甲基異丁基酮反應得到的酮亞胺也是一種性能良好的環氧樹脂潛伏性固化劑。脂肪族胺類固化劑通過與丙烯腈、有機膦化合物,過渡金屬絡合物的反應,也可使其固化反應活性降低,從而具有一定的潛伏性。

1.2 芳香族二胺類

芳香胺由於具有較高的Tg而受到重視,但由於其的劇毒性而限制了應用。經改性製得的芳香族二胺類固化劑則具有Tg高、毒性低、吸水率低、綜合性能好的優點。近年來研究較多的芳香族二胺類固化劑有二胺基二苯碸(DDS)、二胺基二苯甲烷(DDM)、間苯二胺(m PDA)等,其中以DDS研究得最多最成熟,成為高性能環氧樹脂中常用的固化劑。DDS用作環氧樹脂潛伏性固化劑時,與MP DA、DDM等芳香二胺相比,由於其分子中有強吸電子的碸基,反應活性大大降低,其適用期也增長。在無促進劑時,100克環氧樹脂配合物的適用期可達1年,固化溫度一般要達到200℃。為了降低其固化溫度,常加入促進劑以實現中溫固化。近年來為了改善體系的濕熱性能和韌性,對DDS進行了改性,開發出多種聚醚二胺型固化劑,使得它們在乾燥時耐熱性有所降低,這些二胺因兩端胺基間的距離較長,造成吸水點氨基減少,並且具有優良的耐沖擊性。

1.3 雙氰胺類

雙氰胺又稱二氰二胺,很早就被用作潛伏性固化劑應用於粉末塗料、膠粘劑等領域。雙氰胺與環氧樹脂混合後室溫下貯存期可達半年之久。雙氰胺的固化機理較復雜,除雙氰胺上的4個氫可參加反應外,氰基也具有一定的反應活性。雙氰胺單獨用作環氧樹脂固化劑時固化溫度很高,一般在150～170℃之間,在此溫度下許多器件及材料由於不能承受這樣的溫度而不能使用,或因為生產工藝的要求而必須降低單組分環氧樹脂的固化溫度。解決這個問題的方法有兩種,一種是加入促進劑,在不過分損害雙氰胺的貯存期和使用性能的前提下,降低其固化溫度。這類促進劑很多,主要有咪唑類化合物及其衍生物和鹽、脲類衍生物、有機胍類衍生物、含磷化合物,過渡金屬配合物及復合促進劑等,這些促進劑都可以使雙氰胺的固化溫度明顯降低,理想的固化溫度可降至120℃左右,但同時會使貯存期縮短,而且耐水性能也會受到一定的影響。

另一種降低單組分環氧樹脂固化溫度的有效方法是通過分子設計的方法對雙氰胺進行化學改性。在雙氰胺分子中引入胺類,特別是芳香族胺類結構,以制備雙氰胺衍生物,如瑞士Ciba Geigy公司開發的HT 2833,HT 2844是一種用3,5 二取代苯胺改性的雙氰胺衍生物,其化學結構式如下:

據報道,此類固化劑與環氧樹脂相溶性較好,貯存期長,固化速度快,在100℃下固化1h,剪切強度可達25MPa,150℃固化30min,剪切強度可達27MPa。日本旭化成工業公司研製的粉末塗料專用固化劑AEHD-610,AEHD-210也是一種改性雙氰胺衍生物。另外,日本有採用芳香族二胺如4,4』 二氨基二苯甲烷(DDM),4,4』 二氨基二苯醚(DDE),4,4』 二氨基二苯碸(DDS),對二甲苯胺(DMB)分別與雙氰胺反應製得其衍生物的報道。上述引入苯環後的雙氰胺衍生物與雙酚A型環氧樹脂的相溶性與雙氰胺相比明顯增加,與E 44環氧樹脂組成的單組分體系在室溫貯存期長達半年之久,固化溫度均低於雙氰胺。

國內有關對雙氰胺進行化學改性得到雙氰胺衍生物的報道較少,溫州清明化工採用環氧丙烷與雙氰胺反應製得了雙氰胺MD 02,其熔點154～162℃,比雙氰胺的熔點(207～210℃)低了45℃左右,採用100份E 44環氧樹脂,15份MD 02和0 5份2 甲基咪唑組成的配方,150℃下凝膠的時間為4min。用苯胺 甲醛改性雙氰胺所得的衍生物與雙酚A型環氧樹脂混溶性增加,在丙酮和酒精的混合溶液中有良好的溶解性,且反應活性增加,貯存性也較長。

1.4 咪唑類

咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑等咪唑類固化劑是一類高活性固化劑,在中溫下短時間即可使環氧樹脂固化,因此其與環氧樹脂組成的單組分體系貯存期較短,必須對其進行化學改性,在其分子中引入較大的取代基形成具有空間位阻的咪唑類衍生物,或與過渡金屬Cu、Ni、Co、Zn等的無機鹽反應生成相應的咪唑鹽絡合物,才能成為在室溫下具有一定貯存期的潛伏性固化劑。對咪唑類固化劑進行化學改性的方法很多,從反應機理上來看,主要有兩種:一種是利用咪唑環上1位仲胺基氮原子上的活潑氫對其進行改性,這類改性劑有異氰酸酯、氰酸酯、內酯等,改性後所得的咪唑類衍生物具有較長的貯存期和良好的機械性能。另一種方法是利用咪唑環上3位N原子的鹼性對其改性,使它與具有空軌道的化合物復合,這類物質包括有機酸、金屬無機鹽類、酸酐、TCNQ、硼酸等。其中金屬無機鹽類一般是含具有空軌道的過渡金屬離子,如Cu2+、Ni2+、Zn2+、Cd2+、Co2+等,它們與咪唑形成配位絡合物,具有很好的貯存性,而在150～170℃迅速固化,但無機鹽類、有機酸及其鹽類等的引入,將會破壞原咪唑固化產物的耐水解性和耐濕熱性。

國內對咪唑類潛伏性固化劑的研究較少,國外市場則相對較多。日本第一工業制葯株式會社將各種咪唑與甲苯二異氰酸酯(TDI)、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、六次甲基二異氰酸酯(HDI)反應製成封閉產物,減弱了咪唑環上胺基的活性,有較長使用期,當溫度上升到100℃以上,封閉作用解除,咪唑恢復活性,環氧樹脂固化。

1.5 有機酸酐類

有機酸酐類固化劑與雙氰胺相似,具有較好的貯存穩定性,盡管固化溫度較高,可是固化產物的力學性能、介電性能和耐熱性能均較好。不過這類固化劑由於酸酐鍵容易水解的緣故而耐濕性較差,並且不容易進行化學改性,因此一般採用添加促進劑的方法降低有機酸酐類固化劑的固化溫度。有機酸酐類固化劑常用的固化促進劑包括叔胺和叔胺鹽,季膦鹽,路易斯酸-胺絡合物,乙醯丙酮過渡金屬絡合物等。

1.6 有機醯肼類與雙氰胺一樣,有機醯肼也是一種高熔點固體,但其固化溫度比雙氰胺低。有機醯肼與環氧樹脂組成的單組分環氧樹脂膠體系的貯存期可達4個月以上,常用的有機醯肼化合物有:琥珀酸醯肼、己二酸二醯肼、癸二酸醯肼、間苯二甲酸醯肼和對羥基安息香酸醯肼(POBH)等。不同種類的有機醯肼固化溫度不盡相同,由於其固化溫度較高,故常加入促進劑來降低固化溫度,所用的促進劑與雙氰胺基本相同。

1.7 路易斯酸

胺絡合物類路易斯酸 胺絡合物是一類有效的環氧樹脂潛伏性固化劑,由BF3、AlCl3、ZnCl2、PF5等路易斯酸與伯胺或仲胺形成絡合物而成。作為環氧樹脂的固化劑,這類絡合物常溫下相當穩定,而在120℃時則快速固化環氧樹脂,其中研究最多的是三氟化硼-胺絡合物。據報道,一種合成的新型三氟化硼-胺絡合物BPEA-2具有良好的潛伏性、粘接性能和韌性。路易斯酸 胺絡合物也是酸酐類和芳香胺類潛伏性固化劑常用的促進劑。

1.8 微膠囊類

微膠囊類環氧樹脂潛伏性固化劑實際上是利用物理方法,將室溫雙組分固化劑採用微細的油滴膜包裹,形成微膠囊,加入到環氧樹脂中後將固化劑的固化反應活性暫時封閉起來,而通過加熱、加壓等條件使膠囊破裂,釋放出固化劑,從而使環氧樹脂固化。微膠囊類環氧樹脂潛伏性固化劑的成膜劑包括纖維素、明膠、聚乙烯醇、聚酯、聚碸等,由於制備工藝要求嚴格,膠囊膜的厚度對貯存、運輸和使用會帶來不同程度影響。

2 結語

雖然環氧樹脂潛伏性固化劑的種類很多,但是每種類型的固化劑都有一定的優點和缺點,到目前為止,仍然沒有發現一種性能特別優良,十分理想的潛伏性固化劑。目前環氧樹脂潛伏性固化劑的研究主要集中在雙氰胺類,咪唑類和芳香族二胺類固化劑。同時在達到潛伏性固化劑使用中降低固化溫度、縮短固化時間、延長適用期的要求的基礎上,進一步解決環氧樹脂固化產物耐水、耐熱,以及提高韌性等問題,也是今後環氧樹脂潛伏性固化劑研究的重點。不僅如此,隨著人們對環境保護意識的提高,低毒和無毒的環保型環氧樹脂潛伏固化劑的研究也是必然的趨勢。

『貳』 如何快速固化環氧樹脂且耐溫

現在的來環氧樹脂耐150度高溫應自該不成問題，不過環氧樹脂和固化劑反應速度不可能太快的，乙二胺類的固化劑成膜後乾燥速度相對較快。
有烘烤條件的話1個小時乾燥是沒問題了。自然乾燥得24小時以上了。
樹脂價格可以問三木化工，固化劑看種類詢問不同供應商了。

『叄』 環氧樹脂常溫快速固化方法

可以用稀料稀釋後加乙二胺，二丁脂是非活性稀釋劑，不會從樹脂中揮發，能增加固化物塑性
e44:乙二胺:稀料=100:20:50-100
這樣的配比固化很快，會發燙。

『肆』 環氧樹脂固化促進劑有哪些

環氧樹脂固化劑一般都有自己的牌號，D-8
酮醛環氧化合物與脂肪族多元胺加成物，粘度低，固化速度適中，塗料適用期廠。塗裝方便，形成的塗膜有良好的防腐性能，但是顏色較深

T—31改性胺，
酚醛 －胺加成物，粘度大，固化速度快，可水下固化。但塗膜較脆

591#
二乙烯三胺一丙烯腈共聚物（ B氰乙基化）， 淺黃色液體，毒性低，放熱量小，使用壽命長，需要加熱固化，固化條件：80℃，12h;用量為20—25%。

GY—051
縮胺 淺棕色液體，用量12—14%，固化條件：室溫，48小時h。

590#
間苯二胺與環氧苯烷苯基醚縮合物 棕黑色液體，軟化點20℃以下，用量為15—20%，可室溫固化。

701#
苯酚甲醛己二胺縮合物 25—35%，室溫固化4—8h。

702#
苯酚甲醛間苯二胺縮合物 用量23—35%，室溫固化4—8h。

703#
苯酚甲醛乙二胺縮合物 用量為36—42%，室溫固化4—8h

706#固化劑
鈦酸三異丙醇叔胺酯 棕黃色液體，用量為20—30%，固化：100℃，1 h；142℃，2h。

120#：
乙二胺、二乙烯三胺在少量水存在下與環氧乙烷反應。 粘性液體，其揮發性和毒性比乙二胺少10003倍以上。在室溫快速固化環氧樹脂，用量16—18%

593
二乙烯三胺與丁基縮水甘油醚的加成物 25℃粘度為0.2 Pa.s，活性大，毒性低，室溫快速固化環氧樹脂，固化物柔性好。用量為23—25%，與環氧樹脂放熱反應緩和，使用壽命約1小時。

70#酸酐
由丁二烯與順丁烯二酸酐合成 毒性和揮發性小，用量為70—80%，固化條件是150℃，4H。天津津東化工廠生產的液體酸酐。淺黃色液體，粘度低。

647#酸酐 由雙環戊二烯與順丁烯二酸酐合成。 淺黃色液體，用量為80—90%。固化條件150—160℃，8H。天津津東化工廠生產。

308桐油酸酐
由桐油改性的順丁烯二酸酐。 用量為100—200%，固化物柔軟，延伸性好，耐熱差。固化條件：100—120℃，6—10H。

704#
2甲基咪唑與環氧丙烷丁基醚加成物 室溫為棕紅粘稠液體，在80—120℃快速固化環氧樹脂，用量為10%

705#
2甲基咪唑與環氧丙基異辛基醚的加成物 室溫為棕紅粘稠液體，在80—120℃快速固化環氧樹脂，用量15%

『伍』 環氧樹脂固化劑

環氧樹脂固化劑
是與環氧樹脂發生化學反應,形成網狀立體聚合物,把復合材料骨材包絡在網狀體之中.
使線型樹脂變成堅韌的體型固體的添加劑。包括多種類型。

環氧樹脂固化劑分類：
（1）鹼性和酸性類固化劑
鹼性類固化劑
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。

酸性類固化劑
包括有機酸、酸酐、和三氟化硼及其絡合物。
（2）加成型和催化型固化劑
加成型固化劑
這類固化劑與環氧基發生加成反應構成固化產物一部分鏈段，並通過逐步聚合反應使線型分子交聯成體型結構分子，這類固化劑又稱瓜型固化劑。

催化型固化劑
這類固化劑僅對環氧樹脂發生引發作用，打開環氧基後，催化環氧樹脂本身聚合成網狀結構，生成以醚鍵為主要結構的均聚物。
（3）顯在型固化劑和潛伏型固化劑
顯在型固化劑為普通使用的固化劑，又可分為加成聚合型和催化型。所謂加成聚合型即打開環氧基的環進行加成聚合反應，固化劑本身參加到三維網狀結構中去。這類固化劑，如加入量過少，則固化產物連接著末反應的環氧基。因此，對這類固化劑來講，存在著一個合適的用量。而催化型固化劑則以陽離子方式，或者陰離子方式使環氧基開環加成聚合，最終，固化劑不參加到網狀結構中去，所以不存在等當量反應的合適用量；不過，增加用量會使固化速度加快。

潛伏型固化劑指的是與環氧樹脂混合後，在室溫條件下相對長期穩定(一環氧樹脂般要求在3個月以上，才具有較大實用價值，最理想的則要求半年或者1年以上)，而只需暴露在熱、光、濕氣等條件下，即開始固化反應。這類固化劑基本上是用物理和化學方法封閉固化劑活性的。在顯在型固化劑中，雙氰胺、己二酸二醯肼這類品種，在室溫下不溶於環氧樹脂，而在高溫下溶解後開始固化反應，因而也呈現出一種潛伏狀態。所以，在有的書上也把這些品種劃為潛伏型固化劑，實際上可稱之為功能性潛伏型固化劑。因為潛伏型固化劑可與環氧樹脂混合製成一液型配合物，簡化環氧樹脂應用的配合手續，其應用范圍從單包裝膠黏劑向塗料、浸漬漆、灌封料、粉末塗料等方面發展。潛伏型固化劑在國外日益引起重視，可以說是研究與開發的重點課題，各種固化劑改性新品種和配合新技術層出不窮，十分活躍。

『陸』 環氧樹脂添加固化劑後固化過快為什麼

環氧樹脂固化劑操作時間有長有短，長的幾個小時，短的幾分鍾。你選擇了操作時間短的固化劑與環氧樹脂混合不久粘度就會急劇上升，甚至會發熱暴聚。

『柒』 環氧樹脂添加固化劑後固化過快為什麼

環氧樹脂添加固化劑後固化過快一般是有兩種情況造成的：
1、固化劑添加過多專：環氧樹屬脂和固化劑是化學反應過程，固化劑添加過多自然會縮短固化時間。（添加太多情況除外）
2、環境溫度高：同樣配比情況下，環境溫度高低對固化時間影響較大，正常配比室溫24度時完全固化需要48小時以上；「溫度增減10度左右固化時間減增一半「。

注意：不同廠家生產的環氧樹脂的環氧值不同，最佳配比最好問一下生產廠家。

『捌』 關於怎麼加快環氧樹脂固化速度。。

1、提高溫度：如果要從理論上來說它的溫度每升高10℃，那麼固化速度就可以快1倍。

2、提高促進劑用量：比如說促進劑越多，那麼就會固化得越快。

3、改變促進劑類型：最好就是使用活性更高的促進劑，注意就是活性更高，那麼潛伏性就差，如果是單組份的產品，那麼就可以找一個平衡，雙組份就不要考慮這個了。

4、固化劑加量：可以考慮改變固化劑量那麼就會改變固化物結構，這樣也就改變了漆膜或者塗層或者製品的性能，這點一定要考慮清楚。

5、改變固化劑類型：這樣做也是能夠使用更高活性的固化劑，此法風險跟上面兩點差不多，使用的時候要注意，最好提前試驗比較好。

6、加入高活性成分：比如用鄰甲酚醛型環氧替換雙酚A型環氧，可以說這種在使用的時候也是有一定的風險。

7、使用高固分環氧或者粉末環氧：可以減少溶劑揮發時間。

(8)環氧樹脂快速固化劑擴展閱讀：

注意事項：

1、使用環氧樹脂膠的時候需要了解一下使用說明，第一個方面就是基本特性膠水是分兩組的，所以在使用的時候需要混合使用，這樣的話，比較大的空隙也可以被填充起來，第二個就是操作環境，在平常的室內溫度中，膠水就會固化，在進行兩種膠水的混合操作時，可以直接用手混合，也可以使用一些專業的設備，如膠槍等。

2、在保存環氧樹脂膠的時候，還有一些必要的注意事項，環氧樹脂不能接受陽光的直射，所以陰涼處是保存的最佳環境，這種膠水的保存時間也是有一定的期限的，超過12個月之後就不能使用了。

3、環氧樹脂膠在使用的時候，要做的就是把要粘結的物體表面清理干凈，初步擦拭之後，使用一些清潔劑進行第二遍的擦拭，以達到充分清潔的目的。

4、如果是常溫環境的話，環氧樹脂固化2到6個小時就可以了，如果溫度可以達到40到50度的話，環氧樹脂固化的時間達到1到3個小時就可以了，完成粘結後的第十天，粘結的效果可以達到最好。

參考資料來源：網路-環氧樹脂

參考資料來源：網路-環氧樹脂固化劑

參考資料來源：網路-固化速率

『玖』 E51環氧樹脂常溫固化應該使用哪種固化劑快速固化

晚上好，E-44和E-51在常溫條件下無論使用脂肪胺還是芳香胺固化劑都能達到快速內聚合，常見有T31中的乙二容胺、三乙烯四胺和N,N-二甲基苯胺等等，650和651這兩種低分子量聚醯胺如果適當提高周圍環境溫度也能做到快固。催化劑方面適用二月桂基丁基錫、叔丁基苯酚和DMP-30等多種活性加速方式。