氫化環氧樹脂固化劑

A. 環氧樹脂，固化劑

你說的抄吸潮的這個問題,我估計你使用的是脂環胺類的固化劑,比如MXDA,IPDA等.這兩類固化劑會有吸潮的現象,特別沒有改性的時候.我建議你改用改性的聚醚胺的固化劑.廣州侖利奇化工有限公司的LLQ 7933,是不吸潮,而且表面效果非常的產品

B. 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。

C. 環氧樹脂固化劑的幾種改性方法

最常用的的環氧樹脂是雙酚A型環氧樹脂，最常用的回是E44/E51兩種牌號。另外環氧答樹脂有雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、雙酚S型環氧樹脂、雙酚H型環氧樹脂、酚醛環氧樹脂、多官能縮水甘油醚環氧樹脂、多官能縮水甘油胺環氧樹脂、鹵化環氧樹脂等等。
常用的固化劑也有很多種：脂肪胺/改性脂肪胺固化劑，脂環胺/改性脂環胺固化劑，低分子聚醯胺固化劑、芳香胺/改性芳香胺固化劑，酚醛胺固化劑，酸酐類固化劑，咪唑類固化劑，硫醇類固化劑等等。

D. 環氧樹脂的固化劑有哪些

環氧樹脂的固化劑主要是多元胺和多元酸或酸酐。
1）多元胺固化劑主要是二乙烯三胺和三乙烯四胺，和環氧基反應速度快，交聯密度高。
2）使用多元酸的也很常見，例如偏苯三酸或偏苯三酸酐，均苯四甲酸或均苯四甲酸二酐等。
3）氨基樹脂和羧基樹脂也可以作為環氧樹脂的固化劑。

E. 環氧樹脂固化劑與環氧固化劑有什麼區別

丙烯酸樹脂的固化劑實際上是引發劑，通常是過氧化物，有過氧化苯甲醯、過內氧化氫異丙苯、叔丁基容過氧化氫等等。很多過氧化物都是白色粉末狀的，比方過氧化苯甲醯、過氧化環己酮等等。
丙烯酸樹脂與環氧樹脂的區別是環氧樹脂是由環氧氯丙烷與其他含有羥基的化合物合成的，分子中間含有環氧基團，與固化劑（胺類、酸酐、硫醇等）發生開環反應而形成三維交聯結構（固化）。丙烯酸樹脂是由甲基丙烯酸酯為主要組成，在引發劑（過氧化物）作用下甲基丙烯酸酯中間雙鍵開鍵反應而形成三維交聯結構（固化）。

F. 環氧樹脂與環氧樹脂固化劑是一個意思嗎

環氧樹脂固化劑也來是一種源樹脂，但是與環氧樹脂是不一樣的。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。環氧樹脂固化劑一般是添加到環氧樹脂裡面進行使用的。環氧樹脂固化物又是一個概念了，環氧樹脂固化物是固化後的環氧樹脂，可能是添加了固化劑後凝固了的環氧樹脂，也可能是沒有添加固化劑後凝固了的環氧樹脂。追問：「把復合材料骨材包絡在網狀體之中」這句沒怎麼看懂。能展開說一下嗎 跪謝補充：就是固化劑和環氧樹脂反應形成的立體網狀聚合物，把

G. 環氧樹脂膠粘劑的定義

環氧類膠粘劑主要由環氧樹脂和固化劑兩大部分組成。為改善某些性能，滿足不同用途還可以加入增韌劑、稀釋劑、促進劑、偶聯劑等輔助材料。由於環氧膠粘劑的粘接強度高、通用性強，曾有「萬能膠」、「大力膠」之稱，在航空、航天、汽車、機械、建築、化工、輕工、電子、電器以及日常生活等領域得到廣泛的應用。 環氧樹脂膠粘劑的品種很多，其分類的方法和分類的指標尚未統一。
⑴按膠粘劑形態分類
無溶劑型膠粘劑、(有機)溶劑型膠粘劑、水性膠粘劑(又可分為水乳型和水溶型兩種)、膏狀膠粘劑、薄膜狀膠粘劑(環氧膠膜)等。
⑵按固化條件分類
1)冷固化膠(不加熱固化膠)。又分為：
低溫固化膠，固化溫度<15℃；
室溫固化膠，固化溫度15—40℃。
2)熱固化膠。又可分為：
中溫固化膠，固化溫度約80—120℃；
高溫固化膠，固化溫度>150℃。
3)其他方式固化膠，如光固化膠、潮濕面及水中固化膠、潛伏性固化膠等。
⑶按膠接強度分類
1)結構膠，抗剪及抗拉強度大，而且還應有較高的不均勻扯離強度，使膠接接頭在長時間內能承受振動、疲勞及沖擊等載荷。同時還應具有較高的耐熱性和耐候性。通常鋼-鋼室溫抗剪強度>25MPa，抗拉強度≥33MPa。不均勻扯離強度>40kN/m。
2)次受力結構膠，能承受中等載荷。通常抗剪強度17—25MPa，不均勻扯離強度20—50kN/m。
3)非結構膠，即通用型膠粘劑。其室溫強度還比較高，但隨溫度的升高，膠接強度下降較快。只能用於受力不大的部位。
⑷按用途分類
1)通用型膠粘劑。
2)特種膠粘劑。如耐高溫膠(使用溫度≥150℃)、耐低溫膠(可耐—50℃或更低的溫度)、應變膠(粘貼應變片用)、導電膠(體積電阻率10-3～10-4Ω·cm)、密封膠(真空密封、機械密封用)、光學膠(無色透明、耐光老化、折光率與光學零件相匹配)、耐腐蝕膠、結構膠等。
⑸其他分類
也可按固化劑的類型來分類，如胺固化環氧膠、酸酐固化膠等。還可分為雙組分膠和單組分膠，純環氧膠和改性環氧膠(如環氧-尼龍膠、環氧-聚硫橡膠膠、環氧-丁腈膠、環氧-聚氨酯膠、環氧-酚醛膠、有機硅環氧膠、丙烯酸環氧膠等)。 環氧樹脂膠粘劑由環氧樹脂、固化劑、增塑劑、促進劑、稀釋劑、填充劑、偶聯劑、阻燃劑、穩定劑等組成。其中環氧樹脂、固化劑、增韌劑是不可缺少的組分，其他則根據需要決定加否。
1、環氧樹脂環氧樹脂是分子中含有兩個或兩個以上環氧基團而相對分子質量較低的高分子化合物一、分類環氧樹脂的品種、牌號很多，但雙酚A縮水甘油醚環氧樹脂通常稱為雙酚A環氧樹脂是最重要的一類。它占環氧樹脂總產量的90%。分子結構非常的長在這里就不說了！如果要知道的話可以點擊環氧樹脂將會有詳細的說明！在這里只作簡述：1、雙酚A型環氧樹脂又稱通用型環氧樹脂和標准型環氧樹脂，中國定名為E型環氧樹脂，由雙酚（BPA或DPP）與環氧氯丙烷（ECH）在氫氧化鈉下縮聚而得。
根據原料配比、反應條件和採用的方法不同，可製得不同聚合度的低相對分子質量的粘稠液體和高相對分子質量、高軟化點固體。平均相對分子質量300~7000。外觀為近乎無色或淡黃色透明粘稠液體或片狀脆性固體。環氧樹脂本身是熱塑性線型聚合物，受熱時液體樹脂粘度變低，固體樹脂軟化或熔融。溶於丙酮、甲乙酮、環已酮、醋酸乙酯、苯、甲苯、二甲苯、無水乙醇、乙二醇等有機溶劑。
2、氫化雙酚A型環氧樹脂氫化雙酚A型環氧樹脂化學名稱為氫化雙酚A二縮水甘油醚，是由雙酚A加氫得到的六氫雙酚A與環氧氯丙烷在氫氧化鈉催化下縮聚而得。是一種粘度非常低、凝膠時間長、耐候性相當好的環氧樹脂。
3、雙酚F型環氧樹脂雙酚F型環氧樹脂化學名稱為雙酚F二縮水甘油醚，簡稱DGEBF或BPF，是由苯酚與甲醛在酸性催化劑下反應生成雙酚F，再與環氧氯丙烷在氫氧化鈉催化下進行縮聚反應製得的無色或淡黃色透明粘稠液體
4、雙酚S型環氧樹脂雙酚S型環氧樹脂化學名稱為雙酚S二縮水甘油醚，簡稱為BPS或KGEBS，是由雙酚S與環氧甩丙烷在氫氧化鈉催化下製得的，雙酚S型環氧樹脂耐熱性高，熱變形溫度比雙酚A環氧樹脂高60~700C固化物寸穩定，耐溶劑性良好。
5、雙酚P型環氧樹脂雙酚P型環氧樹脂是由以3-氯丙烯和苯酚為主要原料合成雙酚P，再與環氧氯丙烷在氫氧化鈉在催化下縮聚製得。雙酚P型環氧樹脂環氧值為0.45eq/100g,有機氯含量1.38*10-3eq/100g,無機氯含量1.84*10-4eq/100g雙酚P型環氧樹脂分子鏈柔性大，低溫下流動性好，粘度低於雙酚A環氧樹脂，壓縮強度和沖擊強度高於雙酚A環氧樹脂。
6、羥甲基雙酚A環氧樹脂
7、溴化雙酚A環氧樹脂
8、酚醛環氧樹脂酚醛環氧樹脂主要有苯酚線型酚醋環氧樹脂和鄰甲酚線型酚醛環氧樹脂，還有間苯二酚型酚醛環氧樹脂。另外，四酚基乙烷環氧樹脂也屬於酚醛環氧樹脂。
1、苯酚線型酚醛環氧樹脂（EPN）-----是由苯酚與甲醛在酸性介質中進行縮聚反應得到的線型酚醛樹脂，再與過量的環氧氯丙烷在氫氧化鈉存在下縮聚而製得的線棕黃色的粘稠液體或半固體。
2、 鄰甲酚線型酚醛環氧樹脂（ECN） ------是鄰甲酚與甲醛縮合得到的線型鄰甲酚醛樹脂，再與環氧氯丙烷在氫氧化鈉存在下反應，經多步驟處理後而製得的黃色至琥珀色固體。
3、環氧間苯二酚甲醛樹脂-----化學名稱為間苯二酚甲醛四縮水甘油醚，是由間苯二酚與甲醛以草酸為催化劑反應製得四 官能酚醛樹脂。再與環氧氯丙烷在氫氧化鈉存在下縮聚而得的橙黃色粘稠液體。
4、四酚基乙烷環氧樹脂------化學名稱為四酚基乙烷縮水甘油醚（PGEE），是由苯酚與乙二醛在酸性催化劑存在下反應製得四酚基乙烷，再與環氧氯丙烷在氫氧化鈉催化下反應製得
5、萘酚酚醛環氧樹脂（EEPN）-----是以a-萘酚與甲醛溶液縮聚，合成出線型蔡酚醛樹脂，再與環氧氯丙烷在氫氧化鈉催化下反應製得。
9、縮水甘油酯型環氧樹脂1、四氫鄰苯二甲酸二縮水甘油酯四氫鄰苯二甲酸二縮水甘油酯是由四氫鄰苯二甲酸與環愧疚氯丙烷反應而成2、鄰苯二甲酸二縮水甘油酯（黃色粘性液體）又稱鄰苯二甲酸環氧丙酯，是由鄰苯二甲酸與碳酸鉀反應生成相應的鹽。再與環氧氯丙烷在叔胺作用下製得3、 間苯二甲酸二縮水甘油酯（白色固體粉末）間苯二甲酸二縮水甘油酯又稱間苯二甲酸環氧丙酯，是由間苯二甲酸與環氧氯丙烷反應製得。4、對苯二甲酸縮水甘油酯（白色固體粉末）對苯二甲酸縮水甘油酯又稱對苯二甲酸環氧丙酯，是由對苯二甲酸與環氧氯丙烷反應製得。
10、 縮水甘油胺型環氧樹脂11、 脂環族環氧樹脂化學名稱為脂環二環氧化物，通常是用過氧化有機酸氧化相應的不飽和脂及族化合物而得支的一類環氧化合物。結構中含水量有脂環，環氧基連接在脂環上由於合成中不用環氧氯丙烷作原料，因此產品的有機氯含量為0，具有優良的電性能，高體積電阻率和表面電阻率，耐電弧性耐漏電痕跡檄好。固化產物交聯密度大，耐熱性高，耐候性好，耐紫外光以及抗電子輻射。
12、TDE-85環氧樹脂（化學名稱為4,5-環氧環已烷-1,2二甲酸二縮水甘油酯）
13、 聚丁二烯環氧樹脂聚丁二烯環氧樹脂又稱環氧化聚丁二烯樹脂，是以1,3-丁二烯為原料，金屬鈉為催化劑在溶劑。
14、 氟化環氧樹脂由於引入了氟原子，使分子結構緻密，碳氟原子緊密地排列在樹脂主鏈周圍。因而表央張力、磨擦系數、折射率很低，有極優異耐腐蝕性、耐磨性、耐熱性、耐污染性、耐久性。但價格高昂不能作為一般的用途。
15、聚醚環氧樹脂是由聚丙二醇與環氧氯丙烷在氫氧化鈉存在下進行縮聚反應而製得，淡黃色均勻液體
16、聚氨酯環氧樹脂又稱環氧氨基甲酸酯樹脂，是由聚酯（或醚）多元醇與環氧氯丙烷在BF3 和NaOH作用下生成多元醇縮水甘油醚再與二異氰酸酯加成縮聚製得
17、萘系環氧樹脂是由萘酚與甲醛合成線型萘酚酚醛樹脂或二羥基萘（NDOL）與環氧氯丙烷在氫氧化鈉催化下縮聚而得，耐熱性高、吸水性低、線膨脹系數小；
18、有機硅環氧樹脂是分子結構中含有硅的環氧化物是由聚甲基苯基硅氧烷與環氧樹脂共縮聚而成。甲苯為溶液，淡黃色均勻液體19、有機鈦環氧樹脂是由雙酚A型環氧樹脂中的羥基與鈦酸正丁酯反應而得。由於樹脂中引入了金屬元素鈦，不僅解決因羥基存在造成的吸水性增大、防潮性和電性能降低等問是，而且由於樹脂中具有P電子的氧原子和具有D電子缺位的鈦原直接相連，導致大分子鏈中存在的P-D共軛效應，而使耐熱老化性能顯著提高，介電性能更好。外觀為黃色至琥珀色高粘度透明液體。
20、有機硼環氧樹脂 化學名稱為聚環氧丁基碳硼烷21、含氧環氧樹脂是指同進含水量有磷和不氧基團的樹脂，通過三羥甲基磷化氧與環氧氯丙烷反應製得含磷環氧樹脂。 環氧膠粘劑是由環氧樹脂、固化劑、促進劑、改性劑、稀釋劑、填料等組成的液態或固態膠粘劑。環氧膠粘劑的膠粘過程是一個復雜的物理和化學過程，包括浸潤、粘附、固化等步驟，最後生成三維交聯結構的固化物，把被粘物結合成一個整體。膠接性能(強度、耐熱性、耐腐蝕性、抗滲性等)不僅取決於膠粘劑的結構和性能以及被粘物表面的結構和膠粘特性，而且和接頭設計、膠粘劑的制備工藝和貯存以及膠接工藝等密切相關，同時還受周圍環境(應力、溫度、濕度、介質等)的制約。因此環氧膠粘劑的應用是一個系統工程。環氧膠粘劑的性能必須與上述影響膠接性能的諸因素相適應，才能獲得最佳結果。用相同配方的環氧膠粘劑膠接不同性質的物體，或採用不同的膠接條件、或在不同的使用環境中，其性能會有極大的差別。

H. 環氧樹脂固化劑的選擇

• 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。

• 作用：

固化劑的物理、化學性質，對毒性的影響很大。比如固化劑是液態還是固態，其毒性作用並不一樣，固態易附在皮膚上，而液態則有蒸氣壓的存在。一般而言，固化劑的化學活性大，則其生物質活性也強，易引起毒害，似乎成為規律。固化劑的毒性表現在以下幾個方面。

1. 急性毒性。

   一般採用LD50表示。胺類固化劑毒性是比較強的。大多數有機多胺對老鼠呼吸道刺激致死的LD50值約為蒸氣濃度1000～12000ug/g，暴露時間4～6h。伯胺、仲胺的刺激性比叔胺強，芳香胺毒性比脂肪胺大。如間苯二胺的毒性比二乙烯三胺毒性強10倍。吡啶、哌嗪能引起肝臟和腎臟的損傷，具有較大的全身毒性。酸酐類固化劑易引起皮炎，而經口毒性比較小。

2. 對皮膚、黏膜的刺激作用。

   固化劑的毒害，更為重要的是體現在對皮膚和黏膜的刺激性上。因為胺是有機鹼，能溶於水和脂肪，所以也能在皮膚的脂肪中溶解、浸透，引起皮炎。長時間的刺激，易導致泛發性強皮炎症，出現點狀紅斑，形成水泡，開裂甚至形成片狀剝落，以致於組織壞死。Hine等人進行過有關詳細的研究工作，其結果如表3-52所示。由於胺類具有較大的揮發性，其蒸氣刺激眼睛可引起結膜炎、流淚和角膜水腫。在高濃度范圍或較高濃度下長期接觸，也會對呼吸道有明顯的刺激作用，會引起氣管炎、支氣管炎。酸酐類對皮膚的刺激性較弱，但它的粉塵對眼和鼻、喉等呼吸道的黏膜的刺激相當強，可引起支氣管炎。

3. 固化劑的過敏作用。

   所謂過敏，即某化合物一旦對人體的皮膚作用後，形成過敏體，在下一次或以後的多次反復接觸中，並不因為接觸程度如何，皮炎也會發生。出現這種情況後，應中斷接觸該種過敏化合物的工作。過敏作用的發生比較復雜，採用布丁試驗，對動物進行研究。美國塑料工業協會(SPI)推出了自己的標准。

4. 固化劑的其他毒害作用。

   除了芳胺、雜環胺類固化劑對內臟的損害外，聯苯芳香胺具有致癌性，已經禁止生產、使用。間苯二胺、二氨基二苯基碸已為眾多毒物學工作者證實沒有致癌性，對以前的看法予以否定。

• 操作：

1. 用毒性低的固化劑取代毒性大的。

2. 改善操作環境，將操作區域與非操作區域有意識地劃開，盡可能自動化、密閉化，安裝通風設施等等。

3. 加強勞動保護，採用防護手套、服裝等辦法，盡量避免固化劑與皮膚接觸。

4. 操作場所及時清掃，保持衛生。

5. 及時清洗手、臉等外露皮膚，如果眼、喉等器官受到侵害，應請醫生處理。

• 其他：

1. 環氧樹脂(主要討論雙酚A型)的原料

   環氧氯丙烷：由於環氧基、氯取代基的存在，毒性頗大，在240ug/g的環境中4h即可使老鼠致死。Gage提出最大允許值MAC為5ug/g，另外對眼、鼻、咽刺激性也很大；雙酚A：Borman提出LD50為2.4g/kg，所以認為工業有害性是很小的。

2. 雙酚A型環氧樹脂Epon815、820、828、1001、1007，以及間苯二酚縮水甘油醚類化合物，毒性都被證實是很低的，通常LD50值在10～30g/kg范圍。Hine等人認為稀釋劑單縮水甘油醚類化合物的毒性，主要表現在對皮膚的刺激上，經口毒性LD50值也是很低的。

3. 環氧樹脂固化物的毒性

   將固化的普通環氧樹脂(在鄰苯二甲酸二辛酯中，含量為50%～70%)混合於食物中(約佔10%)，經口給老鼠吃26周時間，僅僅引起體重減少，未引起內部病狀。而用未固化的Epon828樹脂混合於食物中(佔5%左右)，經26周餵食，老鼠死亡數增加。因此，可以認為固化完全的環氧樹脂(雙酚A型)是無毒的。但是，如果固化不完全則另當別論。

I. 環氧樹脂及環氧樹脂固化劑是做什麼用的

凡分子結構中含有環氧基團的高分子化合物統稱 環氧樹脂砂漿地坪
為環版氧樹脂。固權化後的環氧樹脂具有良好的物理化學性能，它對金屬和非金屬材料的表面具有優異的粘接強度，介電性能良好，變定收縮率小，製品尺寸穩定性好，硬度高，柔韌性較好，對鹼及大部分溶劑穩定，因而廣泛應用於國防、國民經濟各部門，作澆注、浸漬、層壓料、粘接劑、塗料等用途.
希望我的答案能給你帶來幫助！

J. 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。