環氧樹脂常用的叔胺類固化劑

A. 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%

B. 固化劑配方 環氧樹脂，環氧樹脂的作用於用途

環氧樹脂固化劑是由苯酚、甲醛、乙二胺、對叔丁基苯酚、正丁醇縮水甘油醚、聚丙二醇縮水甘油醚等原料製成。常用環氧樹脂固化劑有脂肪胺、脂環胺、芳香胺、聚醯胺、酸酐、樹脂類、叔胺，一般紫外線或光照可以使環氧樹脂固化，環氧樹脂固化時基本上不產生低分子揮發物，所以可低壓成型或接觸壓成型。

一、固化劑配方環氧樹脂

1、環氧樹脂固化劑配方：苯酚、甲醛、乙二胺、對叔丁基苯酚、正丁醇縮水甘油醚、聚丙二醇縮水甘油醚。環氧樹脂固化劑主要用於粘合劑材料技術領域，它有耐低溫、防水等特殊條件性能。

2、一般常用的環氧樹脂固化劑有脂肪胺、脂環胺、芳香胺、聚醯胺、酸酐、樹脂類、叔胺，紫外線和光可以使環氧樹脂固化。如果需要常溫或者低溫固化一般可以選用胺類固化劑，加溫固化則選用酸酐、芳香類固化劑。

3、環氧樹脂固化時不會產生低分子揮發物，所以它能低壓成型或接觸壓成型。而且它能與各種固化劑配合製造成無溶劑、高固體、粉末塗料以及水性塗料等環保型塗料。

二、環氧樹脂的作用與用途

1、用途：作為塗料，環氧樹脂在塗料中的應用比較多，它能製成各具特色、用途各異的品種。作用：它的耐化學品性比較好，尤其是耐鹼性，有較好的耐熱性和電絕緣性，漆膜保色性比較好。

2、環氧樹脂是指分子中含有兩個以上環氧基團聚合物的總稱，它是環氧氯丙烷和雙酚A或多元醇的產物。由於環氧基具有一定化學活性，所以可用多種活潑氫化合物使其開環，固化交聯生成網狀結構，因此它是一種熱固性樹脂。

3、環氧樹脂的費雷比較多，如果按專業用途分類，它可以分為機械用環氧樹脂膠黏劑、建築用環氧樹脂膠黏劑、電子環氧樹脂膠黏劑、修補用環氧樹脂膠黏劑以及交通用膠、船舶用膠等。

C. 環氧樹脂固化劑的種類與性質是什麼

環氧樹脂固化劑的種類與性質
一、固化劑的定義
環氧樹脂本身是熱塑性的線型結構，不能直接拿來就應用，必須在向樹脂中加入第二組份，在一定溫度（或濕度）等條件下，與環氧樹脂的環氧基進行加成聚合反應，或催化聚合反應，生成三維網路結構（體型網路結構）的固化物後才能使用。這個充當第二組分的化合物或樹脂稱作固化劑。關注化工易，了解各種化工原料。

二、固化劑的種類與性質
固化劑的品種繁多，現將幾款常用的固化劑分類如下；
1、胺類固化劑：
2、酸酐類固化劑
3、潛伏性固化劑
詳細介紹，請關注化工易~

D. 環氧樹脂

環氧樹脂是泛指分子中含有兩個或兩個以上環氧基團的有機高分子化合物，除個別外，它們的相對分子質量都不高。環氧樹脂的分子結構是以分子鏈中含有活潑的環氧基團為其特徵，環氧基團可以位於分子鏈的末端、中間或成環狀結構。由於分子結構中含有活潑的環氧基團，使它們可與多種類型的固化劑發生交聯反應而形成不溶、不熔的具有三向網狀結構的高聚物。

環氧樹脂的性能和特性

1、 形式多樣。各種樹脂、固化劑、改性劑體系幾乎可以適應各種應用對形式提出的要求，其范圍可以從極低的粘度到高熔點固體。

2、 固化方便。選用各種不同的固化劑，環氧樹脂體系幾乎可以在0～180℃溫度范圍內固化。

3、 粘附力強。環氧樹脂分子鏈中固有的極性羥基和醚鍵的存在，使其對各種物質具有很高的粘附力。環氧樹脂固化時的收縮性低，產生的內應力小，這也有助於提高粘附強度。

4、 收縮性低。環氧樹脂和所用的固化劑的反應是通過直接加成反應或樹脂分子中環氧基的開環聚合反應來進行的，沒有水或其它揮發性副產物放出。它們和不飽和聚酯樹脂、酚醛樹脂相比，在固化過程中顯示出很低的收縮性（小於2%）。

5、 力學性能。固化後的環氧樹脂體系具有優良的力學性能。

6、 電性能。固化後的環氧樹脂體系是一種具有高介電性能、耐表面漏電、耐電弧的優良絕緣材料。

7、 化學穩定性。通常，固化後的環氧樹脂體系具有優良的耐鹼性、耐酸性和耐溶劑性。像固化環氧體系的其它性能一樣，化學穩定性也取決於所選用的樹脂和固化劑。適當地選用環氧樹脂和固化劑，可以使其具有特殊的化學穩定性能。

8、 尺寸穩定性。上述的許多性能的綜合，使環氧樹脂體系具有突出的尺寸穩定性和耐久性。

9、 耐黴菌。固化的環氧樹脂體系耐大多數黴菌，可以在苛刻的熱帶條件下使用。

環氧樹脂及環氧樹脂膠粘劑本身無毒，但由於在制備過程中添加了溶劑及其它有毒物，因此不少環氧樹脂因此「有毒」，近年國內環氧樹脂業正通過水性改性、避免添加等途徑，保持環氧樹脂「無毒」本色。目前絕大多數環氧樹脂塗料為溶劑型塗料,含有大量的可揮發有機化合物(VOC),有毒、易燃,因而對環境和人體造成危害。

環氧樹脂一般和添加物同時使用，以獲得應用價值。添加物可按不同用途加以選擇，常用添加物有以下幾類：（1）固化劑；（2）改性劑；（3）填料；（4）稀釋劑；（5）其它。
其中固化劑是必不可少的添加物，無論是作粘接劑、塗料、澆注料都需添加固化劑，否則環氧樹脂不能固化。
由於用途性能要求各不相同，對環氧樹脂及固化劑、改性劑、填料、稀釋劑等添加物也有不同的要求。現將它們的選擇方法簡介於下：
（一）環氧樹脂的選擇
1、 從用途上選擇
作粘接劑時最好選用中等環氧值（0.25-0.45）的樹脂，如6101、634；作澆注料時最好選用高環氧值（>0.40）的樹脂，如618、6101；作塗料用的一般選用低環氧值（<0.25）的樹脂，如601、604、607、609等。
2、 從機械強度上選擇
環氧值過高的樹脂強度較大，但較脆；環氧值中等的高低溫度時強度均好；環氧值低的則高溫時強度差些。因為強度和交聯度的大小有關，環氧值高固化後交聯度也高，環氧值低固化後交聯度也低，故引起強度上的差異。
3、 從操作要求上選擇
不需耐高溫，對強度要求不大，希望環氧樹脂能快乾，不易流失，可選擇環氧值較低的樹脂；如希望滲透性也，強度較好的，可選用環氧值較高的樹脂。
（二）、固化劑的選擇
1、固化劑種類：
常用環氧樹脂固化劑有脂肪胺、脂環胺、芳香胺、聚醯胺、酸酐、樹脂類、叔胺，另外在光引發劑的作用下紫外線或光也能使環氧樹脂固化。常溫或低溫固化一般選用胺類固化劑，加溫固化則常用酸酐、芳香類固化劑。
2、固化劑的用量
（1）胺類作交聯劑時按下式計算：
胺類用量=MG/Hn
式中：
M=胺分子量
Hn=含活潑氫數目
G=環氧值（每100克環氧樹脂中所含的環氧當量數）
改變的范圍不多於10-20%，若用過量的胺固化時，會使樹脂變脆。若用量過少則固化不完善。
（2）用酸酐類時按下式計算：
酸酐用量=MG（0.6~1）/100式中：
M=酸酐分子量
G=環氧值（0.6~1）為實驗系數
3、 選擇固化劑的原則：固化劑對環氧樹脂的性能影響較大，一般按下列幾點選擇。
（1）、從性能要求上選擇：有的要求耐高溫，有的要求柔性好，有的要求耐腐蝕性好，則根據不同要求選用適當的固化劑。
（2）、從固化方法上選擇：有的製品不能加熱，則不能選用熱固化的固化劑。
（3）、從適用期上選擇：所謂適用期，就是指環氧樹脂加入固化劑時起至不能使用時止的時間。要適用期長的，一般選用酸酐類或潛伏性固化劑。
（4）、從安全上選擇：一般要求毒性小的為好，便於安全生產。
（5）、從成本上選擇。
（三）、改性劑的選擇
改性劑的作用是為了改善環氧樹脂的鞣性、抗剪、抗彎、抗沖、提高絕緣性能等。常用改性劑有：
（1）、聚硫橡膠：可提高沖擊強度和抗剝性能。
（2）、聚醯胺樹脂：可改善脆性，提高粘接能力。
（3）、聚乙烯醇叔丁醛：提高抗沖擊鞣性。
（4）、丁腈橡膠類：提高抗沖擊鞣性。
（5）、酚醛樹脂類：可改善耐溫及耐腐蝕性能。
（6）、聚酯樹脂：提高抗沖擊鞣性。
（7）、尿醛三聚氰胺樹脂：增加抗化學性能和強度。
（8）、糠醛樹脂：改進靜彎曲性能，提高耐酸性能。
（9）、乙烯樹脂：提高抗剝性和抗沖強度。
（10）、異氰酸酯：降低潮氣滲透性和增加抗水性。
（11）、硅樹脂：提高耐熱性。
聚硫橡膠等的用量可以在50-300%之間，需加固化劑；聚醯胺樹脂、酚醛樹脂用量一般為50-100%，聚酯樹脂用量一般在20-30%，可以不再另外加固化劑，也可以少量加些固化劑促使反應快些。
一般說來改性劑用量越多，柔性就愈大，但樹脂製品的熱變形溫度就相應下降。
為改善樹脂的柔性，也常用增韌劑如：鄰苯二甲酸二丁酯或鄰苯二甲酸二辛酯。
（四）、填料的選擇
填料的作用是改善製品的一些性能，並改善樹脂固化時的散熱條件，用了填料也可以減少環氧樹脂的用量，降低成本。因用途不同可選用不同的填料。其大小最好小於100目，用量視用途而定。常用填料簡介如下：
填料名稱 作用
石棉纖維、玻璃纖維 增加韌性、耐沖擊性
石英粉、瓷粉、鐵粉、水泥、金剛砂 提高硬度
氧化鋁、瓷粉 增加粘接力，增加機械強度
石棉粉、硅膠粉、高溫水泥 提高耐熱性
石棉粉、石英粉、石粉 降低收縮率
鋁粉、銅粉、鐵粉等金屬粉末 增加導熱、導電率
石墨粉、滑石粉、石英粉 提高抗磨性能及潤滑性能
金剛砂及其它磨料 提高抗磨性能
雲母粉、瓷粉、石英粉 增加絕緣性能
各種顏料、石墨 具有色彩
另外據資料報導適量（27-35%）P、AS、Sb、Bi、Ge、Sn、Pb的氧化物添加在樹脂中能在高熱度、壓力下保持粘接性。
（五）、稀釋劑的選擇
其作用是降低粘度，改善樹脂的滲透性。稀釋劑可分惰性及活性二大類，用量一般不超過30%。常用稀釋劑如下：
活性稀釋劑
名稱 牌號 用途 備注
二縮水甘油醚 600 ~30% 需多加計算量固化劑
多縮水甘油醚 630 同上 同上
環氧丙烷丁基醚 660 ~15% 同上
環氧丙烷苯基醚 690 同上 同上
二環氧丙烷乙基醚669 同上 同上
三環氧丙烷丙基醚662 同上 同上
惰性稀釋劑
名稱 用量 備注
二甲苯 ~15% 不需多加固化劑
甲苯 同上 同上
苯 同上 同上
丙酮 同上 同上
在加入固化劑之前，必須對所使用的樹脂、固化劑、填料、改性劑、稀釋劑等所有材料加以檢查，應符合以下幾點要求：
（1）、不含水份：含水的材料首先要烘乾，含少量水的溶劑應盡量少用。
（2）、純度：除水份以外的雜質含量最好在1%以下，若雜質在5-25%時雖也可使用權，但須增加配方的百分比。少量使用時用試劑級較好。
（3）、了解各材料是否失效。
在缺少驗收條件的廠，使用前最好按配方做個小樣試驗。

環氧樹脂是泛指分子中含有兩個或兩個以上環氧基團的有機高分子化合物，除個別外，它們的相對分子質量都不高。環氧樹脂的分子結構是以分子鏈中含有活潑的環氧基團為其特徵，環氧基團可以位於分子鏈的末端、中間或成環狀結構。由於分子結構中含有活潑的環氧基團，使它們可與多種類型的固化劑發生交聯反應而形成不溶、不熔的具有三向網狀結構的高聚物。

★ 環氧樹脂的性能和特性

1、 形式多樣。各種樹脂、固化劑、改性劑體系幾乎可以適應各種應用對形式提出的要求，其范圍可以從極低的粘度到高熔點固體。

2、 固化方便。選用各種不同的固化劑，環氧樹脂體系幾乎可以在0～180℃溫度范圍內固化。

3、 粘附力強。環氧樹脂分子鏈中固有的極性羥基和醚鍵的存在，使其對各種物質具有很高的粘附力。環氧樹脂固化時的收縮性低，產生的內應力小，這也有助於提高粘附強度。

4、 收縮性低。環氧樹脂和所用的固化劑的反應是通過直接加成反應或樹脂分子中環氧基的開環聚合反應來進行的，沒有水或其它揮發性副產物放出。它們和不飽和聚酯樹脂、酚醛樹脂相比，在固化過程中顯示出很低的收縮性（小於2%）。

5、 力學性能。固化後的環氧樹脂體系具有優良的力學性能。

6、 電性能。固化後的環氧樹脂體系是一種具有高介電性能、耐表面漏電、耐電弧的優良絕緣材料。

7、 化學穩定性。通常，固化後的環氧樹脂體系具有優良的耐鹼性、耐酸性和耐溶劑性。像固化環氧體系的其它性能一樣，化學穩定性也取決於所選用的樹脂和固化劑。適當地選用環氧樹脂和固化劑，可以使其具有特殊的化學穩定性能。

8、 尺寸穩定性。上述的許多性能的綜合，使環氧樹脂體系具有突出的尺寸穩定性和耐久性。

9、 耐黴菌。固化的環氧樹脂體系耐大多數黴菌，可以在苛刻的熱帶條件下使用。

★ 分類

根據分子結構，環氧樹脂大體上可分為五大類：

1、 縮水甘油醚類環氧樹脂

2、 縮水甘油酯類環氧樹脂

3、 縮水甘油胺類環氧樹脂

4、 線型脂肪族類環氧樹脂

5、 脂環族類環氧樹脂

復合材料工業上使用量最大的環氧樹脂品種是上述第一類縮水甘油醚類環氧樹脂，而其中又以二酚基丙烷型環氧樹脂（簡稱雙酚A型環氧樹脂）為主。其次是縮水甘油胺類環氧樹脂。

1、 縮水甘油醚類環氧樹脂

縮水甘油醚類環氧樹脂是由含活潑氫的酚類或醇類與環氧氯丙烷縮聚而成的。

（1）二酚基丙烷型環氧樹脂 二酚基丙烷型環氧樹脂是由二酚基丙烷與環氧氯丙烷縮聚而成。

工業二酚基丙烷型環氧樹脂實際上是含不同聚合度的分子的混合物。其中大多數的分子是含有兩個環氧基端的線型結構。少數分子可能支化，極少數分子終止的基團是氯醇基團而不是環氧基。因此環氧樹脂的環氧基含量、氯含量等對樹脂的固化及固化物的性能有很大的影響。 工業上作為樹脂的控制指標如下：

①環氧值。環氧值是鑒別環氧樹脂性質的最主要的指標，工業環氧樹脂型號就是按環氧值不同來區分的。環氧值是指每100g樹脂中所含環氧基的物質的量數。環氧值的倒數乘以100就稱之為環氧當量。環氧當量的含義是：含有1mol環氧基的環氧樹脂的克數。

②無機氯含量。樹脂中的氯離子能與胺類固化劑起絡合作用而影響樹脂的固化，同時也影響固化樹脂的電性能，因此氯含量也環氧樹脂的一項重要指標。

③有機氯含量。樹脂中的有機氯含量標志著分子中未起閉環反應的那部分氯醇基團的含量，它含量應盡可能地降低，否則也要影響樹脂的固化及固化物的性能。

④揮發分。

⑤粘度或軟化點。

（2）酚醛多環氧樹脂 酚醛多環氧樹脂包括有苯酚甲醛型、鄰甲酚甲醛型多環氧樹脂，它與二酚基丙烷型環氧樹脂相比，在線型分子中含有兩個以上的環氧基，因此固化後產物的交聯密度大，具有優良的熱穩定性、力學性能、電絕緣性、耐水性和耐腐蝕性。它們是由線型酚醛樹脂與環氧氯丙烷縮聚而成的。

（3）其它多羥基酚類縮水甘油醚型環氧樹脂 這類樹脂中具有實用性的代表有：間苯二酚型環氧樹脂、間苯二酚-甲醛型環氧樹脂、四酚基乙烷型環氧樹脂和三羥苯基甲烷型環氧樹脂，這些多官能縮水甘油醚樹脂固化後具有高的熱變形溫度和剛性，可單獨
或者與通用E型樹脂共混，供作高性能復合材料（ACM）、印刷線路板等基體材料。

（4）脂族多元醇縮水甘油醚型環氧樹脂 脂族多元醇縮水甘油醚分子中含有兩個或兩個以上的環氧基，這類樹脂絕大多數粘度很低；大多數是長鏈線型分子，因此富有柔韌性。

2、其它類型環氧樹脂

（1）縮水甘油酯類環氧樹脂 縮水甘油酯類環氧樹脂和二酚基丙烷環氧化樹脂比較，它具有粘度低，使用工藝性好；反應活性高；粘合力比通用環氧樹脂高，固化物力學性能好；電絕緣性好；耐氣候性好，並且具有良好的耐超低溫性，在超低溫條件下，仍具有比其它類型環氧樹脂高的粘結強度。有較好的表面光澤度，透光性、耐氣候性好。

（2）縮水甘油胺類環氧樹脂 這類樹脂的優點是多官能度、環氧當量高，交聯密度大，耐熱性顯著提高。上前國內外已利用縮水甘油胺環氧樹脂優越的粘接性和耐熱性，來製造碳纖維增強的復合材料（CFRP）用於飛機二次結構材料。

（3）脂環族環氧樹脂 這類環氧樹脂是由脂環族烯烴的雙鍵經環氧化而製得的，它們的分子結構和二酚基丙烷型環氧樹脂及其它環氧樹脂有很大差異，前者環氧基都直接連接在脂環上，而後者的環氧基都是以環氧丙基醚連接在苯核或脂肪烴上。脂環族環氧樹脂的固化物具有以下特點：①較高的壓縮與拉伸強度；②長期暴置在高溫條件下仍能保持良好的力學性能；③耐電弧性、耐紫外光老化性能及耐氣候性較好。

（4）脂肪族環氧樹脂 這類環氧樹脂分子結構里不僅無苯核，也無脂環結構。僅有脂肪鏈，環氧基與脂肪鏈相連。環氧化聚丁二烯樹脂固化後的強度、韌性、粘接性、耐正負溫度性能都良好。

E. 在環氧樹脂膠中，固化劑是什麼，加的比例是多少

1、固化劑又名硬化劑、熟化劑或變定劑，是一類增進或控制固化反應的物質或混合物。

樹脂固化是經過縮合、閉環、加成或催化等化學反應，使熱固性樹脂發生不可逆的變化過程，固化是通過添加固化（交聯）劑來完成的。固化劑是必不可少的添加物，無論是作粘接劑、塗料、澆注料都需添加固化劑，否則環氧樹脂不能固化。 固化劑的品種對固化物的力學性能、耐熱性、耐水性、耐腐蝕性等都有很大影響。

2、固化劑加的比例需通過計算確定

固化劑用量計算方法：

（1）胺類作交聯劑時按下式計算：

胺類用量=MG/Hn

式中：M=胺分子量；Hn=含活潑氫數目；；G=環氧值（每100克環氧樹脂中所含的環氧當量數）

（2）用酸酐類作交聯劑時按下式計算：

酸酐用量=MG（0.6~1）/100

式中：M=酸酐分子量；G=環氧值（0.6~1）為實驗系數

(5)環氧樹脂常用的叔胺類固化劑擴展閱讀：

固化劑分類

固化劑按用途可分為常溫固化劑和加熱固化劑。環氧樹脂高溫固化時一般性能優良，但是在土木建築中使用的塗料和粘接劑等由於加熱困難，需要常溫固化，所以大都使用脂肪胺、脂環映以及聚醯胺等，尤其是冬季使用的塗料和粘接劑不得不與多異氰酸酯並用，或使用具有惡臭氣味的聚琉醇類。

至於中溫固化劑和高溫固化劑，則要以被著體的耐熱性以及固化物的耐熱性、粘接性和耐葯品性等為基準來選擇。選擇重點為多胺和酸酐。由於酸酐固化物具有優良的電性能，所以廣泛用於電子、電器等領域。

脂肪族多胺固化物粘接性以及耐鹼、耐水性比較好。芳香族多胺在耐葯品性方面也是優良的。由於氨基的氮元素與金屬形成氫鍵，因而具有優良的防銹效果。胺質量濃度愈高，防銹效果愈好。酸酐固化劑和環氧樹脂形成酯鍵，對有機酸和無機酸顯示了高的抵抗力，電性能一般也超過了多胺。

網路-固化劑

網路-環氧樹脂

F. 環氧樹脂的合成原理和固化原理

1、合成原理：

雙酚A型環氧樹脂是由雙酚A和環氧氯丙烷在鹼性催化劑(通常用NaOH)作用下縮聚而成。

2、固化原理：

在環氧樹脂的結構中有羥基（〉CH—OH）、醚基（—O—）和極為活潑的環氧基存在，羥基和醚基有高度的極性，使環氧分子與相鄰界面產生了較強的分子間作用力，而環氧基團則與介質表面（特別是金屬表面）的游離鍵起反應，形成化學鍵。

因而，環氧樹脂具有很高的黏合力，用途很廣，商業上被稱作「萬能膠「。此外，環氧樹脂還可做塗料、澆鑄、浸漬及模具等用途。

但是，環氧樹脂在未固化前是呈熱塑性的線型結構，使用時必須加入固化劑，固化劑與環氧樹脂的環氧基等反應，變成網狀結構的大分子 ，成為不溶且不熔的熱固性成品。環氧樹脂在固化前相對分子質量都不高，只有通過固化才能形成體形高分子。

環氧樹脂的固化要藉助固化劑，固化劑的種類很多，主要有多元胺和多元酸，他們的分子中都含有活波氫原子，其中用得最多的是液態多元胺類，如二亞乙基三胺和三乙胺等。環氧樹脂在室溫下固化時，還常常需要加些促進劑（如多元硫醇），已達到快速固化的效果。

固化劑的選擇與環氧樹脂的固化溫度有關，在通常溫度下固化一般用多元胺和多元硫胺等，而在較高溫度下固化一般選用酸酐和多元酸為固化劑。不同的固化劑，其交聯反應也不同。

(6)環氧樹脂常用的叔胺類固化劑擴展閱讀：

一、固化種類

常用環氧樹脂固化劑有脂肪胺、脂環胺、芳香胺、聚醯胺、酸酐、樹脂類、叔胺，另外在光引發劑的作用下紫外線或光也能使環氧樹脂固化。常溫或低溫固化一般選用胺類固化劑，加溫固化則常用酸酐、芳香類固化劑。

二、固化階段

1、操作時間

操作時間（也是工作時間或使用期）是固化時間的一部份，混合之後，樹脂/固化劑混合物仍然是液體和可以工作及適合應用。為了保證可靠的粘接，全部施工和定位工作應該在固化操作時間內做好。

2、進入固化

混合物開始進入固化相（也稱作熟化階段），這時它開始凝膠或「突變」。這時的環氧沒有長時間的工作，可能也將失去粘性。在這個階段不能對其進行任何干擾。它將變成硬橡膠似的軟凝膠物，你用大拇指將能壓得動它。

因為這時混合物只是局部固化，新使用的環氧樹脂仍然能與它化學鏈接，因此該未處理的表面仍然可以進行粘接或反應。無論如何，接近固化的混合物這些能力在減小

3、最終固化

環氧混合物達到固化變成固體階段，這時能砂磨及整型。這時你用大拇指已壓不動它，在這時環氧樹脂約有90%的最終反應強度，因此可以除去固定夾件，將它放在室溫下維持若干天使它繼續固化。

G. 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。

H. 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。

I. 環氧樹脂固化劑的種類有哪些

固化劑種類：

常用環氧樹脂固化劑有脂肪胺、脂環胺、芳香胺回、聚醯胺、酸答酐、樹脂類、叔胺，另外在光引發劑的作用下紫外線或光也能使環氧樹脂固化。常溫或低溫固化一般選用胺類固化劑，加溫固化則常用酸酐、芳香類固化劑。