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醯肼固化環氧樹脂

發布時間:2021-01-11 17:48:05

『壹』 誰能告訴我環氧樹脂固化劑的成分啊急~~~

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。

參考資料:http://www.cnepoxy-cure.com/isoc-zl/shownews.asp?id=266

『貳』 環氧樹脂常用固化劑

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。

『叄』 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)固化劑種類
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
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)顯在型和潛伏型
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。
編輯本段各種固化劑的固化溫度
各種固化劑的固化溫度各不相同,固化物的耐熱性也有很大不同。一般地說,使用固化溫度高的固化劑可以得到耐熱優良的固化物。對於加成聚合型固化劑,固化溫度和耐熱性按下列順序提高:脂肪族多胺<脂環族多胺<芳香族多胺≈酚醛<酸酐。 催化加聚型固化劑的耐熱性大體處於芳香多胺水平。陰離子聚合型(叔胺和咪唑化古物)、陽離子聚合型(BF3絡合物)的耐熱性基本上相同,這主要是雖然起始的反應機理不同,但最終都形成醚鍵結合的網狀結構。 固化反應屬於化學反應,受固化溫度影響很大,溫度增高,反應速度加快,凝膠時間變短;凝膠時間的對數值隨固化溫度上升大體呈直線下降趨勢,但固化溫度過高,常使固化物性能下降,所以存在固化溫度的上限;必須選擇使固化速度和固化物性能折衷的溫度,作為合適的固化溫度。 按固化溫度可把固化劑分為四類:低溫固化劑固化溫度在室溫以下;室溫固化劑固化溫度為室溫~50℃;中溫固化劑為50~100℃;高溫固化劑固化溫度在100℃以上。屬於低溫固化型的固化劑品種很少,有聚琉醇型、多異氰酸酯型等;近年來國內研製投產的T -31改性胺、YH—82改性胺均可在0℃以下固化。屬於室溫固化型的種類很多:脂肪族多胺、脂環族多胺;低分子聚醯胺以及改性芳胺等。屬於中溫固化型的有一部分脂環族多胺、叔胺、眯唑類以及三氟化硼絡合物等。屬於高溫型固化劑的有芳香族多胺、酸酐、甲階酚醛樹脂、氨基樹脂、雙氰胺以及醯肼等。 對於高溫固化體系,固化溫度一般分為兩階段,在凝膠前採用低溫固化,在達到凝膠狀態或比凝膠狀態稍高的狀態之後,再高溫加熱進行後固化(post-cure),相對之前段固化為預固化(pre-cure)。 環氧樹脂必須與固化劑反應以生成三向立體結構才具有實用價值。因此固化劑的結構與品質將直接影響環氧樹脂的應用效果。國外對固化劑的研究與開發遠比環氧樹脂活躍,與環氧樹脂品種相比,固化劑品種更多,且保密性很強。每開發一種新的固化劑就可以解決一個方面的問題,就相當於開發一種新的環氧樹脂或開辟了環氧樹脂一個新的用途。可見,開發新型固化劑遠比開發新型環氧樹脂更為重要。

『肆』 泡沫板是什麼材料做的

1、環氧樹脂
選用雙酚A型環氧樹脂環氧值0.51~0.22mol/100g黏度25℃20Pa·s;130℃黏度1Pa·s
2、固化劑
選用環氧樹脂各種固化劑

3、發泡劑
環氧樹脂用發泡劑物理發泡劑化發泡劑兩類物理發泡劑主要低沸點液體三氯氟甲烷(F11)、三氯三氟乙烷(F112)、二氯二氟甲烷(F12)等利用環氧樹脂固化熱使低沸點液體蒸發釋放氣體發泡製產品密度熱導率低含氟碳氫化合物氣環境破壞作用通用於噴塗發泡工藝據環氧樹脂行業協專家介紹甲苯等作輔助發泡劑除能發泡外起固化反應熱吸收劑稀釋劑作用
化發泡劑主要偶氮類機化合物偶氮二甲醯胺(ADCA或AC)、22』-偶氮二異丁腈(AIBN)重氮胺基苯(DAB)等種發泡劑價格便宜解產物毒、臭、色外磺醯肼類44』-氧代雙苯磺醯肼(OBSH)等選用應注意解溫度用化發泡劑性能簡介:
偶氮二甲醯胺(ACADCA)桔黃色結晶粉末120℃解產量氣體(N2CO及少量CO2)標准狀態發氣量200~300mL/g高效泡劑
22』-偶氮二異丁腈(AIBNAZDNABN)白色結晶粉末98~110℃解放N2發氣量(標准狀態)130~150mL/g室溫緩慢解應10℃存放
44』-氧代雙苯磺醯肼(OBSH)白色或淡黃色結晶粉末樹脂120~140C解放N2水蒸氣發氣量約120 mL/g 100℃解加工安全性碳酸氫鈉使化降低解溫度泡孔結構細微均勻

4、表面性劑(泡沫穩定劑)
能降低液體表面張力利於泡沫穩定泡孔均勻環氧樹脂發泡用表面性劑:聚氧乙烯山梨糖醇酐月桂酸酯(吐溫20)聚二甲基硅氧烷-聚氧化烯烴共聚物環氧乙烷-環氧丙烷嵌段共聚物(L-64)

5、填料
加入填料能降低本減固化放熱峰強度收縮率改善表觀質量提高耐化性用滑石粉、石英粉、空微球等滑石粉石英粉使泡沫塑料密度增力性能降低鬆散密度空微球種理想填料機材料機材料兩類機微球玻璃空微球、陶瓷空微球;機微球酚醛空微球、脲甲醛實微球發性聚苯乙烯微粒般說機微球用作環氧泡沫塑料填料更效能提高泡沫塑料強度、耐熱性、尺寸穩定性表面光滑性發泡固化程發微球浮現象所需添加適量觸變劑

6、觸變劑
用觸變劑膨潤土、硅藻土、石棉、雲母、機絡合物、金屬皂粉固體植物油等使泡沫及微球位置穩定防止浮層

『伍』 EPON828樹脂用什麼固化劑適合拉擠工藝

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。鹼性類

鹼性類固化劑 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。
酸性類

酸性類固化劑:包括有機酸、酸酐、和三氟化硼及其絡合物。
加成型

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

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。
顯在型

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。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,可稱之為功能性潛伏型固化劑。
潛伏型

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(環氧樹脂一般要求在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。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。
胺類固化劑

伯胺和仲胺對環氧樹脂的固化作用是由氮原子上的活潑氫打開環氧基團,而使之交聯固化。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較大,能在室溫使環氧樹脂交聯固化;而芳香族多元胺活性較低,如間苯二胺,得在150℃固化才能完全。
酸酐類固化劑

二元酸及其酐如順丁烯二酸酐、鄰苯二甲酸酐可以固化環氧樹脂,但必須在較高溫度下烘烤才能固化完全。酸酐首先與環氧樹脂中的羥基反應生成單酯,單酯中的羧基與環氧基發生加成酯化而成雙酯。
合成樹脂類固化劑

低分子量聚醯胺樹脂是亞油酸二聚體或桐油酸二聚體與脂肪族多元胺如乙二胺,二乙烯三胺反應生成的一種琥珀色粘稠狀樹脂。由二聚亞油酸和乙二胺製得的樹脂結構如下:
潛伏型固化劑

這種固化劑在一般條件下是穩定的,但當加熱到一定的溫度時,才顯示其活性而固化環氧樹脂。如雙氰胺,與環氧樹脂混合在一起,在常溫下是穩定的。若在145—165℃,則能使環氧樹脂在30分鍾內固化。三氮化硼乙胺絡合物,常溫也是穩定的,在100℃以上時能固化環氧樹脂。[1]
2固化溫度

各種固化劑的固化溫度各不相同,固化物的耐熱性也有很大不同。一般地說,使用固化溫度高的固化劑可以得到耐熱優良的固化物。對於加成聚合型固化劑,固化溫度和耐熱性按下列順序提高:脂肪族多胺<脂環族多胺<芳香族多胺≈酚醛<酸酐。
催化加聚型固化劑的耐熱性大體處於芳香多胺水平。陰離子聚合型(叔胺和咪唑化合物)、陽離子聚合型(BF3絡合物)的耐熱性基本上相同,這主要是雖然起始的反應機理不同,但最終都形成醚鍵結合的網狀結構。
固化反應屬於化學反應,受固化溫度影響很大,溫度增高,反應速度加快,凝膠時間變短;凝膠時間的對數值隨固化溫度上升大體呈直線下降趨勢,但固化溫度過高,常使固化物性能下降,所以存在固化溫度的上限;必須選擇使固化速度和固化物性能折衷的溫度,作為合適的固化溫度。
按固化溫度可把固化劑分為四類:低溫固化劑固化溫度在室溫以下;室溫固化劑固化溫度為室溫~50℃;中溫固化劑為50~100℃;高溫固化劑固化溫度在100℃以上。屬於低溫固化型的固化劑品種很少,有聚琉醇型、多異氰酸酯型等;近年來國內研製投產的T -31改性胺、YH—82改性胺均可在0℃以下固化。屬於室溫固化型的種類很多:脂肪族多胺、脂環族多胺;低分子聚醯胺以及改性芳胺等。屬於中溫固化型的有一部分脂環族多胺、叔胺、眯唑類以及三氟化硼絡合物等。屬於高溫型固化劑的有芳香族多胺、酸酐、甲階酚醛樹脂、氨基樹脂、雙氰胺以及醯肼等。
對於高溫固化體系,固化溫度一般分為兩階段,在凝膠前採用低溫固化,在達到凝膠狀態或比凝膠狀態稍高的狀態之後,再高溫加熱進行後固化(post-cure),相對之前段固化為預固化(pre-cure)。
環氧樹脂必須與固化劑反應以生成三向立體結構才具有實用價值。因此固化劑的結構與品質將直接影響環氧樹脂的應用效果。國外對固化劑的研究與開發遠比環氧樹脂活躍,與環氧樹脂品種相比,固化劑品種更多,且保密性很強。每開發一種新的固化劑就可以解決一個方面的問題,就相當於開發一種新的環氧樹脂或開辟了環氧樹脂一個新的用途。可見,開發新型固化劑遠比開發新型環氧樹脂更為重要。
3發展趨勢

90年代以來,世界環氧樹脂固化劑發展趨勢出現了許多新的特點,主要有以下幾方面。
固化劑類型

①新品種層出不窮,胺系仍居首位,其次是酸酐系。
②含 P、 Si、 B、 F、 Mg等元素的「半無機高分子」固化劑以其獨特的性能引起人們關注。
③改性的硫醇系和改性的酚系固化劑也有不同程度的發展。④末端有硫醇基的新的嵌段共聚物大量投放市場。
發展趨勢

①功能性固化劑成為人們研究開發的熱點。
(1)多功能性(具有固化、增韌、阻燃、促進等功能)固化劑成為人們追求的理想產品。
由於開發全新結構且富有優異性能的環氧樹脂進展不大,從而適應樹脂改性要求的功能助劑成為人們追求的目標,一劑多能產品越來越多。
(2)快速固化、低溫固化及最小吸水率的固化劑發展迅速。

(3)特殊功能的固化劑也有了很大發展,如彈性固化劑。
②固化劑低毒、無毒化。
現代固化劑發展中的一個特點是,人們不僅關注固化劑在生產和使用過程中的毒性及環境污染問題,而且重視廢棄環氧樹脂製品的環境污染問題。在發達國家,初級的多烯多膠、芳香胺已全部被無毒或低毒的改性胺所取代。
③適應特殊環境(潮濕、水下、戶外等)使用的固化劑頗受歡迎。
④為適應環氧樹脂的高性能化要求,電性能、力學性能、機械性能優良的固化劑將得到很大發展。
⑤電子束和光固化型固化劑愈來愈引起人們的重視。
⑥粉末塗料專用固化劑、水性環氧樹脂塗料專用水溶性固比劑和單組分膠粘劑專用固化劑用量很大,前景廣闊。
技術

①改性技術倍受青睬,應用日益廣泛,如:脂肪胺改性;—環氧樹脂香胺改性(尤其是間苯二胺、間苯二甲胺改性);酸配改性及液態化;雙氰胺改性及液態化(我國近期對液態雙氰胺的年需求量約為1000噸);咪唑改性及液態化,以及改性低分子量聚酷胺。
②復配增效和集裝化技術方興未艾。受毒性、環保法規、成本、效能等因素制約,全新結構的固化劑開發愈加困難,通過復配集裝而提高效能日益成為開發新型固化劑的有效途徑。
③固態固化劑液態化技術很有發展前途,如常溫下呈固態的酸酐、雙氰胺等通過改性使其在常溫下至液態,不僅能提高其操作和使用性能,又能節省能源。
④固化劑生產操作和包裝精細化
動力

①用戶對固化劑提出了更高、更新的要求,如:
使用絕對安全可靠,適應全球環保、衛生及安全性潮流;
應用效果顯著提高,品質卓越突出;
使用、貯運方便;
價、質比適宜,成本—效能平衡,令人樂於購買和使用;
高純化、透明化。
②朝系列化、專用化、配套化、精細化發展。
③在符合環保法規和滿足用戶需求的前提下,不斷降低成本,實現較高利潤是固化劑廠家的長期任務。
④固化劑生產廠與固化劑用戶結成的夥伴關系,是固化劑企業成功的必經之路。
前景

已出現以下趨勢:
①注重培養高素質綜合性的固化劑研究開發人才;
②固化劑生產廠技術改造和新產品開發異常活躍;
③強化科研一生產一應用一經營管理研究開發體系;
④加強知識產權保護;
⑤與環氧樹脂配套發展,互相促進。
4毒性安全

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,正在繼續研丸如Ciba公司採用布丁試驗,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,目前已經禁止生產、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。

『陸』 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。

『柒』 環氧膠黏劑需要加紫外吸收劑抗氧劑嗎

鹼性類 鹼性類固化劑 WTF:包括族二胺和多胺、芳香族多胺、其它含氮化合物及改性胺。 酸性類 酸性類固化劑:包括有機酸、酸酐、和三氟化硼及其絡合物。 加成型 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 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。 顯在型 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。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,可稱之為功能性潛伏型固化劑。 潛伏型 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(環氧樹脂一般要求在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。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。

『捌』 環氧樹脂膠黏劑配製原理

鹼性類
鹼性類固化劑
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。
酸性類
酸性類固化劑:包括有機酸、酸酐、和三氟化硼及其絡合物。
加成型
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
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。
顯在型
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。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,可稱之為功能性潛伏型固化劑。
潛伏型
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(環氧樹脂一般要求在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。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。

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