环氧树脂常用的叔胺类固化剂

A. 环氧树脂固化促进剂有哪些

环氧树脂固化剂一般都有自己的牌号，D-8
酮醛环氧化合物与脂肪族多元胺加成物，粘度低，固化速度适中，涂料适用期厂。涂装方便，形成的涂膜有良好的防腐性能，但是颜色较深

T—31改性胺，
酚醛 －胺加成物，粘度大，固化速度快，可水下固化。但涂膜较脆

591#
二乙烯三胺一丙烯腈共聚物（ B氰乙基化）， 浅黄色液体，毒性低，放热量小，使用寿命长，需要加热固化，固化条件：80℃，12h;用量为20—25%。

GY—051
缩胺 浅棕色液体，用量12—14%，固化条件：室温，48小时h。

590#
间苯二胺与环氧苯烷苯基醚缩合物 棕黑色液体，软化点20℃以下，用量为15—20%，可室温固化。

701#
苯酚甲醛己二胺缩合物 25—35%，室温固化4—8h。

702#
苯酚甲醛间苯二胺缩合物 用量23—35%，室温固化4—8h。

703#
苯酚甲醛乙二胺缩合物 用量为36—42%，室温固化4—8h

706#固化剂
钛酸三异丙醇叔胺酯 棕黄色液体，用量为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与环氧乙烷反应。 粘性液体，其挥发性和毒性比乙二胺少10003倍以上。在室温快速固化环氧树脂，用量16—18%

593
二乙烯三胺与丁基缩水甘油醚的加成物 25℃粘度为0.2 Pa.s，活性大，毒性低，室温快速固化环氧树脂，固化物柔性好。用量为23—25%，与环氧树脂放热反应缓和，使用寿命约1小时。

70#酸酐
由丁二烯与顺丁烯二酸酐合成 毒性和挥发性小，用量为70—80%，固化条件是150℃，4H。天津津东化工厂生产的液体酸酐。浅黄色液体，粘度低。

647#酸酐 由双环戊二烯与顺丁烯二酸酐合成。 浅黄色液体，用量为80—90%。固化条件150—160℃，8H。天津津东化工厂生产。

308桐油酸酐
由桐油改性的顺丁烯二酸酐。 用量为100—200%，固化物柔软，延伸性好，耐热差。固化条件：100—120℃，6—10H。

704#
2甲基咪唑与环氧丙烷丁基醚加成物 室温为棕红粘稠液体，在80—120℃快速固化环氧树脂，用量为10%

705#
2甲基咪唑与环氧丙基异辛基醚的加成物 室温为棕红粘稠液体，在80—120℃快速固化环氧树脂，用量15%

B. 固化剂配方 环氧树脂，环氧树脂的作用于用途

环氧树脂固化剂是由苯酚、甲醛、乙二胺、对叔丁基苯酚、正丁醇缩水甘油醚、聚丙二醇缩水甘油醚等原料制成。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，一般紫外线或光照可以使环氧树脂固化，环氧树脂固化时基本上不产生低分子挥发物，所以可低压成型或接触压成型。

一、固化剂配方环氧树脂

1、环氧树脂固化剂配方：苯酚、甲醛、乙二胺、对叔丁基苯酚、正丁醇缩水甘油醚、聚丙二醇缩水甘油醚。环氧树脂固化剂主要用于粘合剂材料技术领域，它有耐低温、防水等特殊条件性能。

2、一般常用的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，紫外线和光可以使环氧树脂固化。如果需要常温或者低温固化一般可以选用胺类固化剂，加温固化则选用酸酐、芳香类固化剂。

3、环氧树脂固化时不会产生低分子挥发物，所以它能低压成型或接触压成型。而且它能与各种固化剂配合制造成无溶剂、高固体、粉末涂料以及水性涂料等环保型涂料。

二、环氧树脂的作用与用途

1、用途：作为涂料，环氧树脂在涂料中的应用比较多，它能制成各具特色、用途各异的品种。作用：它的耐化学品性比较好，尤其是耐碱性，有较好的耐热性和电绝缘性，漆膜保色性比较好。

2、环氧树脂是指分子中含有两个以上环氧基团聚合物的总称，它是环氧氯丙烷和双酚A或多元醇的产物。由于环氧基具有一定化学活性，所以可用多种活泼氢化合物使其开环，固化交联生成网状结构，因此它是一种热固性树脂。

3、环氧树脂的费雷比较多，如果按专业用途分类，它可以分为机械用环氧树脂胶黏剂、建筑用环氧树脂胶黏剂、电子环氧树脂胶黏剂、修补用环氧树脂胶黏剂以及交通用胶、船舶用胶等。

C. 环氧树脂固化剂的种类与性质是什么

环氧树脂固化剂的种类与性质
一、固化剂的定义
环氧树脂本身是热塑性的线型结构，不能直接拿来就应用，必须在向树脂中加入第二组份，在一定温度（或湿度）等条件下，与环氧树脂的环氧基进行加成聚合反应，或催化聚合反应，生成三维网络结构（体型网络结构）的固化物后才能使用。这个充当第二组分的化合物或树脂称作固化剂。关注化工易，了解各种化工原料。

二、固化剂的种类与性质
固化剂的品种繁多，现将几款常用的固化剂分类如下；
1、胺类固化剂：
2、酸酐类固化剂
3、潜伏性固化剂
详细介绍，请关注化工易~

D. 环氧树脂

环氧树脂是泛指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机高分子化合物，除个别外，它们的相对分子质量都不高。环氧树脂的分子结构是以分子链中含有活泼的环氧基团为其特征，环氧基团可以位于分子链的末端、中间或成环状结构。由于分子结构中含有活泼的环氧基团，使它们可与多种类型的固化剂发生交联反应而形成不溶、不熔的具有三向网状结构的高聚物。

环氧树脂的性能和特性

1、 形式多样。各种树脂、固化剂、改性剂体系几乎可以适应各种应用对形式提出的要求，其范围可以从极低的粘度到高熔点固体。

2、 固化方便。选用各种不同的固化剂，环氧树脂体系几乎可以在0～180℃温度范围内固化。

3、 粘附力强。环氧树脂分子链中固有的极性羟基和醚键的存在，使其对各种物质具有很高的粘附力。环氧树脂固化时的收缩性低，产生的内应力小，这也有助于提高粘附强度。

4、 收缩性低。环氧树脂和所用的固化剂的反应是通过直接加成反应或树脂分子中环氧基的开环聚合反应来进行的，没有水或其它挥发性副产物放出。它们和不饱和聚酯树脂、酚醛树脂相比，在固化过程中显示出很低的收缩性（小于2%）。

5、 力学性能。固化后的环氧树脂体系具有优良的力学性能。

6、 电性能。固化后的环氧树脂体系是一种具有高介电性能、耐表面漏电、耐电弧的优良绝缘材料。

7、 化学稳定性。通常，固化后的环氧树脂体系具有优良的耐碱性、耐酸性和耐溶剂性。像固化环氧体系的其它性能一样，化学稳定性也取决于所选用的树脂和固化剂。适当地选用环氧树脂和固化剂，可以使其具有特殊的化学稳定性能。

8、 尺寸稳定性。上述的许多性能的综合，使环氧树脂体系具有突出的尺寸稳定性和耐久性。

9、 耐霉菌。固化的环氧树脂体系耐大多数霉菌，可以在苛刻的热带条件下使用。

环氧树脂及环氧树脂胶粘剂本身无毒，但由于在制备过程中添加了溶剂及其它有毒物，因此不少环氧树脂因此“有毒”，近年国内环氧树脂业正通过水性改性、避免添加等途径，保持环氧树脂“无毒”本色。目前绝大多数环氧树脂涂料为溶剂型涂料,含有大量的可挥发有机化合物(VOC),有毒、易燃,因而对环境和人体造成危害。

环氧树脂一般和添加物同时使用，以获得应用价值。添加物可按不同用途加以选择，常用添加物有以下几类：（1）固化剂；（2）改性剂；（3）填料；（4）稀释剂；（5）其它。
其中固化剂是必不可少的添加物，无论是作粘接剂、涂料、浇注料都需添加固化剂，否则环氧树脂不能固化。
由于用途性能要求各不相同，对环氧树脂及固化剂、改性剂、填料、稀释剂等添加物也有不同的要求。现将它们的选择方法简介于下：
（一）环氧树脂的选择
1、 从用途上选择
作粘接剂时最好选用中等环氧值（0.25-0.45）的树脂，如6101、634；作浇注料时最好选用高环氧值（>0.40）的树脂，如618、6101；作涂料用的一般选用低环氧值（<0.25）的树脂，如601、604、607、609等。
2、 从机械强度上选择
环氧值过高的树脂强度较大，但较脆；环氧值中等的高低温度时强度均好；环氧值低的则高温时强度差些。因为强度和交联度的大小有关，环氧值高固化后交联度也高，环氧值低固化后交联度也低，故引起强度上的差异。
3、 从操作要求上选择
不需耐高温，对强度要求不大，希望环氧树脂能快干，不易流失，可选择环氧值较低的树脂；如希望渗透性也，强度较好的，可选用环氧值较高的树脂。
（二）、固化剂的选择
1、固化剂种类：
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。
2、固化剂的用量
（1）胺类作交联剂时按下式计算：
胺类用量=MG/Hn
式中：
M=胺分子量
Hn=含活泼氢数目
G=环氧值（每100克环氧树脂中所含的环氧当量数）
改变的范围不多于10-20%，若用过量的胺固化时，会使树脂变脆。若用量过少则固化不完善。
（2）用酸酐类时按下式计算：
酸酐用量=MG（0.6~1）/100式中：
M=酸酐分子量
G=环氧值（0.6~1）为实验系数
3、 选择固化剂的原则：固化剂对环氧树脂的性能影响较大，一般按下列几点选择。
（1）、从性能要求上选择：有的要求耐高温，有的要求柔性好，有的要求耐腐蚀性好，则根据不同要求选用适当的固化剂。
（2）、从固化方法上选择：有的制品不能加热，则不能选用热固化的固化剂。
（3）、从适用期上选择：所谓适用期，就是指环氧树脂加入固化剂时起至不能使用时止的时间。要适用期长的，一般选用酸酐类或潜伏性固化剂。
（4）、从安全上选择：一般要求毒性小的为好，便于安全生产。
（5）、从成本上选择。
（三）、改性剂的选择
改性剂的作用是为了改善环氧树脂的鞣性、抗剪、抗弯、抗冲、提高绝缘性能等。常用改性剂有：
（1）、聚硫橡胶：可提高冲击强度和抗剥性能。
（2）、聚酰胺树脂：可改善脆性，提高粘接能力。
（3）、聚乙烯醇叔丁醛：提高抗冲击鞣性。
（4）、丁腈橡胶类：提高抗冲击鞣性。
（5）、酚醛树脂类：可改善耐温及耐腐蚀性能。
（6）、聚酯树脂：提高抗冲击鞣性。
（7）、尿醛三聚氰胺树脂：增加抗化学性能和强度。
（8）、糠醛树脂：改进静弯曲性能，提高耐酸性能。
（9）、乙烯树脂：提高抗剥性和抗冲强度。
（10）、异氰酸酯：降低潮气渗透性和增加抗水性。
（11）、硅树脂：提高耐热性。
聚硫橡胶等的用量可以在50-300%之间，需加固化剂；聚酰胺树脂、酚醛树脂用量一般为50-100%，聚酯树脂用量一般在20-30%，可以不再另外加固化剂，也可以少量加些固化剂促使反应快些。
一般说来改性剂用量越多，柔性就愈大，但树脂制品的热变形温度就相应下降。
为改善树脂的柔性，也常用增韧剂如：邻苯二甲酸二丁酯或邻苯二甲酸二辛酯。
（四）、填料的选择
填料的作用是改善制品的一些性能，并改善树脂固化时的散热条件，用了填料也可以减少环氧树脂的用量，降低成本。因用途不同可选用不同的填料。其大小最好小于100目，用量视用途而定。常用填料简介如下：
填料名称 作用
石棉纤维、玻璃纤维 增加韧性、耐冲击性
石英粉、瓷粉、铁粉、水泥、金刚砂 提高硬度
氧化铝、瓷粉 增加粘接力，增加机械强度
石棉粉、硅胶粉、高温水泥 提高耐热性
石棉粉、石英粉、石粉 降低收缩率
铝粉、铜粉、铁粉等金属粉末 增加导热、导电率
石墨粉、滑石粉、石英粉 提高抗磨性能及润滑性能
金刚砂及其它磨料 提高抗磨性能
云母粉、瓷粉、石英粉 增加绝缘性能
各种颜料、石墨 具有色彩
另外据资料报导适量（27-35%）P、AS、Sb、Bi、Ge、Sn、Pb的氧化物添加在树脂中能在高热度、压力下保持粘接性。
（五）、稀释剂的选择
其作用是降低粘度，改善树脂的渗透性。稀释剂可分惰性及活性二大类，用量一般不超过30%。常用稀释剂如下：
活性稀释剂
名称 牌号 用途 备注
二缩水甘油醚 600 ~30% 需多加计算量固化剂
多缩水甘油醚 630 同上 同上
环氧丙烷丁基醚 660 ~15% 同上
环氧丙烷苯基醚 690 同上 同上
二环氧丙烷乙基醚669 同上 同上
三环氧丙烷丙基醚662 同上 同上
惰性稀释剂
名称 用量 备注
二甲苯 ~15% 不需多加固化剂
甲苯 同上 同上
苯 同上 同上
丙酮 同上 同上
在加入固化剂之前，必须对所使用的树脂、固化剂、填料、改性剂、稀释剂等所有材料加以检查，应符合以下几点要求：
（1）、不含水份：含水的材料首先要烘干，含少量水的溶剂应尽量少用。
（2）、纯度：除水份以外的杂质含量最好在1%以下，若杂质在5-25%时虽也可使用权，但须增加配方的百分比。少量使用时用试剂级较好。
（3）、了解各材料是否失效。
在缺少验收条件的厂，使用前最好按配方做个小样试验。

环氧树脂是泛指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机高分子化合物，除个别外，它们的相对分子质量都不高。环氧树脂的分子结构是以分子链中含有活泼的环氧基团为其特征，环氧基团可以位于分子链的末端、中间或成环状结构。由于分子结构中含有活泼的环氧基团，使它们可与多种类型的固化剂发生交联反应而形成不溶、不熔的具有三向网状结构的高聚物。

★ 环氧树脂的性能和特性

1、 形式多样。各种树脂、固化剂、改性剂体系几乎可以适应各种应用对形式提出的要求，其范围可以从极低的粘度到高熔点固体。

2、 固化方便。选用各种不同的固化剂，环氧树脂体系几乎可以在0～180℃温度范围内固化。

3、 粘附力强。环氧树脂分子链中固有的极性羟基和醚键的存在，使其对各种物质具有很高的粘附力。环氧树脂固化时的收缩性低，产生的内应力小，这也有助于提高粘附强度。

4、 收缩性低。环氧树脂和所用的固化剂的反应是通过直接加成反应或树脂分子中环氧基的开环聚合反应来进行的，没有水或其它挥发性副产物放出。它们和不饱和聚酯树脂、酚醛树脂相比，在固化过程中显示出很低的收缩性（小于2%）。

5、 力学性能。固化后的环氧树脂体系具有优良的力学性能。

6、 电性能。固化后的环氧树脂体系是一种具有高介电性能、耐表面漏电、耐电弧的优良绝缘材料。

7、 化学稳定性。通常，固化后的环氧树脂体系具有优良的耐碱性、耐酸性和耐溶剂性。像固化环氧体系的其它性能一样，化学稳定性也取决于所选用的树脂和固化剂。适当地选用环氧树脂和固化剂，可以使其具有特殊的化学稳定性能。

8、 尺寸稳定性。上述的许多性能的综合，使环氧树脂体系具有突出的尺寸稳定性和耐久性。

9、 耐霉菌。固化的环氧树脂体系耐大多数霉菌，可以在苛刻的热带条件下使用。

★ 分类

根据分子结构，环氧树脂大体上可分为五大类：

1、 缩水甘油醚类环氧树脂

2、 缩水甘油酯类环氧树脂

3、 缩水甘油胺类环氧树脂

4、 线型脂肪族类环氧树脂

5、 脂环族类环氧树脂

复合材料工业上使用量最大的环氧树脂品种是上述第一类缩水甘油醚类环氧树脂，而其中又以二酚基丙烷型环氧树脂（简称双酚A型环氧树脂）为主。其次是缩水甘油胺类环氧树脂。

1、 缩水甘油醚类环氧树脂

缩水甘油醚类环氧树脂是由含活泼氢的酚类或醇类与环氧氯丙烷缩聚而成的。

（1）二酚基丙烷型环氧树脂 二酚基丙烷型环氧树脂是由二酚基丙烷与环氧氯丙烷缩聚而成。

工业二酚基丙烷型环氧树脂实际上是含不同聚合度的分子的混合物。其中大多数的分子是含有两个环氧基端的线型结构。少数分子可能支化，极少数分子终止的基团是氯醇基团而不是环氧基。因此环氧树脂的环氧基含量、氯含量等对树脂的固化及固化物的性能有很大的影响。 工业上作为树脂的控制指标如下：

①环氧值。环氧值是鉴别环氧树脂性质的最主要的指标，工业环氧树脂型号就是按环氧值不同来区分的。环氧值是指每100g树脂中所含环氧基的物质的量数。环氧值的倒数乘以100就称之为环氧当量。环氧当量的含义是：含有1mol环氧基的环氧树脂的克数。

②无机氯含量。树脂中的氯离子能与胺类固化剂起络合作用而影响树脂的固化，同时也影响固化树脂的电性能，因此氯含量也环氧树脂的一项重要指标。

③有机氯含量。树脂中的有机氯含量标志着分子中未起闭环反应的那部分氯醇基团的含量，它含量应尽可能地降低，否则也要影响树脂的固化及固化物的性能。

④挥发分。

⑤粘度或软化点。

（2）酚醛多环氧树脂 酚醛多环氧树脂包括有苯酚甲醛型、邻甲酚甲醛型多环氧树脂，它与二酚基丙烷型环氧树脂相比，在线型分子中含有两个以上的环氧基，因此固化后产物的交联密度大，具有优良的热稳定性、力学性能、电绝缘性、耐水性和耐腐蚀性。它们是由线型酚醛树脂与环氧氯丙烷缩聚而成的。

（3）其它多羟基酚类缩水甘油醚型环氧树脂 这类树脂中具有实用性的代表有：间苯二酚型环氧树脂、间苯二酚-甲醛型环氧树脂、四酚基乙烷型环氧树脂和三羟苯基甲烷型环氧树脂，这些多官能缩水甘油醚树脂固化后具有高的热变形温度和刚性，可单独
或者与通用E型树脂共混，供作高性能复合材料（ACM）、印刷线路板等基体材料。

（4）脂族多元醇缩水甘油醚型环氧树脂 脂族多元醇缩水甘油醚分子中含有两个或两个以上的环氧基，这类树脂绝大多数粘度很低；大多数是长链线型分子，因此富有柔韧性。

2、其它类型环氧树脂

（1）缩水甘油酯类环氧树脂 缩水甘油酯类环氧树脂和二酚基丙烷环氧化树脂比较，它具有粘度低，使用工艺性好；反应活性高；粘合力比通用环氧树脂高，固化物力学性能好；电绝缘性好；耐气候性好，并且具有良好的耐超低温性，在超低温条件下，仍具有比其它类型环氧树脂高的粘结强度。有较好的表面光泽度，透光性、耐气候性好。

（2）缩水甘油胺类环氧树脂 这类树脂的优点是多官能度、环氧当量高，交联密度大，耐热性显著提高。上前国内外已利用缩水甘油胺环氧树脂优越的粘接性和耐热性，来制造碳纤维增强的复合材料（CFRP）用于飞机二次结构材料。

（3）脂环族环氧树脂 这类环氧树脂是由脂环族烯烃的双键经环氧化而制得的，它们的分子结构和二酚基丙烷型环氧树脂及其它环氧树脂有很大差异，前者环氧基都直接连接在脂环上，而后者的环氧基都是以环氧丙基醚连接在苯核或脂肪烃上。脂环族环氧树脂的固化物具有以下特点：①较高的压缩与拉伸强度；②长期暴置在高温条件下仍能保持良好的力学性能；③耐电弧性、耐紫外光老化性能及耐气候性较好。

（4）脂肪族环氧树脂 这类环氧树脂分子结构里不仅无苯核，也无脂环结构。仅有脂肪链，环氧基与脂肪链相连。环氧化聚丁二烯树脂固化后的强度、韧性、粘接性、耐正负温度性能都良好。

E. 在环氧树脂胶中，固化剂是什么，加的比例是多少

1、固化剂又名硬化剂、熟化剂或变定剂，是一类增进或控制固化反应的物质或混合物。

树脂固化是经过缩合、闭环、加成或催化等化学反应，使热固性树脂发生不可逆的变化过程，固化是通过添加固化（交联）剂来完成的。固化剂是必不可少的添加物，无论是作粘接剂、涂料、浇注料都需添加固化剂，否则环氧树脂不能固化。 固化剂的品种对固化物的力学性能、耐热性、耐水性、耐腐蚀性等都有很大影响。

2、固化剂加的比例需通过计算确定

固化剂用量计算方法：

（1）胺类作交联剂时按下式计算：

胺类用量=MG/Hn

式中：M=胺分子量；Hn=含活泼氢数目；；G=环氧值（每100克环氧树脂中所含的环氧当量数）

（2）用酸酐类作交联剂时按下式计算：

酸酐用量=MG（0.6~1）/100

式中：M=酸酐分子量；G=环氧值（0.6~1）为实验系数

(5)环氧树脂常用的叔胺类固化剂扩展阅读：

固化剂分类

固化剂按用途可分为常温固化剂和加热固化剂。环氧树脂高温固化时一般性能优良，但是在土木建筑中使用的涂料和粘接剂等由于加热困难，需要常温固化，所以大都使用脂肪胺、脂环映以及聚酰胺等，尤其是冬季使用的涂料和粘接剂不得不与多异氰酸酯并用，或使用具有恶臭气味的聚琉醇类。

至于中温固化剂和高温固化剂，则要以被着体的耐热性以及固化物的耐热性、粘接性和耐药品性等为基准来选择。选择重点为多胺和酸酐。由于酸酐固化物具有优良的电性能，所以广泛用于电子、电器等领域。

脂肪族多胺固化物粘接性以及耐碱、耐水性比较好。芳香族多胺在耐药品性方面也是优良的。由于氨基的氮元素与金属形成氢键，因而具有优良的防锈效果。胺质量浓度愈高，防锈效果愈好。酸酐固化剂和环氧树脂形成酯键，对有机酸和无机酸显示了高的抵抗力，电性能一般也超过了多胺。

网络-固化剂

网络-环氧树脂

F. 环氧树脂的合成原理和固化原理

1、合成原理：

双酚A型环氧树脂是由双酚A和环氧氯丙烷在碱性催化剂(通常用NaOH)作用下缩聚而成。

2、固化原理：

在环氧树脂的结构中有羟基（〉CH—OH）、醚基（—O—）和极为活泼的环氧基存在，羟基和醚基有高度的极性，使环氧分子与相邻界面产生了较强的分子间作用力，而环氧基团则与介质表面（特别是金属表面）的游离键起反应，形成化学键。

因而，环氧树脂具有很高的黏合力，用途很广，商业上被称作“万能胶“。此外，环氧树脂还可做涂料、浇铸、浸渍及模具等用途。

但是，环氧树脂在未固化前是呈热塑性的线型结构，使用时必须加入固化剂，固化剂与环氧树脂的环氧基等反应，变成网状结构的大分子 ，成为不溶且不熔的热固性成品。环氧树脂在固化前相对分子质量都不高，只有通过固化才能形成体形高分子。

环氧树脂的固化要借助固化剂，固化剂的种类很多，主要有多元胺和多元酸，他们的分子中都含有活波氢原子，其中用得最多的是液态多元胺类，如二亚乙基三胺和三乙胺等。环氧树脂在室温下固化时，还常常需要加些促进剂（如多元硫醇），已达到快速固化的效果。

固化剂的选择与环氧树脂的固化温度有关，在通常温度下固化一般用多元胺和多元硫胺等，而在较高温度下固化一般选用酸酐和多元酸为固化剂。不同的固化剂，其交联反应也不同。

(6)环氧树脂常用的叔胺类固化剂扩展阅读：

一、固化种类

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。

二、固化阶段

1、操作时间

操作时间（也是工作时间或使用期）是固化时间的一部份，混合之后，树脂/固化剂混合物仍然是液体和可以工作及适合应用。为了保证可靠的粘接，全部施工和定位工作应该在固化操作时间内做好。

2、进入固化

混合物开始进入固化相（也称作熟化阶段），这时它开始凝胶或“突变”。这时的环氧没有长时间的工作，可能也将失去粘性。在这个阶段不能对其进行任何干扰。它将变成硬橡胶似的软凝胶物，你用大拇指将能压得动它。

因为这时混合物只是局部固化，新使用的环氧树脂仍然能与它化学链接，因此该未处理的表面仍然可以进行粘接或反应。无论如何，接近固化的混合物这些能力在减小

3、最终固化

环氧混合物达到固化变成固体阶段，这时能砂磨及整型。这时你用大拇指已压不动它，在这时环氧树脂约有90%的最终反应强度，因此可以除去固定夹件，将它放在室温下维持若干天使它继续固化。

G. 环氧树脂固化剂的选择

• 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，把复合材料骨材包络在网状体之中。 使线型树脂变成坚韧的体型固体的添加剂。

• 作用：

固化剂的物理、化学性质，对毒性的影响很大。比如固化剂是液态还是固态，其毒性作用并不一样，固态易附在皮肤上，而液态则有蒸气压的存在。一般而言，固化剂的化学活性大，则其生物质活性也强，易引起毒害，似乎成为规律。固化剂的毒性表现在以下几个方面。

1. 急性毒性。

   一般采用LD50表示。胺类固化剂毒性是比较强的。大多数有机多胺对老鼠呼吸道刺激致死的LD50值约为蒸气浓度1000～12000ug/g，暴露时间4～6h。伯胺、仲胺的刺激性比叔胺强，芳香胺毒性比脂肪胺大。如间苯二胺的毒性比二乙烯三胺毒性强10倍。吡啶、哌嗪能引起肝脏和肾脏的损伤，具有较大的全身毒性。酸酐类固化剂易引起皮炎，而经口毒性比较小。

2. 对皮肤、黏膜的刺激作用。

   固化剂的毒害，更为重要的是体现在对皮肤和黏膜的刺激性上。因为胺是有机碱，能溶于水和脂肪，所以也能在皮肤的脂肪中溶解、浸透，引起皮炎。长时间的刺激，易导致泛发性强皮炎症，出现点状红斑，形成水泡，开裂甚至形成片状剥落，以致于组织坏死。Hine等人进行过有关详细的研究工作，其结果如表3-52所示。由于胺类具有较大的挥发性，其蒸气刺激眼睛可引起结膜炎、流泪和角膜水肿。在高浓度范围或较高浓度下长期接触，也会对呼吸道有明显的刺激作用，会引起气管炎、支气管炎。酸酐类对皮肤的刺激性较弱，但它的粉尘对眼和鼻、喉等呼吸道的黏膜的刺激相当强，可引起支气管炎。

3. 固化剂的过敏作用。

   所谓过敏，即某化合物一旦对人体的皮肤作用后，形成过敏体，在下一次或以后的多次反复接触中，并不因为接触程度如何，皮炎也会发生。出现这种情况后，应中断接触该种过敏化合物的工作。过敏作用的发生比较复杂，采用布丁试验，对动物进行研究。美国塑料工业协会(SPI)推出了自己的标准。

4. 固化剂的其他毒害作用。

   除了芳胺、杂环胺类固化剂对内脏的损害外，联苯芳香胺具有致癌性，已经禁止生产、使用。间苯二胺、二氨基二苯基砜已为众多毒物学工作者证实没有致癌性，对以前的看法予以否定。

• 操作：

1. 用毒性低的固化剂取代毒性大的。

2. 改善操作环境，将操作区域与非操作区域有意识地划开，尽可能自动化、密闭化，安装通风设施等等。

3. 加强劳动保护，采用防护手套、服装等办法，尽量避免固化剂与皮肤接触。

4. 操作场所及时清扫，保持卫生。

5. 及时清洗手、脸等外露皮肤，如果眼、喉等器官受到侵害，应请医生处理。

• 其他：

1. 环氧树脂(主要讨论双酚A型)的原料

   环氧氯丙烷：由于环氧基、氯取代基的存在，毒性颇大，在240ug/g的环境中4h即可使老鼠致死。Gage提出最大允许值MAC为5ug/g，另外对眼、鼻、咽刺激性也很大；双酚A：Borman提出LD50为2.4g/kg，所以认为工业有害性是很小的。

2. 双酚A型环氧树脂Epon815、820、828、1001、1007，以及间苯二酚缩水甘油醚类化合物，毒性都被证实是很低的，通常LD50值在10～30g/kg范围。Hine等人认为稀释剂单缩水甘油醚类化合物的毒性，主要表现在对皮肤的刺激上，经口毒性LD50值也是很低的。

3. 环氧树脂固化物的毒性

   将固化的普通环氧树脂(在邻苯二甲酸二辛酯中，含量为50%～70%)混合于食物中(约占10%)，经口给老鼠吃26周时间，仅仅引起体重减少，未引起内部病状。而用未固化的Epon828树脂混合于食物中(占5%左右)，经26周喂食，老鼠死亡数增加。因此，可以认为固化完全的环氧树脂(双酚A型)是无毒的。但是，如果固化不完全则另当别论。

H. 环氧树脂固化剂

环氧树脂是一类具有良好的粘接性、电绝缘性、化学稳定性的热固性高分子材料,作为胶粘剂、涂料和复合材料等的树脂基体,广泛应用于建筑、机械、电子电气、航空航天等领域。环氧树脂使用时必须加入固化剂,并在一定条件下进行固化反应,生成立体网状结构的产物,才会显现出各种优良的性能,成为具有真正使用价值的环氧材料。因此固化剂在环氧树脂的应用中具有不可缺少的,甚至在某种程度上起着决定性的作用。环氧树脂潜伏性固化剂是近年来国内外环氧树脂固化剂研究的热点。所谓潜伏性固化剂,是指加入到环氧树脂中与其组成的单组分体系在室温下具有一定的贮存稳定性,而在加热、光照、湿气、加压等条件下能迅速进行固化反应的固化剂,与目前普遍采用的双组分环氧树脂体系相比,由潜伏性固化剂与环氧树脂混合配制而成的单组分环氧树脂体系具有简化生产操作工艺,防止环境污染,提高产品质量,适应现代大规模工业化生产等优点。

环氧树脂潜伏性固化剂的研究一般通过物理和化学的手段,对普通使用低温和高温固化剂的固化活性加以改进,主要采取以下两种改进方法:一是将一些反应活性高而贮存稳定性差的固化剂的反应活性进行封闭、钝化;二是将一些贮存稳定性好而反应活性低的固化剂的反应活性提高、激发。最终达到使固化剂在室温下加入到环氧树脂中时具有一定的贮存稳定性,而在使用时通过光、热等外界条件将固化剂的反应活性释放出来,从而达到使环氧树脂迅速固化的目的。本文就国内外环氧树脂潜伏性固化剂的研究进展作一基本概述。

1 环氧树脂潜伏性固化剂

1.1 改性脂肪族胺类

脂肪族胺类固化剂如乙二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺等是常用的双组分环氧树脂室温固化剂,通过化学改性的方法,将其与有机酮类化合物进行亲核加成反应,脱水生成亚胺是一种封闭、降低其固化活性,提高其贮存稳定性的有效途径。

这种酮亚胺型固化剂与环氧树脂组成的单组分体系通过湿气和水分的作用而使酮亚胺分解成胺因此在常温下即可使环氧树脂固化。但一般固化速度不快,使用期也较短,原因是亚胺氮原子上的孤对电子仍具有一定的开环活性。为解决这一问题,武田敏之用羰基两端具有立体阻碍基团的酮3-甲基-2 -丁酮与高活性的二胺1,3 二氨甲基环己烷反应得到的酮亚胺不仅具有较高的固化反应活性,而且贮存稳定性明显改善。另外日本专利报道采用聚醚改性的脂肪族胺类化合物与甲基异丁基酮反应得到的酮亚胺也是一种性能良好的环氧树脂潜伏性固化剂。脂肪族胺类固化剂通过与丙烯腈、有机膦化合物,过渡金属络合物的反应,也可使其固化反应活性降低,从而具有一定的潜伏性。

1.2 芳香族二胺类

芳香胺由于具有较高的Tg而受到重视,但由于其的剧毒性而限制了应用。经改性制得的芳香族二胺类固化剂则具有Tg高、毒性低、吸水率低、综合性能好的优点。近年来研究较多的芳香族二胺类固化剂有二胺基二苯砜(DDS)、二胺基二苯甲烷(DDM)、间苯二胺(m PDA)等,其中以DDS研究得最多最成熟,成为高性能环氧树脂中常用的固化剂。DDS用作环氧树脂潜伏性固化剂时,与MP DA、DDM等芳香二胺相比,由于其分子中有强吸电子的砜基,反应活性大大降低,其适用期也增长。在无促进剂时,100克环氧树脂配合物的适用期可达1年,固化温度一般要达到200℃。为了降低其固化温度,常加入促进剂以实现中温固化。近年来为了改善体系的湿热性能和韧性,对DDS进行了改性,开发出多种聚醚二胺型固化剂,使得它们在干燥时耐热性有所降低,这些二胺因两端胺基间的距离较长,造成吸水点氨基减少,并且具有优良的耐冲击性。

1.3 双氰胺类

双氰胺又称二氰二胺,很早就被用作潜伏性固化剂应用于粉末涂料、胶粘剂等领域。双氰胺与环氧树脂混合后室温下贮存期可达半年之久。双氰胺的固化机理较复杂,除双氰胺上的4个氢可参加反应外,氰基也具有一定的反应活性。双氰胺单独用作环氧树脂固化剂时固化温度很高,一般在150～170℃之间,在此温度下许多器件及材料由于不能承受这样的温度而不能使用,或因为生产工艺的要求而必须降低单组分环氧树脂的固化温度。解决这个问题的方法有两种,一种是加入促进剂,在不过分损害双氰胺的贮存期和使用性能的前提下,降低其固化温度。这类促进剂很多,主要有咪唑类化合物及其衍生物和盐、脲类衍生物、有机胍类衍生物、含磷化合物,过渡金属配合物及复合促进剂等,这些促进剂都可以使双氰胺的固化温度明显降低,理想的固化温度可降至120℃左右,但同时会使贮存期缩短,而且耐水性能也会受到一定的影响。

另一种降低单组分环氧树脂固化温度的有效方法是通过分子设计的方法对双氰胺进行化学改性。在双氰胺分子中引入胺类,特别是芳香族胺类结构,以制备双氰胺衍生物,如瑞士Ciba Geigy公司开发的HT 2833,HT 2844是一种用3,5 二取代苯胺改性的双氰胺衍生物,其化学结构式如下:

据报道,此类固化剂与环氧树脂相溶性较好,贮存期长,固化速度快,在100℃下固化1h,剪切强度可达25MPa,150℃固化30min,剪切强度可达27MPa。日本旭化成工业公司研制的粉末涂料专用固化剂AEHD-610,AEHD-210也是一种改性双氰胺衍生物。另外,日本有采用芳香族二胺如4,4’ 二氨基二苯甲烷(DDM),4,4’ 二氨基二苯醚(DDE),4,4’ 二氨基二苯砜(DDS),对二甲苯胺(DMB)分别与双氰胺反应制得其衍生物的报道。上述引入苯环后的双氰胺衍生物与双酚A型环氧树脂的相溶性与双氰胺相比明显增加,与E 44环氧树脂组成的单组分体系在室温贮存期长达半年之久,固化温度均低于双氰胺。

国内有关对双氰胺进行化学改性得到双氰胺衍生物的报道较少,温州清明化工采用环氧丙烷与双氰胺反应制得了双氰胺MD 02,其熔点154～162℃,比双氰胺的熔点(207～210℃)低了45℃左右,采用100份E 44环氧树脂,15份MD 02和0 5份2 甲基咪唑组成的配方,150℃下凝胶的时间为4min。用苯胺 甲醛改性双氰胺所得的衍生物与双酚A型环氧树脂混溶性增加,在丙酮和酒精的混合溶液中有良好的溶解性,且反应活性增加,贮存性也较长。

1.4 咪唑类

咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑等咪唑类固化剂是一类高活性固化剂,在中温下短时间即可使环氧树脂固化,因此其与环氧树脂组成的单组分体系贮存期较短,必须对其进行化学改性,在其分子中引入较大的取代基形成具有空间位阻的咪唑类衍生物,或与过渡金属Cu、Ni、Co、Zn等的无机盐反应生成相应的咪唑盐络合物,才能成为在室温下具有一定贮存期的潜伏性固化剂。对咪唑类固化剂进行化学改性的方法很多,从反应机理上来看,主要有两种:一种是利用咪唑环上1位仲胺基氮原子上的活泼氢对其进行改性,这类改性剂有异氰酸酯、氰酸酯、内酯等,改性后所得的咪唑类衍生物具有较长的贮存期和良好的机械性能。另一种方法是利用咪唑环上3位N原子的碱性对其改性,使它与具有空轨道的化合物复合,这类物质包括有机酸、金属无机盐类、酸酐、TCNQ、硼酸等。其中金属无机盐类一般是含具有空轨道的过渡金属离子,如Cu2+、Ni2+、Zn2+、Cd2+、Co2+等,它们与咪唑形成配位络合物,具有很好的贮存性,而在150～170℃迅速固化,但无机盐类、有机酸及其盐类等的引入,将会破坏原咪唑固化产物的耐水解性和耐湿热性。

国内对咪唑类潜伏性固化剂的研究较少,国外市场则相对较多。日本第一工业制药株式会社将各种咪唑与甲苯二异氰酸酯(TDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、六次甲基二异氰酸酯(HDI)反应制成封闭产物,减弱了咪唑环上胺基的活性,有较长使用期,当温度上升到100℃以上,封闭作用解除,咪唑恢复活性,环氧树脂固化。

1.5 有机酸酐类

有机酸酐类固化剂与双氰胺相似,具有较好的贮存稳定性,尽管固化温度较高,可是固化产物的力学性能、介电性能和耐热性能均较好。不过这类固化剂由于酸酐键容易水解的缘故而耐湿性较差,并且不容易进行化学改性,因此一般采用添加促进剂的方法降低有机酸酐类固化剂的固化温度。有机酸酐类固化剂常用的固化促进剂包括叔胺和叔胺盐,季膦盐,路易斯酸-胺络合物,乙酰丙酮过渡金属络合物等。

1.6 有机酰肼类与双氰胺一样,有机酰肼也是一种高熔点固体,但其固化温度比双氰胺低。有机酰肼与环氧树脂组成的单组分环氧树脂胶体系的贮存期可达4个月以上,常用的有机酰肼化合物有:琥珀酸酰肼、己二酸二酰肼、癸二酸酰肼、间苯二甲酸酰肼和对羟基安息香酸酰肼(POBH)等。不同种类的有机酰肼固化温度不尽相同,由于其固化温度较高,故常加入促进剂来降低固化温度,所用的促进剂与双氰胺基本相同。

1.7 路易斯酸

胺络合物类路易斯酸 胺络合物是一类有效的环氧树脂潜伏性固化剂,由BF3、AlCl3、ZnCl2、PF5等路易斯酸与伯胺或仲胺形成络合物而成。作为环氧树脂的固化剂,这类络合物常温下相当稳定,而在120℃时则快速固化环氧树脂,其中研究最多的是三氟化硼-胺络合物。据报道,一种合成的新型三氟化硼-胺络合物BPEA-2具有良好的潜伏性、粘接性能和韧性。路易斯酸 胺络合物也是酸酐类和芳香胺类潜伏性固化剂常用的促进剂。

1.8 微胶囊类

微胶囊类环氧树脂潜伏性固化剂实际上是利用物理方法,将室温双组分固化剂采用微细的油滴膜包裹,形成微胶囊,加入到环氧树脂中后将固化剂的固化反应活性暂时封闭起来,而通过加热、加压等条件使胶囊破裂,释放出固化剂,从而使环氧树脂固化。微胶囊类环氧树脂潜伏性固化剂的成膜剂包括纤维素、明胶、聚乙烯醇、聚酯、聚砜等,由于制备工艺要求严格,胶囊膜的厚度对贮存、运输和使用会带来不同程度影响。

2 结语

虽然环氧树脂潜伏性固化剂的种类很多,但是每种类型的固化剂都有一定的优点和缺点,到目前为止,仍然没有发现一种性能特别优良,十分理想的潜伏性固化剂。目前环氧树脂潜伏性固化剂的研究主要集中在双氰胺类,咪唑类和芳香族二胺类固化剂。同时在达到潜伏性固化剂使用中降低固化温度、缩短固化时间、延长适用期的要求的基础上,进一步解决环氧树脂固化产物耐水、耐热,以及提高韧性等问题,也是今后环氧树脂潜伏性固化剂研究的重点。不仅如此,随着人们对环境保护意识的提高,低毒和无毒的环保型环氧树脂潜伏固化剂的研究也是必然的趋势。

I. 环氧树脂固化剂的种类有哪些

固化剂种类：

常用环氧树脂固化剂有脂肪胺、脂环胺、芳香胺回、聚酰胺、酸答酐、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。