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乐泰胶水环氧树脂有关固化剂的讲解

作者:东莞玉明        2012年3月13日

      乐泰胶水的双酚A环氧树脂的结构稳定,能够加热到200℃不发生变化,其他环氧树脂具有无限使用期,通过固化剂使环氧树脂实现交联反应,由于固化过程中不放出H2O或其他低分子化合物,乐泰环氧树脂固化物避免了某些缩聚型高分子在热固化过程中所产生的气泡和界面上的多孔性缺陷。环氧树脂固化物性能在很大程度上取决于固化剂,其种类繁多。
一、乐泰胶水环氧树脂固化剂分类
  1. 按化学结构分为碱性和酸性两类
  1.1酸性固化剂:有机酸酐、三氟化硼及络合物。
  1.2碱性固化剂:脂肪二胺、多胺、芳香族多胺、双氰双胺、咪唑类、改性胺类。  2. 按固化机理分为加成型和催化型。
  2.1加成型固化剂:脂肪胺类、芳香族、脂肪环类、改性胺类、酸酐类、低分子聚酰胺和潜伏性胺。
  2.2催化型固化剂:三级胺类和咪唑类。
二、乐泰胶水环氧树脂固化剂的发展
  我国1998年环氧树脂产量为7.5万吨, 固化剂需求量约为2万吨, 实际的固化剂产量仅为1.2万吨, 生产厂家分布在沿海城市, 如天津、上海、江苏和浙江等地。例如:
  脂肪多胺: 常州石化厂 650吨/年
  间苯二胺: 上海柒化八厂 80吨/年
  T—31改性胺: 江苏昆山助剂厂 60吨/年
  低分子聚酰胺: 天津延安化工厂 200吨/年
  590#改性胺和593#改性胺:上海树脂厂 17吨/年
  793#改性胺: 天津合材所 6吨/年
  SK—302改性胺: 江阴颐山电子化工材料厂 5吨/年

三、乐泰胶水胺类固化剂
  1.胺类固化机理
  1.1一级胺固化机理
  若按氮原子上取代基(R)数目可分为一级胺、二级胺和三级胺;若按N数目可分为单胺、双胺和多胺;按结构可分为脂肪胺、脂环胺和芳香胺。
  一级胺对环氧树脂固化作用按亲核加成机理进行,每一个活泼氢可以打开一个环氧基团,使之交联固化。芳香胺与脂环胺的固化机理与一级胺相似(伯胺、仲胺和叔胺)
  ① 与环氧基反应生成二级胺
  ② 与另一环氧基反应生成三级胺
  ③ 生成的羟基与环氧树脂反应
  1.2固化促进机理:
  在固化体系中加入含给质子基团的化合物如苯酚,就会促进胺类固化,这可能是一个双分子反应机理,即给质子体羟基上的固发氢首先与环氧基上的氧形成氢键,是环氧基进一步极化,有利于胺类的N对环氧基Cδ+的亲核进攻,同时完成氢原子的加成。
  促进剂对环氧树脂和二乙烯二胺固化体系的凝胶化影响,例如乙二醇、甘油和苯酚使凝胶化时间缩短7min,12min和13min。
  2. 脂肪胺(脂环胺)固化剂
  在室温很快固化环氧树脂,固化反应为放热反应。热量能进一步促使环氧树脂与固化剂反应,其使用期较短。胺类固化剂与空气中的CO2 反应生成不能与环氧基起反应的碳酸铵盐而引起气泡的发生。
  脂肪胺对皮肤有一定刺激作用,其蒸汽毒性很强。

3.乐泰胶水芳香胺固化剂
  芳香胺指胺基直接与芳香环相连的胺类固化剂,其活性比脂肪胺低,要加温固化环氧树脂。

四、乐泰胶水酸酐类固化剂
  酸酐固化剂使用的配方体系粘度低,使用期长,如需高温固化,其固化物有良好热稳定性和电气性能。有机酸酐种类按结构可分为:芳香族酸酐、脂肪酸酐和卤化酸酐等类型。

五、乐泰胶水催化型固化剂
  催化型固化剂主要作用是打开环氧基,生成以醚键为主的均聚物;其用量≤10%。
  催化型固化剂分为碱性和酸性两类:酸性可促进胺类固化,例如:BF3络合物、氯化亚锡等;碱性可促进酸酐固化,主要与芳香胺和低分子聚酰胺共用,例如:三级胺、咪唑化合物和双氰双胺。

六、乐泰胶水低分子聚酰胺
  1.聚酰胺的合成
  低分子聚酰胺是亚油酸二聚体或桐油酸二聚体与脂肪多胺如乙二胺、二乙烯三胺反应生成的琥珀色粘稠树脂。
  2.低分子聚酰胺的牌号
  3.低分子聚酰胺的性能
      低分子聚酰胺挥发性小,毒性低。其分子中含有各种极性基团如一级胺基、二级胺基和酰胺基;有较长的脂肪碳链,能起到一定的增韧作用,因此,作为室温固化剂,其固化物具有一定韧性。

      聚酰胺用量多,体系柔性好,抗冲击性能好;环氧树脂(双酚A型)用量高,高温下胶接强度较高,耐化学试剂作用好。另外,聚酰胺的适用期长,容易操作。


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