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環(huán)氧樹脂固化劑的類別與性能

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2014-09-23  來(lái)源:復(fù)材應(yīng)用技術(shù)網(wǎng)  瀏覽次數(shù):45

       根據(jù)多元分類法可將環(huán)氧樹脂固化劑分為:顯在型固化劑、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(kāi)環(huán)氧基的環(huán)進(jìn)行加成聚合反應(yīng),固化劑本身參加到三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中去。這類固化劑,如加入量過(guò)少,則固化產(chǎn)物連接著末反應(yīng)的環(huán)氧基。因此,對(duì)這類固化劑來(lái)講,存在著一個(gè)合適的用量。而催化型固化劑則以陽(yáng)離子方式,或者陰離子方式使環(huán)氧基開(kāi)環(huán)加成聚合,最終,固化劑不參加到網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中去,所以不存在等當(dāng)量反應(yīng)的合適用量;不過(guò),增加用量會(huì)使固化速度加快。

      加成聚合型固化劑有多元胺、酸酐、多元酚、聚硫醇等。其中最重要、應(yīng)用最廣泛的是多元胺和酸酐,多元胺占全部固化劑的71%,酸酐類占23%。從應(yīng)用角度出發(fā),多元胺多數(shù)經(jīng)過(guò)改性,而酸酐則多以原來(lái)的狀態(tài),或者兩種、三種低溫共融混合使用。 

       而潛伏型固化劑則指的是:這類固化劑與環(huán)氧樹脂混合后,在室溫條件下相對(duì)長(zhǎng)期穩(wěn)定(一般要求在3個(gè)月以上,才具有較大實(shí)用價(jià)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(kāi)始固化反應(yīng)。這類固化劑基本上是用物理和化學(xué)方法封閉固化劑活性的。在顯在型固化劑中,雙氰胺、己二酸二酰肼這類品種,在室溫下不溶于環(huán)氧樹脂,而在高溫下溶解后開(kāi)始固化反應(yīng),因而也呈現(xiàn)出一種潛伏狀態(tài)。所以,在有的書上也把這些品種劃為潛伏型固化劑,實(shí)際上可稱之為功能性潛伏型固化劑。因?yàn)闈摲凸袒瘎┛膳c環(huán)氧樹脂混合制成一液型配合物,簡(jiǎn)化環(huán)氧樹脂應(yīng)用的配合手續(xù),其應(yīng)用范圍從單包裝膠黏劑向涂料、浸漬漆、灌封料、粉末涂料等方面發(fā)展。中國(guó)環(huán)氧樹脂行業(yè)在線(www.epoxy-e.cn)記者從國(guó)際合成樹脂機(jī)構(gòu)了解到,潛伏型固化劑在國(guó)外日益引起重視,可以說(shuō)是研究與開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)課題,各種固化劑改性新品種和配合新技術(shù)層出不窮,十分活躍。

       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(shuō),使用固化溫度高的固化劑可以得到耐熱優(yōu)良的固化物。對(duì)于加成聚合型固化劑,固化溫度和耐熱性按下列順序提高:脂肪族多胺<脂環(huán)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于芳香多胺水平。陰離子聚合型(叔胺和咪唑化古物)、陽(yáng)離子聚合型(BF3絡(luò)合物)的耐熱性基本上相同,這主要是雖然起始的反應(yīng)機(jī)理不同,但最終都形成醚鍵結(jié)合的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

       固化反應(yīng)屬于化學(xué)反應(yīng),受固化溫度影響很大,溫度增高,反應(yīng)速度加快,凝膠時(shí)間變短;凝膠時(shí)間的對(duì)數(shù)值隨固化溫度上升大體呈直線下降趨勢(shì),如圖3-2所示。但固化溫度過(guò)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。屬于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(lái)國(guó)內(nèi)研制投產(chǎn)的T -31改性胺、YH—82改性胺均可在0℃以下固化。屬于室溫固化型的種類很多:脂肪族多胺、脂環(huán)族多胺;低分子聚酰胺以及改性芳胺等。屬于中溫固化型的有一部分脂環(huán)族多胺、叔胺、瞇唑類以及三氟化硼絡(luò)合物等。屬于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、雙氰胺以及酰肼等。 

       對(duì)于高溫固化體系,固化溫度一般分為兩階段,在凝膠前采用低溫固化,在達(dá)到凝膠狀態(tài)或比凝膠狀態(tài)稍高的狀態(tài)之后,再高溫加熱進(jìn)行后固化(post-cure),相對(duì)之前段固化為預(yù)固化(pre-cure)。
 
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