環氧樹脂固化劑的吸水性
Ⅰ 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。
Ⅱ 環氧樹脂固化劑吸潮會造成什麼影響
歡顏樹脂固化劑有很多種類的，最常見的為常溫固化的胺/改性胺類固化劑、中回/高溫固化的酸酐類答/咪唑類固化劑、低溫固化的硫醇類固化劑等。通常我們講的都是常溫固化的胺/改性胺類固化劑，又分為脂肪胺 脂環胺 聚醯胺 芳香胺 酚醛胺 聚醚胺等，胺類固化劑吸潮會在固化劑表面形成一層膜，吸水嚴重的會產生白色結晶體而失效（例如異佛爾酮二胺吸水），失效是胺吸水後再與空氣中的二氧化碳反應形成銨鹽而失效。對於胺類固化劑來講，微量的水分存在可能能夠促進固化反應的進行，但隨著含水量的增加固化速度會減慢，固化過程中容易在表面形成銨鹽化發白、發粘的現象。以T31固化劑為例，含水量在5%以下時，與環氧樹脂混合時是透明的，固化後膠層表面光澤度是很好的，膠層是透明的；含水量在10%左右調教就會出現發白的現象，固化後膠層表面有發粘現象，膠層是白色的；含水量在15%以上時，調出來是乳白色，固化後表面黏糊糊怎麼也幹不了。
Ⅲ 環氧樹脂用固化劑的特點是什麼
環氧樹脂是建築腔黏劑中的一種主要黏料，作為環氧樹脂的固化劑具有以下特點：
(1)品種繁多，類型各異。不同品種的固化劑所給予的粘接性能不同，並且固化反應機理也不相同。即使同是胺類固化劑
，其脂盼皓接與掇胺(三級璉)韻反應帆理就不一樣。因此應特剮認識這一點。
(2)有可供選擇的固化條件。有的工程或粘接件需在常溫進行固化(建築施工用膠)，可選用常溫固化劑
，還可選用潛伏性固化莉，將膠黏荊配製成使用方便的單組舟環氧膠等。如果粘搓後的物件需要高溫使用，可選用加溫固化荊，也就是選用耐溫膠。還可以通過對固化劑的選擇，改變膠黏劑的固化時問，快則幾分鍾就固化了(如多硫醇)，慢則可長達有幾天的適用期。這些均給膠黏劑工藝在使用中帶來很大方便。
(3)大多數環氧樹脂的固化劑
，可以進行化學改性，使之在性能上更加完善、優良，在施工工藝性能上更加方便，價格上更加低廉，並且可具有獨特的功能。如將固體酸酐、固體芳胺固化劑進行液體化，使用方便；叉如利用化學改性胺類固化劑
，通常可達到性能更優、使用更方便、價格更便宜、毒性更低的長處。有的經過改性可調節固化的快慢速度，有的則賦予新的功能，如可以水下固化、可更耐高溫等。固化劑的改性工作近年來發展很快，現在已有了固化劑與主料共混的單組分室溫固化的環氧膠，這得益於新型改性固化劑的發明。
(4)環氧樹脂固化劑大多數來源廣泛，價格適中，有較大的選擇空間。
Ⅳ 環氧樹脂的固化原理
原理：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。
一般認為它通過四種途徑的反應而成為熱固性產物。
（1）環氧基之間開環連接；
（2）環氧基與帶有活性氫官能團的硬化劑反應而交聯；
（3）環氧基與硬化劑中芳香的或脂肪的羥基的反應而交聯；
（4）環氧基或羥基與硬化劑所帶基團發生反應而交聯。
(4)環氧樹脂固化劑的吸水性擴展閱讀：
對環氧樹脂膠黏劑的分類在行業中還有以下幾種分法：
1、按其主要組成 分為純環氧樹脂膠黏劑和改性環氧樹脂膠黏劑；
2、按其專業用途 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；
3、按其施工條件 分為常溫固化型膠、低溫固化型膠和其他固化型膠；
4、按其包裝形態 可分為單組分型膠、雙組分膠和多組分型膠等；
還有其他的分法，如無溶劑型膠、有溶劑型膠及水基型膠等。但以組分分類應用較多。
其它類型
（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 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，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
Ⅳ 環氧樹脂固化劑的幾種改性方法
最常用的來的環氧樹脂是雙酚A型環氧源樹脂，最常用的是E44/E51兩種牌號。另外環氧樹脂有雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、雙酚S型環氧樹脂、雙酚H型環氧樹脂、酚醛環氧樹脂、多官能縮水甘油醚環氧樹脂、多官能縮水甘油胺環氧樹脂、鹵化環氧樹脂等等。
常用的固化劑也有很多種：脂肪胺/改性脂肪胺固化劑，脂環胺/改性脂環胺固化劑，低分子聚醯胺固化劑、芳香胺/改性芳香胺固化劑，酚醛胺固化劑，酸酐類固化劑，咪唑類固化劑，硫醇類固化劑等等。
Ⅵ 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
Ⅶ 環氧樹脂和固化劑使用時進水可以嗎
看使用的要求吧，你可以購買預促型的膠衣樹脂，也可以自己自行添加促進劑和固化劑，這樣比較靈活控制膠衣的固化時間。
Ⅷ 環氧樹脂用什麼固化劑有害性小
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，因內此不少環氧樹脂因容此「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
Ⅸ 環氧樹脂使用時為什麼需要加固化劑，固化劑用量
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(0.250.45)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1020%，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50300%之間，需加固化劑;聚醯胺樹脂、酚醛樹脂用量一般為50100%，聚酯樹脂用量一般在2030%，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(2735%)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525%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。
Ⅹ 環氧樹脂固化劑油性大是什麼問題
環氧樹脂固化劑油性大是什麼問題
歡顏樹脂固化劑有很多種類的，最常見的為常溫固化的內胺/改性胺類固化劑容、中/高溫固化的酸酐類/咪唑類固化劑、低溫固化的硫醇類固化劑等。通常我們講的都是常溫固化的胺/改性胺類固化劑，又分為脂肪胺 脂環胺 聚醯胺 芳香胺 酚醛胺 聚醚胺等，胺類固化劑吸潮會在固化劑表面形成一層膜，吸水嚴重的會產生白色結晶體而失效（例如異佛爾酮二胺吸水），失效是胺吸水後再與空氣中的二氧化碳反應形成銨鹽而失效。對於胺類固化劑來講，微量的水分存在可能能夠促進固化反應的進行，但隨著含水量的增加固化速度會減慢，固化過程中容易在表面形成銨鹽化發白、發粘的現象。以T31固化劑為例，含水量在5%以下時，與環氧樹脂混合時是透明的，固化後膠層表面光澤度是很好的，膠層是透明的；含水量在10%左右調教就會出現發白的現象，固化後膠層表面有發粘現象，膠層是白色的；含水量在15%以上時，調出來是乳白色，固化後表面黏糊糊怎麼也幹不了。