潛伏型環(huán)氧固化劑
目前潛伏型環(huán)氧固化劑的研究主要集中在雙氰胺類(lèi),咪唑類(lèi)和芳香族二胺類(lèi)固化劑。同時(shí)在達到潛伏型環(huán)氧固化劑使用中降低固化溫度、縮短固化時(shí)間、延長(cháng)適用期的要求的基礎上,進(jìn)一步解決環(huán)氧樹(shù)脂固化產(chǎn)物耐水、耐熱,以及提高韌性等問(wèn)題,也是今后潛伏型環(huán)氧固化劑研究的重點(diǎn)。
不僅如此,隨著(zhù)人們對環(huán)境保護意識的提高,低毒和無(wú)毒的環(huán)保型潛伏型環(huán)氧固化劑的研究也是必然的趨勢。
所謂潛伏性固化劑,是指加入到環(huán)氧樹(shù)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(jìn)行固化反應的固化劑。雖然環(huán)氧樹(shù)脂潛伏性固化劑的種類(lèi)很多,但是每種類(lèi)型的固化劑都有一定的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),到目前為止,仍然沒(méi)有發(fā)現一種性能特別優(yōu)良,十分理想的潛伏性固化劑。
與目前普遍采用的雙組分環(huán)氧樹(shù)脂體系相比,由潛伏性固化劑與環(huán)氧樹(shù)脂混合配制而成的單組分環(huán)氧樹(shù)脂體系具有簡(jiǎn)化生產(chǎn)操作工藝,防止環(huán)境污染,提高產(chǎn)品質(zhì)量,適應現代大規模工業(yè)化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。
潛伏性固化劑的研究一般通過(guò)物理和化學(xué)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(jìn),主要采取以下兩種改進(jìn)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(jìn)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(fā)。最終達到使固化劑在室溫下加入到環(huán)氧樹(shù)脂中時(shí)具有一定的貯存穩定性,而在使用時(shí)通過(guò)光、熱等外界條件將固化劑的反應活性釋放出來(lái),從而達到使環(huán)氧樹(shù)脂迅速固化的目的。
類(lèi)型分類(lèi)
根據分子結構,環(huán)氧樹(shù)脂大體上可分為五大類(lèi):
1、縮水甘油醚類(lèi)環(huán)氧樹(shù)脂
2、縮水甘油酯類(lèi)環(huán)氧樹(shù)脂
3、縮水甘油胺類(lèi)環(huán)氧樹(shù)脂
4、線(xiàn)型脂肪族類(lèi)環(huán)氧樹(shù)脂
5、脂環(huán)族類(lèi)環(huán)氧樹(shù)脂
外觀(guān):白色粉末
鐵(PPM)≤5
羥基含量%≥99
鈉(PPM)≤10
羥值,mgKOH.g-1728~782
鉀(PPM)≤100
熔點(diǎn)°C≥108°C
磷(PPM)≤10
色度(PT-CO)≤150#
硅(PPM)≤1
水份%≤0.3
硫酸根離子(PPM)≤10
灰分%≤0.03
醛%≤0.03
酸值mgKOH/g374.3-378.2
丙酮-三乙胺溶解試驗:澄澈透明
2,2-二羥甲基丁酸(擴鏈劑親水劑dmba)用途:dmba是帶有兩個(gè)活性的羥甲基團的新戊基羧酸,因此可以被用作合成水性高分子體系,可廣泛用于水溶性聚氨酯、聚酯、環(huán)氧樹(shù)脂等方面。dmba在不同溶劑中具有比dmpa更好的溶解性能,因此可以使工作效率得到很大的改善。
dmba被視為水性聚氨酯用新一代綠色環(huán)保型擴鏈劑和內乳化劑,生產(chǎn)水性聚氨酯膠黏劑,無(wú)需使用有機溶劑,有機殘留物為零。不存在使用dmpa熔點(diǎn)高、溶解慢、反應時(shí)間長(cháng)、能耗高、產(chǎn)品性能差、需要加入有機溶劑、溶劑殘留量大等問(wèn)題。還可用于水性環(huán)氧樹(shù)脂、聚酯等膠黏劑的制造。目前水性聚氨酯、水性樹(shù)脂、水性膠粘劑、水性涂料等水性產(chǎn)品多用途改性助劑(親水擴鏈劑),作為單體,改性過(guò)程中,二羥甲基丁酸(dmba)無(wú)需添加任何有機溶劑(以水代替),生產(chǎn)工藝更加簡(jiǎn)單,性能穩定,.其中二羥甲基丙酸(dmpa)以?xún)?yōu)越的性?xún)r(jià)比使得其在水性領(lǐng)域應用較為普遍!
用途:
1.水性聚氨酯/聚酯體系涂料、膠粘劑、皮革涂飾的生產(chǎn)中。
2.涂料助劑,用于水溶性聚氨酯、環(huán)氧樹(shù)脂、膠粘劑等。
3.dmba是帶有兩個(gè)活性的羥甲基團的新戊基羧基,因此可以被用作合成水性高分子體系,可廣泛用于水溶性聚氨酸、聚酯、環(huán)氧樹(shù)脂等方面。dmba在不同溶劑中具有比dmpa更好的溶解性,因此可以使工作效率得到很大的改善。
dmba和dmpa相比,dmba存在如下明顯優(yōu)點(diǎn):
(1). dmba在有機溶劑中有更好的溶解性,下表為dmba與dmpa在不同溫度下,在不同溶劑中的溶解度數據;(單位g/100g溶劑)
由于dmba具有優(yōu)良的溶解性和低熔點(diǎn),因而它在合成水性聚氨酯乳液過(guò)程不需要溶劑或少加溶劑。
(2).高反應率,反應速度快,反應溫度低。合成聚氨酯預聚體反應時(shí)間短,一般只要50-60分鐘,而dmpa則要150-180分鐘。這是因為dmba結構中比dmpa多了一個(gè)亞甲基,使羧基與亞甲基的距離加大,羧基與異氰酸酯的空間位阻減少,從而使反應速率增大。
(3).用于水性聚氨酯乳液其粒徑更細且分布窄,膠膜性能優(yōu)異,光澤度高。
環(huán)氧樹(shù)脂軟化劑應用特性
1、形式多樣。各種樹(shù)脂、固化劑、改性劑體系幾乎可以適應各種應用對形式提出的要求,其范圍可以從極低的粘度到高熔點(diǎn)固體。
2、固化方便。選用各種不同的固化劑,環(huán)氧樹(shù)脂體系幾乎可以在0~180℃溫度范圍內固化。
3、粘附力強。環(huán)氧樹(shù)脂分子鏈中固有的極性羥基和醚鍵的存在,使其對各種物質(zhì)具有很高的粘附力。環(huán)氧樹(shù)脂固化時(shí)的收縮性低,產(chǎn)生的內應力小,這也有助于提高粘附強度。
4、收縮性低。環(huán)氧樹(shù)脂和所用的固化劑的反應是通過(guò)直接加成反應或樹(shù)脂分子中環(huán)氧基的開(kāi)環(huán)聚合反應來(lái)進(jìn)行的,沒(méi)有水或其它揮發(fā)性副產(chǎn)物放出。它們和不飽和聚酯樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂相比,在固化過(guò)程中顯示出很低的收縮性(小于2%)。
5、力學(xué)性能。固化后的環(huán)氧樹(shù)脂體系具有優(yōu)良的力學(xué)性能。
6、電性能。固化后的環(huán)氧樹(shù)脂體系是一種具有高介電性能、耐表面漏電、耐電弧的優(yōu)良絕緣材料。
7、化學(xué)穩定性。通常,固化后的環(huán)氧樹(shù)脂體系具有優(yōu)良的耐堿性、耐酸性和耐溶劑性。像固化環(huán)氧體系的其它性能一樣,化學(xué)穩定性也取決于所選用的樹(shù)脂和固化劑。適當地選用環(huán)氧樹(shù)脂和固化劑,可以使其具有特殊的化學(xué)穩定性能。
8、尺寸穩定性。上述的許多性能的綜合,使環(huán)氧樹(shù)脂體系具有突出的尺寸穩定性和耐久性。
9、耐霉菌。固化的環(huán)氧樹(shù)脂體系耐大多數霉菌,可以在苛刻的熱帶條件下使用。
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