樹(shù)脂用多胺類(lèi)固化劑
樹(shù)脂用多胺類(lèi)固化劑是環(huán)氧樹(shù)脂固化劑中品種最多的,主要分為四大類(lèi):?jiǎn)我欢喟?,包括脂肪族多胺、聚酰胺多胺、脂環(huán)族多胺、芳香族多胺及其它品種;混合多胺;改性多胺,包括環(huán)氧化合物加成多胺、邁克爾加成多胺、曼尼斯加成多胺、酮類(lèi)封閉的多胺;共熔混合多胺。
樹(shù)脂用多胺類(lèi)固化劑又稱(chēng)加成聚合型之二。樹(shù)脂用多胺類(lèi)固化劑固化反應機理是:多胺固化劑在與環(huán)氧樹(shù)脂反應時(shí),首先是伯胺中的活性氫與環(huán)氧基反應,生成仲胺;仲胺中的活性氫與環(huán)氧基再進(jìn)一步反應,生成叔胺。
路易斯酸對此反應能起促進(jìn)作用,其促進(jìn)作用受酸的PKa支配,排列順序為:酸>酚>醇類(lèi)>腈>硝基苯。
在應用芳香胺類(lèi)固化劑的配方中,有時(shí)需要加入促進(jìn)劑,以縮短凝膠時(shí)間,但加促進(jìn)劑會(huì )給固化物的性能帶來(lái)不利的影響。對某些胺與環(huán)氧基反應而言,加入適量的水或醇類(lèi)化合物(均含有羥基),可以加速其反應。
就苯基縮水甘油醚而言,醇的加速作用順序為:甲醇>乙醇>正丙醇>叔丁醇>異丁醇>環(huán)己醇。胺固化劑分子結構中的羥基對固化反應同樣具有加速作用。如對雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂的凝膠時(shí)間順序為:二乙烯二胺,羥乙基二乙烯三胺>雙羥乙基二乙烯三胺,不同的有機酸對胺固化劑與環(huán)氧樹(shù)脂的反應也有影響。
就雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂與胺反應而言,加人不同酸的反應速度順序為:對甲苯磺酸>水楊酸>甲酸>苯甲酸>乳酸>草酸>乙酸>正丁酸>順丁烯二酸>鄰苯二甲酸。環(huán)氧一胺固化反應中,加入物質(zhì)對反應速率的影響,可歸結為它們是否有利于產(chǎn)生氫鍵,因為氫鍵的形成加速了胺一環(huán)氧基之間的反應。
多胺固化劑固化環(huán)氧樹(shù)脂的熱效應。胺固化劑與環(huán)氧基之間的反應為放熱反應,而環(huán)氧樹(shù)脂固化成型物大多為絕熱材料,所以研究樹(shù)脂固化時(shí)的熱效應有重要意義。圖3—7比較了不同環(huán)氧-胺固化系統反應時(shí)的放熱峰值。
對苯二酚二羥乙基醚(芳香族二醇擴鏈劑HQEE)-固體是一種對稱(chēng)的芳香族二醇擴鏈劑。它與MDI有著(zhù)良好的配伍性,能明顯提高、改善制品的抗張強度、硬度和回彈性能。
HQEE/MDI是與MOCA/TDI并列的一個(gè)PU彈性體系列,使用該產(chǎn)品的PU一般用于對產(chǎn)品物理性能有高要求的領(lǐng)域.
HQEE是一種代替MOCA的新型無(wú)毒擴鏈劑。廣泛應用于MDI的PUR體系(CPU、TPU、MPU)中。能顯著(zhù)提高PUR制品的耐溫等級、力學(xué)性能(撕裂強度、剪切性、硬度、回彈性等),提高M(jìn)PU膠料儲存穩定性、防止燒焦。很好地改善和調節了PUR的性能。MDI/HQEE常用于對制品物理性能有高要求的領(lǐng)域。如:油井密封件、叉車(chē)輪胎、液壓汽缸密封件、傳送帶等PU制品,對改善高回彈微孔泡沫制品性能很有幫助。
擴鏈劑是澆注型聚氨型彈性體的三個(gè)主要組份之一。
二乙烯三胺、三乙烯四胺、N一氨乙基哌嗪,由于固化時(shí)放熱,配料溫度可以上升至200℃以上,而低分子聚酰胺固化環(huán)氧樹(shù)脂時(shí)放熱的升溫值就比較低。這說(shuō)明固化劑本身的結構對產(chǎn)生熱效應有極大的影響。
反應中生成的叔胺基,具有催化機能,但在伯胺、仲胺存在的條件下,其機能一般是難以發(fā)揮的。(注:實(shí)際應用中也會(huì )發(fā)生一些使人們認為活性氫的加成作用與叔胺的催化作用同時(shí)存在的情況。
如用二乙氨基丙胺固化雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂時(shí),當按活性氫與環(huán)氧基等物質(zhì)的量計量的二乙氨基丙胺僅消耗75%時(shí),體系中的環(huán)氧基卻消耗了95%;又如用1,6-己二胺作固化劑時(shí),按活性氫與環(huán)氧基等物質(zhì)的量計量的己二胺僅消耗50%時(shí),體系中的環(huán)氧基已消耗了95%。
對于這種情況。有人解釋為:加成反應過(guò)程放出大量的熱、同時(shí)伴隨形成的羥基,使叔胺對固化反應產(chǎn)生了催化作用。)對上述多胺的固化反應,有兩點(diǎn)需要說(shuō)明。其一,因化學(xué)結構和堿性不同有相當大的區別。
對脂肪胺來(lái)說(shuō),k1/k2≌2,在伯胺優(yōu)先反應的情況下,鏈增長(cháng)反應和基于仲胺的交聯(lián)反應平行進(jìn)行。對芳胺來(lái)說(shuō),k1/k2≌7~12,基于伯胺的反應的鏈增長(cháng)反應占壓倒優(yōu)勢。因此,環(huán)氧樹(shù)脂與脂肪族伯胺反應過(guò)程中B-階段時(shí)間很短,難以控制,而在芳香胺中卻有較長(cháng)的B-階段時(shí)間。這個(gè)B-階段時(shí)間長(cháng)短是十分重要的,利用這一特性可以制成B-階段成型材料,如粉末涂料等。
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