新技術(shù)材料研究
產(chǎn)品涵蓋低聚物、樹脂及膠粘劑兩大系列近百種產(chǎn)品
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產(chǎn)品涵蓋低聚物、樹脂及膠粘劑兩大系列近百種產(chǎn)品
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氧樹脂固化劑是與環(huán)氧樹脂發(fā)生化學(xué)反應(yīng),形成網(wǎng)狀立體聚合物。
分類---
堿性類固化劑WTF:包括脂肪族二胺和多胺、芳香族多胺、其它含氮化合物及改性脂肪胺。
酸性類固化劑:包括有機(jī)酸、酸酐、三氟化硼及其絡(luò)合物。
加成型固化劑:這類固化劑與環(huán)氧基發(fā)生加成反應(yīng)構(gòu)成固化產(chǎn)物一部分鏈段,并通過逐步聚合反應(yīng)使線型分子交聯(lián)成體型結(jié)構(gòu)分子,這類固化劑又稱瓜型固化劑。
催化型固化劑:這類固化劑僅對環(huán)氧樹脂發(fā)生引發(fā)作用,打開環(huán)氧基后,催化環(huán)氧樹脂本身聚合成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),生成以醚鍵為主要結(jié)構(gòu)的均聚物。
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,如加入量過少,則固化產(chǎn)物連接著末反應(yīng)的環(huán)氧基。因此,對這類固化劑來講,存在著一個合適的用量。而催化型固化劑則以陽離子方式,或者陰離子方式使環(huán)氧基開環(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,增加用量會使固化速度加快。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始固化反應(yīng),因而也呈現(xiàn)出一種潛伏狀態(tài)。所以,可稱之為功能性潛伏型固化劑。
潛伏型固化劑指的是與環(huán)氧樹脂混合后,在室溫條件下相對長期穩(wěn)定(環(huán)氧樹脂一般要求在3個月以上,才具有較大實用價值,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。所以,在有的書上也把這些品種劃為潛伏型固化劑,實際上可稱之為功能性潛伏型固化劑。因為潛伏型固化劑可與環(huán)氧樹脂混合制成一液型配合物,簡化環(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。潛伏型固化劑在國外日益引起重視,可以說是研究與開發(fā)的重點課題,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。
伯胺和仲胺對環(huán)氧樹脂的固化作用是由氮原子上的活潑氫打開環(huán)氧基團(tuán),而使之交聯(lián)固化。脂肪族多元胺如乙二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、二乙氨基丙胺等活性較大,能在室溫使環(huán)氧樹脂交聯(lián)固化;而芳香族多元胺活性較低,如間苯二胺,得在150℃固化才能完全。
二元酸及其酐如順丁烯二酸酐、鄰苯二甲酸酐可以固化環(huán)氧樹脂,但必須在較高溫度下烘烤才能固化完全。酸酐首先與環(huán)氧樹脂中的羥基反應(yīng)生成單酯,單酯中的羧基與環(huán)氧基發(fā)生加成酯化而成雙酯。
低分子量聚酰胺樹脂是亞油酸二聚體或桐油酸二聚體與脂肪族多元胺如乙二胺,二乙烯三胺反應(yīng)生成的一種琥珀色粘稠狀樹脂。
這種固化劑在一般條件下是穩(wěn)定的,但當(dāng)加熱到一定的溫度時,才顯示其活性而固化環(huán)氧樹脂。如雙氰胺,與環(huán)氧樹脂混合在一起,在常溫下是穩(wěn)定的。若在145-165℃,則能使環(huán)氧樹脂在30分鐘內(nèi)固化。三氮化硼乙胺絡(luò)合物,常溫也是穩(wěn)定的,在100℃以上時能固化環(huán)氧樹脂
(1) 多功能性(具有固化、增韌、阻燃、促進(jìn)等功能)固化劑成為人們追求的理想產(chǎn)品。
由于開發(fā)全新結(jié)構(gòu)且富有優(yōu)異性能的環(huán)氧樹脂進(jìn)展不大,從而適應(yīng)樹脂改性要求的功能助劑成為人們追求的目標(biāo),一劑多能產(chǎn)品越來越多。
(2) 快速固化、低溫固化及最小吸水率的固化劑發(fā)展迅速。
(3) 特殊功能的固化劑也有了很大發(fā)展,如彈性固化劑。
① 固化劑低毒、無毒化。
② 現(xiàn)代固化劑發(fā)展中的一個特點是,人們不僅關(guān)注固化劑在生產(chǎn)和使用過程中的毒性及環(huán)境污染問題,而且重視廢棄環(huán)氧樹脂制品的環(huán)境污染問題。在發(fā)達(dá)國家,初級的多烯多膠、芳香胺已全部被無毒或低毒的改性胺所取代。
③ 適應(yīng)特殊環(huán)境(潮濕、水下、戶外等)使用的固化劑頗受歡迎。
④ 為適應(yīng)環(huán)氧樹脂的高性能化要求,電性能、力學(xué)性能、機(jī)械性能優(yōu)良的固化劑將得到很大發(fā)展。
⑤ 電子束和光固化型固化劑愈來愈引起人們的重視。
⑥ 粉末涂料專用固化劑、水性環(huán)氧樹脂涂料專用水溶性固比劑和單組分膠粘劑專用固化劑用量很大,前景廣闊。
① 改性技術(shù)倍受青睬,應(yīng)用日益廣泛,如脂肪胺改性;—環(huán)氧樹脂香胺改性(尤其是間苯二胺、間苯二甲胺改性);酸配改性及液態(tài)化;雙氰胺改性及液態(tài)化;咪唑改性及液態(tài)化,以及改性低分子量聚酷胺。
② 復(fù)配增效和集裝化技術(shù)方興未艾。受毒性、環(huán)保法規(guī)、成本、效能等因素制約,全新結(jié)構(gòu)的固化劑開發(fā)愈加困難,通過復(fù)配集裝而提高效能日益成為開發(fā)新型固化劑的有效途徑。
③ 固態(tài)固化劑液態(tài)化技術(shù)很有發(fā)展前途,如常溫下呈固態(tài)的酸酐、雙氰胺等通過改性使其在常溫下至液態(tài),不僅能提高其操作和使用性能,又能節(jié)省能源。
④ 固化劑生產(chǎn)操作和包裝精細(xì)化。
1、環(huán)氧樹脂(主要討論雙酚A型)的原料
環(huán)氧氯丙烷:由于環(huán)氧基、氯取代基的存在,毒性頗大,在240μg/g的環(huán)境中4h即可使老鼠致死。******允許值MAC為5μg/g,另外對眼、鼻、咽刺激性也很大;雙酚A:LD50為2.4g/kg,所以認(rèn)為工業(yè)有害性是很小的。
2、雙酚A型環(huán)氧樹脂Epon815、820、828、1001、1007,以及間苯二酚縮水甘油醚類化合物,毒性都被證實是很低的,通常LD50值在10~30g/kg范圍。稀釋劑單縮水甘油醚類化合物的毒性主要表現(xiàn)在對皮膚的刺激上,經(jīng)口毒性LD50值也是很低的。
3、環(huán)氧樹脂固化物的毒性將固化的普通環(huán)氧樹脂(在鄰苯二甲酸二辛酯中,含量為50%~70%)混合于食物中(約占10%),經(jīng)口給老鼠吃26周時間,僅僅引起體重減少,未引起內(nèi)部病狀。而用未固化的Epon828樹脂混合于食物中(占5%左右),經(jīng)26周喂食,老鼠死亡數(shù)增加。因此,可以認(rèn)為固化完全的環(huán)氧樹脂(雙酚A型)是無毒的。但是,如果固化不完全則另當(dāng)別論。