環(huán)氧樹脂多胺固化劑
環(huán)氧樹脂多胺固化劑是環(huán)氧樹脂固化劑中品種最多的,主要分為四大類:單一多胺,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、酮類封閉的多胺;共熔混合多胺。
環(huán)氧樹脂多胺固化劑又稱加成聚合型之二。環(huán)氧樹脂多胺固化劑固化反應(yīng)機理是:多胺固化劑在與環(huán)氧樹脂反應(yīng)時,首先是伯胺中的活性氫與環(huán)氧基反應(yīng),生成仲胺;仲胺中的活性氫與環(huán)氧基再進一步反應(yīng),生成叔胺,此間分兩步進行。
第一步——反應(yīng)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:實際應(yīng)用中也會發(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存在的情況。
如用二乙氨基丙胺固化雙酚A環(huán)氧樹脂時,當(dāng)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,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,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,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(yīng)過程放出大量的熱、同時伴隨形成的羥基,使叔胺對固化反應(yīng)產(chǎn)生了催化作用。) 對上述多胺的固化反應(yīng),有兩點需要說明。其一,因化學(xué)結(jié)構(gòu)和堿性不同有相當(dāng)大的區(qū)別。
商品名稱:環(huán)脂胺固化劑擴鏈劑dmdc,dacm,macm
化學(xué)名稱:3,3'-二甲基-4,4-二氨基二環(huán)己基甲烷
英文名:Dimethyldicyane
CAS:6864-37-5
分子式:C15H30N2
分子量:238.41
3,3'-二甲基-4,4'-二氨基二環(huán)己基甲烷(環(huán)脂胺固化劑擴鏈劑dmdc,dacm,macm)產(chǎn)品應(yīng)用:
產(chǎn)品性能與巴斯夫(BASF)的dmdc(即 Laromin C260或Baxxodour EC331)一樣;用途如下:
1、用于環(huán)氧樹脂固化劑(高檔打磨,飾品膠);
2、環(huán)氧涂料固化劑(船舶漆,重防腐漆等工業(yè)建筑漆);
3、還氧復(fù)合材料固化劑(風(fēng)力葉片固化劑,風(fēng)力模具料固化劑,膠輥固化劑);
4、應(yīng)用用于聚氨酯(PU),聚脲噴涂彈性體(SPUA)等的擴鏈劑,助劑;
5、應(yīng)用于聚天門冬氨酸酯,聚酰胺(PA)等.
6、用于合成異氰酸酯,進一步制備成UV涂料、PU漆、透明彈性體及膠粘劑等,此外,也應(yīng)用于聚酰胺和環(huán)氧樹脂工業(yè)。
推薦用量:配合比100:32(相對于EEW=190環(huán)氧樹脂),可使用時間400min(25° 150g)。
對脂肪胺來說,k1/k2≌2,在伯胺優(yōu)先反應(yīng)的情況下,鏈增長反應(yīng)和基于仲胺的交聯(lián)反應(yīng)平行進行。對芳胺來說,k1/k2≌7~12,基于伯胺的反應(yīng)的鏈增長反應(yīng)占壓倒優(yōu)勢。因此,環(huán)氧樹脂與脂肪族伯胺反應(yīng)過程中B-階段時間很短,難以控制,而在芳香胺中卻有較長的B-階段時間。這個B-階段時間長短是十分重要的,利用這一特性可以制成B-階段成型材料,如粉末涂料等。
第二步——路易斯酸對此反應(yīng)能起促進作用,其促進作用受酸的PKa支配,排列順序為:酸>酚>醇類>腈>硝基苯。
在應(yīng)用芳香胺類固化劑的配方中,有時需要加入促進劑,以縮短凝膠時間,但加促進劑會給固化物的性能帶來不利的影響。對某些胺與環(huán)氧基反應(yīng)而言,加入適量的水或醇類化合物(均含有羥基),可以加速其反應(yīng)。
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(jié)構(gòu)中的羥基對固化反應(yīng)同樣具有加速作用。如對雙酚A環(huán)氧樹脂的凝膠時間順序為: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)氧樹脂的反應(yīng)也有影響。
就雙酚A環(huán)氧樹脂與胺反應(yīng)而言,加人不同酸的反應(yīng)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(yīng)中,加入物質(zhì)對反應(yīng)速率的影響,可歸結(jié)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(yīng)。
多胺固化劑固化環(huán)氧樹脂的熱效應(yīng)。胺固化劑與環(huán)氧基之間的反應(yīng)為放熱反應(yīng),而環(huán)氧樹脂固化成型物大多為絕熱材料,所以研究樹脂固化時的熱效應(yīng)有重要意義。圖3—7比較了不同環(huán)氧-胺固化系統(tǒng)反應(yīng)時的放熱峰值。
二乙烯三胺、三乙烯四胺、N一氨乙基哌嗪,由于固化時放熱,配料溫度可以上升至200℃以上,而低分子聚酰胺固化環(huán)氧樹脂時放熱的升溫值就比較低。這說明固化劑本身的結(jié)構(gòu)對產(chǎn)生熱效應(yīng)有極大的影響。
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