酸酐(Anhydrides)固化劑
酸酐(Anhydrides)固化劑使用的配方體系粘度低,使用期長(zhǎng),如需高溫固化,酸酐(Anhydrides)固化劑固化物有良好熱穩(wěn)定性和電氣性能。有機(jī)酸酐種類按結(jié)構(gòu)可分為:芳香族酸酐、脂肪酸酐和鹵化酸酐等類型。
1.酸酐類固化機(jī)理
酸酐固化環(huán)氧樹脂的反應(yīng),需要樹脂/酸酐體系中少量的醇和水、游離酸等促進(jìn)劑,經(jīng)加熱才能緩慢的固化。因此,酸酐并不直接與環(huán)氧基作用發(fā)生化學(xué)反應(yīng),必須打開酸酐的環(huán)。
活潑氫對(duì)酸酐開環(huán)的影響
雙酚A環(huán)氧中含有羥基,可以打開酸酐。一羥基產(chǎn)生一個(gè)羧基,多元醇可以把兩個(gè)酸酐分子連接起來,起到交聯(lián)作用。加入含羥基化合物如乙二醇、甘油、含羥基的低分子聚醚等,可以加速開環(huán)反應(yīng),水可以使酸酐產(chǎn)生兩個(gè)羧基,因此濕度對(duì)酸酐固化有影響。
酯化反應(yīng):這是酸酐固化環(huán)氧樹脂的主要反應(yīng),羧基與環(huán)氧基加成,生成酯基。酯化反應(yīng)生成的羧基,進(jìn)一步使酸酐開環(huán),與環(huán)氧基反應(yīng),最后生成立體結(jié)構(gòu);在高溫下,一些羧基可以催化環(huán)氧基開環(huán),生成以醚鍵為主的結(jié)構(gòu)。
三級(jí)胺(叔胺)對(duì)酸酐開環(huán)的影響
三級(jí)胺與酸酐形成一個(gè)離子對(duì),環(huán)氧基插入此離子對(duì),羧基負(fù)離子打開環(huán)氧基,生成酯鍵,并產(chǎn)生一個(gè)新的陰離子。例如2—乙基—4甲基咪唑和2、4、6—(N,N一二甲基氨甲基)—苯酚即K—54#(國(guó)外稱DMP—30#)。
2.酸酐(Anhydrides)固化劑的品種
順丁烯二酸酐(MA)及改性物
A.順丁烯二酸酐:白色晶體,熔點(diǎn)52.8℃。其酸性強(qiáng),固化速度快,用量為20—40%,固化物較脆和有毒。
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(kuò)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(kuò)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(jìn)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(duì)于EEW=190環(huán)氧樹脂),可使用時(shí)間400min(25° 150g)。
B.70#酸酐:由丁二烯與順丁烯二酸酐合成,毒性和揮發(fā)性小,用量為70—80%,固化條件是150℃,4H。淺黃色液體,粘度低。
C.647#酸酐:由雙環(huán)戊二烯與順丁烯二酸酐合成。淺黃色液體,用量為80—90%。固化條件150—160℃,8H。
D.308桐油酸酐:由桐油改性的順丁烯二酸酐。用量為100—200%,固化物柔軟,延伸性好,耐熱差。固化條件:100—120℃,6—10H。
E.甲基內(nèi)次甲基四氫鄰苯二甲酸酐(MNA):淺黃色液體,熔點(diǎn)為12℃以下,用量為80%,其固化物HDT為160℃,粘度為138厘泊,沸點(diǎn)>250℃。
“酸酐就是酸性氧化物”這句話在一定范圍內(nèi)是對(duì)的。酸酐是酸脫水形成的,而酸性氧化物是與堿反應(yīng)生成鹽和水的氧化物,從概念上看,二者是不可等同的。在無機(jī)化學(xué)中酸酐是酸脫水形成的,且絕大多數(shù)為氧化物,所以二者可以等同,但有機(jī)化學(xué)中,很多有機(jī)酸脫水后都不是氧化物,如:醋酸(CH3COOH)脫水形成醋酸酐((C4H6O3,(CH3CO)2O),所以也就不可能是酸性氧化物了。
無機(jī)酸中非金屬的同價(jià)態(tài)氧化物就是含氧酸的酸酐了。例如,碳酸中碳的化合價(jià)是+4,那么它的酸酐就是二氧化碳。
有機(jī)酸可以用去掉水的方法,就是先在酸前面加上化學(xué)計(jì)量數(shù)把氫離子配成偶數(shù)(原先是偶數(shù)就不用了)再去掉一個(gè)或幾個(gè)H2O。例如:CH3COOH(數(shù)字為下角標(biāo) ,下同)中只有1個(gè)氫離子先在前面加上化學(xué)計(jì)量數(shù)2,再去掉一個(gè)H2O,得到的(CH3CO)2O就是它的酸酐了;同樣道理,如果有3個(gè)氫離子,就加上化學(xué)計(jì)量數(shù)2,再去掉3個(gè)水。
氧化鋁就是Al(OH)3脫水生成的,因?yàn)闅溲趸X可以寫成HAlO2·H2O(偏鋁酸),而脫了水就是氧化鋁{2HAlO2·H2O= Al2O3·2H2O(脫水)→Al2O3}。
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