改性多元胺固化劑
改性多元胺固化劑是環(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。
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(shí)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(shí)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(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)氧樹脂時(shí)放熱的升溫值就比較低。這說明固化劑本身的結(jié)構(gòu)對(duì)產(chǎn)生熱效應(yīng)有極大的影響。
改性多元胺固化劑又稱加成聚合型之二。改性多元胺固化劑固化反應(yīng)機(jī)理是:多胺固化劑在與環(huán)氧樹脂反應(yīng)時(shí),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(jìn)一步反應(yīng),生成叔胺,此間分兩步進(jìn)行。
第一步——反應(yīng)中生成的叔胺基,具有催化機(jī)能,但在伯胺、仲胺存在的條件下,其機(jī)能一般是難以發(fā)揮的。(注:實(shí)際應(yīng)用中也會(huì)發(fā)生一些使人們認(rèn)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)氧樹脂時(shí),當(dāng)按活性氫與環(huán)氧基等物質(zhì)的量計(jì)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(jì)量的己二胺僅消耗50%時(shí),體系中的環(huán)氧基已消耗了95%。
Unilink4200,MDBA,4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷
Cas號(hào):5285-60-9
MDBA是4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷的商品名,也可以叫做Unilink4200,是一種液體仲二胺,由于其中每個(gè)氨基上的氫原子被一個(gè)仲丁基取代,在有限的空間里活潑氫原子和仲丁基的結(jié)合產(chǎn)生了許多獨(dú)特的性能,氨基部分形成了影響硬段的脲鍵,而丁基則起內(nèi)增塑劑作用.它與聚合物母體相連,既不會(huì)浸出,也不會(huì)析出.同時(shí)烷基增加了二胺的溶解性,使它幾乎能與任何多元醇和多元胺混合。
Unilink4200,MDBA,4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷產(chǎn)品用途
4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷,Unilink4200-MDBA可應(yīng)用于硬泡、軟泡、涂料、膠粘劑、密封劑、彈性體、典型的使用量為多元醇的1-5%.4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA還可應(yīng)用于噴涂聚脲、及多種用于金屬和混凝土修補(bǔ)的化合物.
在標(biāo)準(zhǔn)的TDI和高回彈泡沫組合料中,加入3-5php的4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可以提高泡沫的拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度和承載性能,在多數(shù)情況下,這些優(yōu)點(diǎn)在降低泡沫密度得以實(shí)現(xiàn)在聚酯泡沫中,同樣比例的4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可以顯著提高撕裂強(qiáng)度和承載性能,而不影響泡沫的其他性能。
冷模塑泡沫 - 在商業(yè)應(yīng)用中已經(jīng)證實(shí),加入1-2php的4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA
可降低密度、軟化泡沫,從而使泡沫性能得以優(yōu)化。還可以增強(qiáng)拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度和延伸率,縮短脫模時(shí)間。
聚氨酯硬泡–在有水或無水硬泡體系中使用3-5php的4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷,Unilink4200-MDBA,
可明顯提高泡沫的壓縮強(qiáng)度及尺寸穩(wěn)定性,同時(shí)降低易脆性,提高閉孔率,降低導(dǎo)熱系數(shù)。
聚異氰脲酸酯硬泡 - - 在系統(tǒng)中加入5php的4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可以提高壓縮強(qiáng)度100%,在高比例水發(fā)泡或全水發(fā)泡中,尺寸穩(wěn)定性顯著改善。
涂料/膠粘劑/密封劑/彈性體
4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷,Unilink4200-MDBA可用于TDI和MDI的涂料的室溫熟化.配合適當(dāng)?shù)拇呋瘎┕彩旎瘎?可以生產(chǎn)用于噴涂、澆鑄法的組合料系統(tǒng)。用4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA作熟化劑的配方,可以提高粘著性和表面質(zhì)量。
4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA使得基層更好地潤濕,熟化后的聚合物與涂敷的表面更好地粘著。
4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷,Unilink4200-MDBA可用于MDI半預(yù)聚物的熟化,以生產(chǎn)一系列硬度高的彈性體。
使用4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA 作熟化劑可以延長釜中壽命,從而生產(chǎn)用作工業(yè)密封材料的軟彈性體。
降低凝膠反應(yīng)速度,
使得用噴涂澆鑄技術(shù)生產(chǎn)這種高硬度聚合物成為可能。延長的凝膠速度可以改善與基層的粘著性、流動(dòng)性、涂層之間的結(jié)合及表面質(zhì)量。使用4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA作為熟化劑,可顯著提高聚合物的抗沖擊性能低溫性能。
對(duì)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(shí)伴隨形成的羥基,使叔胺對(duì)固化反應(yīng)產(chǎn)生了催化作用。)對(duì)上述多胺的固化反應(yīng),有兩點(diǎn)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。
對(duì)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(jìn)行。對(duì)芳胺來說,k1/k2≌7~12,基于伯胺的反應(yīng)的鏈增長反應(yīng)占?jí)旱箖?yōu)勢(shì)。因此,環(huán)氧樹脂與脂肪族伯胺反應(yīng)過程中B-階段時(shí)間很短,難以控制,而在芳香胺中卻有較長的B-階段時(shí)間。這個(gè)B-階段時(shí)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(duì)此反應(yīng)能起促進(jìn)作用,其促進(jìn)作用受酸的PKa支配,排列順序?yàn)椋核?gt;酚>醇類>腈>硝基苯。
在應(yīng)用芳香胺類固化劑的配方中,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不利的影響。對(duì)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?yàn)椋杭状?gt;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(duì)固化反應(yīng)同樣具有加速作用。如對(duì)雙酚A環(huán)氧樹脂的凝膠時(shí)間順序?yàn)椋憾蚁┒?,羥乙基二乙烯三胺>雙羥乙基二乙烯三胺,不同的有機(jī)酸對(duì)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?yàn)椋簩?duì)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(duì)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?yàn)闅滏I的形成加速了胺一環(huán)氧基之間的反應(yīng)。
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