氰基胍(DICY)固化劑
氰基胍(DICY)固化劑又稱二氰二胺,很早就被用作潛伏性固化劑,應(yīng)用于粉末涂料、膠粘劑等領(lǐng)域。氰基胍(DICY)固化劑與環(huán)氧樹脂混合后室溫下貯存期可達半年之久。
氰基胍(DICY)固化劑的固化機理較復(fù)雜,除雙氰胺上的4個氫可參加反應(yīng)外,氰基也具有一定的反應(yīng)活性。雙氰胺單獨用作環(huán)氧樹脂固化劑時固化溫度很高,一般在150~170℃之間,在此溫度下許多器件及材料由于不能承受這樣的溫度而不能使用,或因為生產(chǎn)工藝的要求而必須降低單組分環(huán)氧樹脂的固化溫度。
解決這個問題的方法有兩種,一種是加入促進劑,在不過分損害雙氰胺的貯存期和使用性能的前提下,降低其固化溫度。
這類促進劑很多,主要有咪唑類化合物及其衍生物和鹽、脲類衍生物、有機胍類衍生物、含磷化合物,過渡金屬配合物及復(fù)合促進劑等,這些促進劑都可以使雙氰胺的固化溫度明顯降低,理想的固化溫度可降至120℃左右,但同時會使貯存期縮短,而且耐水性能也會受到一定的影響。
另一種降低單組分環(huán)氧樹脂固化溫度的有效方法是通過分子設(shè)計的方法對雙氰胺進行化學(xué)改性。在雙氰胺分子中引入胺類,特別是芳香族胺類結(jié)構(gòu),以制備雙氰胺衍生物,如HT2833,HT2844是一種用3,5二取代苯胺改性的雙氰胺衍生物。
據(jù)報道,此類固化劑與環(huán)氧樹脂相溶性較好,貯存期長,固化速度快,在100℃下固化1h,剪切強度可達25MPa,150℃固化30min,剪切強度可達27MPa。
粉末涂料專用固化劑AEHD-610,AEHD-210也是一種改性雙氰胺衍生物。另外,日本有采用芳香族二胺如4,4’二氨基二苯甲烷(DDM),4,4’二氨基二苯醚(DDE),4,4’二氨基二苯砜(DDS),對二甲苯胺(DMB)分別與雙氰胺反應(yīng)制得其衍生物的報道。
氰氨化鈣水解所得的氰氨氫鈣懸浮液,經(jīng)減壓過濾除去氫氧化鈣濾渣,再向濾液通入二氧化碳以將鈣以碳酸鈣的形式沉淀出來,得到氨基氰液。使其在堿性條件下聚合,再經(jīng)過濾、冷卻結(jié)晶、分離、干燥,得二聚氰胺。
生成雙氰胺最大速度時的溫度與pH有關(guān):50℃時pH為9.7;80℃時pH為9.1;100℃時pH為8.8??刂圃谶@些條件下聚合后,再經(jīng)冷卻結(jié)晶、分離、干燥,即得成品雙氰胺。工業(yè)品雙氰胺含量99%,每噸產(chǎn)品消耗石灰氮(含氮21%以上)4239kg。
二乙基甲苯二胺 DETDA E100產(chǎn)品性能對比
制品在120℃的烘箱中熟化12h,室溫放置7天,按西德標準DNI53504測試制品性能與進口品相當:
項目 自產(chǎn)DETDA 進口DETDA
拉伸強度(MPa) 18.52 16.9
斷裂伸長率(%) 300 280
撓曲模量(MPa) 208,5 210.8
彎曲強度(MPa) 10.63 10.98
二乙基甲苯二胺 DETDA E100產(chǎn)品用途
二乙基甲苯二胺固化劑擴鏈劑DETDA是一只十分有效的聚氨酯彈性體擴鏈劑,尤其適用于RIM(反應(yīng)注射成型)和SPUA(噴涂聚脲彈性體)上;同時也可用作是聚氨酯彈性體以及環(huán)氧樹脂的芳香族二胺固化劑,用于澆注、涂料、RIM及膠黏劑,也是聚氨酯及聚脲彈性體的擴鏈劑.二乙基甲苯二胺固化劑擴鏈劑DETDA是一種位阻型芳香族二胺,乙基和甲基的位阻作用使得其活性比甲苯二胺(TDA)低得多.它與聚氨酯預(yù)聚體的反應(yīng)速度比DMTDA快數(shù)倍,比MOCA快約30倍.主要用于RIM聚氨酯體系以及噴涂聚氨酯(脲)彈性體涂料體系,具有反應(yīng)速度快,脫模時間短、初始強度高、制品耐水解、耐熱等優(yōu)點.另外該品還可用作彈性體、潤滑劑及工業(yè)油脂的抗氧劑,以及化學(xué)合成中間體.
用作環(huán)氧樹脂膠黏劑潛伏型固化劑,配制單組分環(huán)氧膠黏劑,只有當二氰二胺的粒度≤5μm(2500目)時,才能在環(huán)氧樹脂中形成懸浮體,不會產(chǎn)生沉淀。參考用量4~12份,100g環(huán)氧樹脂組成物適用期6~12個月。二氰二胺用量17份時儲存期不足2個月,用量8份時儲存期可達半年之久。固化條件170℃/lh或180℃/20min,熱變形溫度125℃。也用作單組分水性環(huán)氧膠黏劑的固化劑。
參考用量7份。二氰二胺(5~6份)與酰肼(3~4份)復(fù)配體系,可120℃/45min固化環(huán)氧樹脂。
用雙氰胺與酸反應(yīng),可制造各種胍鹽。雙氰胺和苯基腈反應(yīng)得到的苯代三聚氰二胺是涂料,層壓板、成型粉的中間體。
雙氰胺和甲醛反應(yīng)制得的雙氰胺樹脂,可用作染料固色劑。
雙氰胺復(fù)合肥料可控制硝化菌的活動,使氮肥在土壤中的轉(zhuǎn)化速度得到調(diào)節(jié),減少氮的損失,提高肥料的使用效率。
引入苯環(huán)后的雙氰胺衍生物與雙酚A型環(huán)氧樹脂的相溶性與雙氰胺相比明顯增加,與E44環(huán)氧樹脂組成的單組分體系在室溫貯存期長達半年之久,固化溫度均低于雙氰胺。
國內(nèi)有關(guān)對雙氰胺進行化學(xué)改性得到雙氰胺衍生物的報道較少,采用環(huán)氧丙烷與雙氰胺反應(yīng)制得了雙氰胺MD02,其熔點154~162℃,比雙氰胺的熔點(207~210℃)低了45℃左右,采用100份E44環(huán)氧樹脂,15份MD02和05份2甲基咪唑組成的配方,150℃下凝膠的時間為4min。
用苯胺甲醛改性雙氰胺所得的衍生物與雙酚A型環(huán)氧樹脂混溶性增加,在丙酮和酒精的混合溶液中有良好的溶解性,且反應(yīng)活性增加,貯存性也較長。
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