環(huán)氧涂料(漆)用固化劑
選取了目前國內(nèi)市場上常用的幾種環(huán)氧涂料(漆)用固化劑,進行了系統(tǒng)的應(yīng)用測試,研究了不同類型的環(huán)氧涂料(漆)用固化劑對環(huán)氧樹脂類涂料性能的影響,在此基礎(chǔ)上提出了適用的環(huán)氧涂料(漆)用固化劑方案以供參考。
目前國內(nèi)市場環(huán)氧樹脂有機酸酐固化劑
環(huán)氧樹脂有機酸酐固化劑,屬于加成聚合型固化劑。環(huán)氧樹脂有機酸酐固化劑用于大型澆鑄等重電部門,至今仍是這類固化劑應(yīng)用的主要方向。
環(huán)氧樹脂有機酸酐固化劑,屬于加成聚合型固化劑。環(huán)氧樹脂有機酸酐固化劑用于大型澆鑄等重電部門,至今仍是這類固化劑應(yīng)用的主要方向。
早在1936年就開始用鄰苯二甲酸酐固化的環(huán)氧樹脂作假牙的材料。這一用法后來還在英國和美國申請了專利。酸酐類用作固化劑在1943年美國就有專利報導(dǎo)。
日本這類固化劑消費量每年在3kt以上,約占環(huán)氧樹脂固化劑全部用量的23%,僅次于有機多胺的用量。
在我國,以鄰苯二甲酸酐為固化劑的環(huán)氧樹脂澆鑄、以桐油酸酐為固化劑的環(huán)氧樹脂電機絕緣,都有20多年的應(yīng)用歷史。近年來,隨著電氣、電子工業(yè)的發(fā)展,酸酐類固化劑在中、小型電器方面也獲得廣泛的應(yīng)用,特別是弱電方面,也獲得了充分重視,如集成電路的包封、電容器的包封等。
在涂料方面,如粉末涂料,這類固化劑也受到重視。
酸酐類固化劑與多元胺類固化劑相比,有許多優(yōu)點。從操作工藝性上看,主要有以下幾點:一是揮發(fā)性小,毒性低,對皮膚的刺激性?。欢菍Νh(huán)氧樹脂的配合量大,與環(huán)氧樹脂混熔后粘度低,可以加入較多的填料以改性,有利于降低成本;三是使用期長,操作方便。從固化物的性質(zhì)上看,它主要特征有:一是由于固化反應(yīng)較慢,收縮率較??;二是有較高的熱變形溫度,耐熱性能優(yōu)良,固化物色澤淺;三是機械、電性能優(yōu)良。
但是,酸酐類固化劑所需的固化溫度相對比較高,固化周期也比較長;不容易改性;在貯存時容易吸濕生成游離酸而造成不良影響(固化速度慢、固化物性能下降);固化產(chǎn)物的耐堿、耐溶劑性能相對要差一些,等等,則是這類固化劑的不足之處。
在已知的酸酐化合物中,多數(shù)正在被廣泛用作環(huán)氧樹脂固化劑,大約有20余種,可以分為單一型、混合型、共熔混合型。
從化學(xué)結(jié)構(gòu)上分,則可分為直鏈型、脂環(huán)型、芳香型、鹵代酸酐型;如按官能團分類,又有單官能團型、兩官能團型,兩官能團以上的多官能團型無實用價值。和多胺類固化劑的情況相類似,官能團的數(shù)量也直接影響固化物的耐熱性;另外,也可按游離酸的存在與否分類,因為游離酸的存在對固化反應(yīng)起著促進作用。
擴鏈劑dmba 親水劑dmba 2,2-二羥甲基丁酸
dmba被視為水性聚氨酯用新一代綠色環(huán)保型擴鏈劑和內(nèi)乳化劑,生產(chǎn)水性聚氨酯膠黏劑,無需使用有機溶劑,有機殘留物為零.不存在使用dmpa熔點高、溶解慢、反應(yīng)時間長、能耗高、產(chǎn)品性能差、需要加入有機溶劑、溶劑殘留量大等問題。還可用于水性環(huán)氧樹脂、聚酯等膠黏劑的制造.目前水性聚氨酯、水性樹脂、水性膠粘劑、水性涂料等水性產(chǎn)品多用途改性助劑(親水?dāng)U鏈劑),作為單體,改性過程中,二羥甲基丁酸(dmba)無需添加任何有機溶劑(以水代替)
產(chǎn)品基本要素
外觀:白色粉末
Cas No:10097-02-6
月產(chǎn)量:20噸
包裝方式:凈重25kg/包
2,2-二羥甲基丁酸(擴鏈劑親水劑dmba)用途:dmba是帶有兩個活性的羥甲基團的新戊基羧酸,因此可以被用作合成水性高分子體系,可廣泛用于水溶性聚氨酯、聚酯、環(huán)氧樹脂等方面。dmba在不同溶劑中具有比dmpa更好的溶解性能,因此可以使工作效率得到很大的改善。
dmba被視為水性聚氨酯用新一代綠色環(huán)保型擴鏈劑和內(nèi)乳化劑,生產(chǎn)水性聚氨酯膠黏劑,無需使用有機溶劑,有機殘留物為零。不存在使用dmpa熔點高、溶解慢、反應(yīng)時間長、能耗高、產(chǎn)品性能差、需要加入有機溶劑、溶劑殘留量大等問題。還可用于水性環(huán)氧樹脂、聚酯等膠黏劑的制造。目前水性聚氨酯、水性樹脂、水性膠粘劑、水性涂料等水性產(chǎn)品多用途改性助劑(親水?dāng)U鏈劑),作為單體,改性過程中,二羥甲基丁酸(dmba)無需添加任何有機溶劑(以水代替),生產(chǎn)工藝更加簡單,性能穩(wěn)定,.其中二羥甲基丙酸(dmpa)以優(yōu)越的性價比使得其在水性領(lǐng)域應(yīng)用較為普遍!
用途:
1.水性聚氨酯/聚酯體系涂料、膠粘劑、皮革涂飾的生產(chǎn)中。
2.涂料助劑,用于水溶性聚氨酯、環(huán)氧樹脂、膠粘劑等。
3.dmba是帶有兩個活性的羥甲基團的新戊基羧基,因此可以被用作合成水性高分子體系,可廣泛用于水溶性聚氨酸、聚酯、環(huán)氧樹脂等方面。dmba在不同溶劑中具有比dmpa更好的溶解性,因此可以使工作效率得到很大的改善。
dmba和dmpa相比,dmba存在如下明顯優(yōu)點:
(1). dmba在有機溶劑中有更好的溶解性,下表為dmba與dmpa在不同溫度下,在不同溶劑中的溶解度數(shù)據(jù);(單位g/100g溶劑)
由于dmba具有優(yōu)良的溶解性和低熔點,因而它在合成水性聚氨酯乳液過程不需要溶劑或少加溶劑。
(2).高反應(yīng)率,反應(yīng)速度快,反應(yīng)溫度低。合成聚氨酯預(yù)聚體反應(yīng)時間短,一般只要50-60分鐘,而dmpa則要150-180分鐘。這是因為dmba結(jié)構(gòu)中比dmpa多了一個亞甲基,使羧基與亞甲基的距離加大,羧基與異氰酸酯的空間位阻減少,從而使反應(yīng)速率增大。
(3).用于水性聚氨酯乳液其粒徑更細(xì)且分布窄,膠膜性能優(yōu)異,光澤度高。
這一類固化反應(yīng)以有無促進劑的存在分成兩種形式——
一、在無促進劑存在時,首先環(huán)氧樹脂中的羥基與酸酐反應(yīng),打開酸酐,然后進行加成聚合反應(yīng),其順序如下:
(1)羥基對酸酐反應(yīng),生成酯鍵和羧酸;
(2)羧酸對環(huán)氧基加成,生成羥基;
(3)生成的羥基與其他酐基繼續(xù)反應(yīng)。
這個反應(yīng)過程反復(fù)進行,生成體型聚合物。另外,在此種體系中,由于處于酸性狀態(tài),與上述反應(yīng)平行進行的反應(yīng)是別的環(huán)氧基與羥基的反應(yīng),生成醚鍵。從上述機理中可以看出,固化物中含有醚鍵和酯鍵兩種結(jié)構(gòu),而且反應(yīng)速度受環(huán)氧基濃度、羥基濃度的支配。
二、在促進劑存在的條件下,酸酐固化反應(yīng)用路易斯堿促進。促進劑(一般采用叔胺)對酸酐的進攻引發(fā)反應(yīng)開始,其主要反應(yīng)有:
(1)促進劑進攻酸酐,生成羧酸鹽陰離子;
(2)羧酸鹽陰離子和環(huán)氧基反應(yīng),生成氧陰離子;
(3)氧陰離子與別的酸酐進行反應(yīng),再次生成羧酸鹽陰離子。這樣,酸酐與環(huán)氧基交互反應(yīng),逐步進行加成聚合。在促進劑路易斯堿存在的條件下,生成的鍵全是酯鍵,未發(fā)現(xiàn)如同無促進劑存在時所生成的醚鍵。
在促進劑存在時,環(huán)氧樹脂的固化速度也受體系內(nèi)羥基濃度的支配。因此,添加促進劑對液態(tài)環(huán)氧樹脂非常有效,120~150℃即能完成固化反應(yīng)。但對于固態(tài)環(huán)氧樹脂,則要充分注意適用期非常短的問題。在促進劑不存在時,從理論上講,應(yīng)當(dāng)一個環(huán)氧基對一個酸酐,而實上所用的環(huán)氧樹脂固化劑品種繁多,所述功能也都有不同程度的夸張,而在實際使用中卻發(fā)現(xiàn)了不少問題,如何才能使用戶正確選用固化劑產(chǎn)品,我們在這一方面作了一些研究,從理論和實際應(yīng)用中進行了具體探討。
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