環(huán)氧樹脂常用固化劑
為了做好環(huán)氧樹脂常用固化劑的對比研究,我們選取了有代表性的幾種環(huán)氧樹脂常用固化劑樣品進行了分析和試驗,這幾種環(huán)氧樹脂常用固化劑樣品分別是593固化劑、T31固化劑、651固化劑、810固化劑、酮亞胺固化劑、NX-2040等。
對這幾種環(huán)氧樹脂常用固化劑,從文獻和資料的介紹看,從其理論上分析具有以下特點:
593固化劑是二亞乙基三胺和環(huán)氧丙烷丁基醚加成反應(yīng)的產(chǎn)物,能在室溫下和環(huán)氧樹脂起固化反應(yīng),由于其分子結(jié)構(gòu)中含有C11的長鏈結(jié)構(gòu),因此具有較好的韌性和彎曲、沖擊強度。
T31固化劑是多胺、甲醛、苯酚經(jīng)曼尼斯反應(yīng)而成的曼尼斯加成多元胺,T31固化劑是實際無毒等級的固化劑,應(yīng)用安全,并能在低溫下固化雙酚A型環(huán)氧樹脂,可在濕度80%和水下應(yīng)用,固化收縮率小。
651固化劑是一種聚酰胺類環(huán)氧樹脂固化劑,由桐油酸和多元胺反應(yīng)制成的桐油酸二聚體多元胺,由于結(jié)構(gòu)中含有較長的脂肪酸碳鏈和氨基,可使固化產(chǎn)物具有高的彈性和粘接力及耐水性,它的施工性能較好,配料比例比較寬,毒性小,基本無揮發(fā)物,能在潮濕的金屬和混凝土表面施工,缺點是固化速度較慢,耐熱性比較低,熱變形溫度低,耐汽油、烴類溶劑性差。
810固化劑是改性胺類固化劑,在水下、潮濕、低溫(0℃)、干燥等條件下,均能固化環(huán)氧樹脂,也可在帶水的表面上進行涂裝,具有良好的浸潤性。
2,2-二羥甲基丁酸(擴鏈劑親水劑dmba)在水中溶解度為48%,dmpa為12%。同時dmba熔點低,為108℃~115℃ ;
2,2-二羥甲基丁酸(擴鏈劑親水劑dmba)包裝:25kg/包 紙板桶裝或紙箱裝,內(nèi)襯鋁塑薄膜袋。貯存在通風(fēng)、干燥、遠(yuǎn)離火源、并符合防火要求的庫房內(nèi)。
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。
酮亞胺固化劑是酮類與多元胺反應(yīng)制得的產(chǎn)物,使用酮亞胺類固化劑能配制成潮濕條件和水下固化涂料。
NX-2040是一種性能獨特的,不含苯酚的,多用途取代酚醛胺環(huán)氧樹脂固化劑。它的分子結(jié)構(gòu)上即帶憎水性優(yōu)異的長脂肪鏈,常溫反應(yīng)活性高的脂肪胺,又含抗化學(xué)腐蝕的苯環(huán)結(jié)構(gòu)。
使它即具有一般酚醛胺的低溫,潮濕快速固化,又有一般低分子聚酰胺固化劑的長操作期,優(yōu)異的柔韌性和較寬的樹脂混合比。它的獨特結(jié)構(gòu),使它在環(huán)保型,高性能,低成本,多用途,快速固化,重防腐環(huán)氧樹脂涂料中得到廣泛的應(yīng)用。
為了便于比較固化劑的性能,本文按照固化劑說明的配比用量,用同一種環(huán)氧樹脂材料進行了固化反應(yīng),在常溫下經(jīng)過二十四小時后,測其機械性能,并經(jīng)過了一周時間的保養(yǎng)期,然后在同時進行化學(xué)性能的測試。
從試驗結(jié)果看,機械性能的差異主要體現(xiàn)在漆膜硬度、凝膠時間和漆膜干燥時間上,漆膜硬度的排列順序(從大到小)依次為:651、T31、2040、593、810、酮亞胺,凝膠時間的排列順序(從大到小)依次為:酮亞胺、593、2040、651、810、T31,漆膜干燥時間的排列順序(從大到小)依次為:593、酮亞胺、810、T31、651、2040
2040固化劑,具有較長的操作使用期,同時又有較快的干燥時間,漆膜硬度也適中,測試結(jié)果中有一項數(shù)據(jù)比較反常,也就是651的柔韌性較差和初期硬度很高。
從性能介紹看,651固化劑應(yīng)有較好的柔韌性,而初期硬度也不應(yīng)太高,分析原因可能與固化劑的用量有關(guān)系,用量太大,可以加快干燥速度,但同時也會犧牲某些性能,因此在使用時要綜合考慮情況而定。
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