雙聚氰胺(DICY)固化劑
雙聚氰胺(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。雙聚氰胺(DICY)固化劑與環(huán)氧樹脂混合后室溫下貯存期可達(dá)半年之久。
雙聚氰胺(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(jìn)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(jìn)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(jìn)劑等,這些促進(jìn)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(jìn)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(dá)25MPa,150℃固化30min,剪切強度可達(dá)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。
上述引入苯環(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(dá)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(jìn)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。
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(tuán)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(tuán)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。
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。
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。
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(dāng)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(dá)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。
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