酮類固化劑
酮類固化劑具有一定的潛伏性,配料使用期比較長(可大于8h),酮類固化劑粘度低,顏色比較淺,固化物性能優(yōu)于多元胺。為了加速酮類固化劑固化反應(yīng),通??杉尤?.5%~2%的水以促進固化反應(yīng)。
制取酮亞胺的方式大致有以下幾種:(1)一種含有二個仲胺基和多于一個伯胺基的多胺與低分子質(zhì)量的酮反應(yīng),如分子結(jié)構(gòu)為H2N(CH2)3NHCHzCH2NH(CH2)3NH2的多胺,用甲基異丁基酮封閉,可制取一種螯合型的酮亞胺。這種酮亞胺與雙酚A環(huán)氧樹脂混合,在無水的條件下可制取單一包裝的環(huán)氧粘合劑。在潮濕的環(huán)境里,這種粘合劑可以比較好地固化。
直接用多胺、酮類化合物與環(huán)氧樹脂混合,形成單一包裝的環(huán)氧粘合劑(必須避免與水、濕汽接觸)。例如,用16份二乙烯三胺、49份EpikotE1001環(huán)氧樹脂、30份甲基異丁基酮、30份丁酮、50份甲苯,可制成一種室溫可以穩(wěn)定貯存的涂料。這種涂料涂敷在鋼板上,經(jīng)3d固化后,可形成具有高剝離強度的涂膜。
利用脂肪多胺與位阻酮(即酮基兩側(cè)烴基有一個基團碳原子比較多,如甲基異丁基酮)反應(yīng),制取含有咪唑啉基團的酮亞胺化合物。借助于溶劑化的助劑(如醋酸)可將這種酮亞胺分散在水溶液中,形成含伯胺基團的胺類固化劑,用于制作水溶性環(huán)氧涂料和電泳漆。
酮亞胺是由酮類(如甲乙酮、甲基異丙基酮、甲基異丁基酮)與多元胺[如二亞乙基三胺、間苯二胺、間苯二甲胺、1,3-二(氨甲基)環(huán)己烷等]經(jīng)縮合反應(yīng)制得,殘留的多元胺必須用單環(huán)氧化合物封閉。酮亞胺吸收水分后發(fā)生逆向反應(yīng),再生成多元胺,因此可在潮濕或水下固化環(huán)氧樹脂,故稱潮濕固化劑。
酮亞胺產(chǎn)品之一,雙-N,N’-(甲基-丁基亞甲基)-二乙烯三胺是二乙烯三胺與甲基異丁基酮的縮合物,分子量267.45,淡黃色液體,有氨味,黏度25~30mPa.S,室溫下穩(wěn)定。
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(親水擴鏈劑),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且分布窄,膠膜性能優(yōu)異,光澤度高。
用作環(huán)氧樹脂膠黏劑的固化劑,參考用量20~40份,可配制濕氣固化單組分環(huán)氧膠黏劑,固化條件室溫/24~48h。
制取酮亞胺的基本方法是:將酮與多胺溶解在像苯、環(huán)己烷之類的溶劑中,加入酸性催化劑(脫水劑,最好是強酸陽離子交換樹脂),加熱(70~100℃),利用共沸不斷除去反應(yīng)中產(chǎn)生的水,然后再真空蒸餾脫去溶劑,制成酮亞胺,產(chǎn)物貯存在密封的冷藏箱中。
例如,在2L的反應(yīng)瓶中加入47.7g二乙烯三胺、99.5g甲基異丁基酮、0.25gDowex50w-x8型離子交換樹脂和足夠的苯、使反應(yīng)物總體積達到750mL,用帶有干燥管的迥流冷凝管除去反應(yīng)生成的水(16.6g),然后用回轉(zhuǎn)真空蒸發(fā)器脫除溶劑,可制得酮亞胺,產(chǎn)物保存在棕色瓶中。
如多胺中含有仲胺基,在酮亞胺化后此仲胺基仍能與環(huán)氧樹脂反應(yīng),因此配膠后使用期很短;如在酮亞胺化后再用苯基縮水甘油醚將仲胺也封閉起來,則這類酮亞胺使用起來比較穩(wěn)定,在吸收水份后才開始迅速發(fā)生固化作用。
研究表明,甲基異丙基酮(MIPK)和甲基異丁基酮(MIBK)與1,3-二(氨甲基)環(huán)己烷(1,3-BAC)反應(yīng)制得的酮亞胺,其儲存穩(wěn)定性和固化反應(yīng)性都比較理想。采用聚醚改性的脂肪族多元胺與甲基異丁基酮縮合而得的酮亞胺,是一種性能良好的環(huán)氧樹脂潛伏型固化劑,以其配制的單組分環(huán)氧膠,提高了韌性,斷裂伸長率可達150%,且粘接力強。還用作單組分聚氨酯膠黏劑的潛濕氣固化劑。
環(huán)氧樹脂作為防腐蝕材料不但具有密實、抗水、抗?jié)B漏好、強度高等特點,同時具有附著力強、常溫操作、施工簡便等良好的工藝性,而且價格適中。采用這類材料的防腐蝕工程一般包括:樹脂膠料輔襯的玻璃鋼整體面層和隔離層,樹脂膠泥和砂漿鋪砌的塊材面層,樹脂膠泥勾縫與灌縫的塊材面層,樹脂稀膠泥或砂漿制作的單一與復(fù)合的整體面層及隔離層,樹脂玻璃鱗片膠泥面層等等。選用的材料品種不同,防腐蝕工程的最終產(chǎn)品功能以及適用范圍將有很大不同。
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