多元胺類樹脂固化劑
多元胺類樹脂固化劑是環(huán)氧樹脂固化劑中品種最多的,主要分為四大類:單一多胺,包括脂肪族多胺、聚酰胺多胺、脂環(huán)族多胺、芳香族多胺及其它品種;混合多胺;改性多胺,包括環(huán)氧化合物加成多胺、邁克爾加成多胺、曼尼斯加成多胺、酮類封閉的多胺;共熔混合多胺。
多胺固化劑固化環(huán)氧樹脂的熱效應(yīng)。胺固化劑與環(huán)氧基之間的反應(yīng)為放熱反應(yīng),而環(huán)氧樹脂固化成型物大多為絕熱材料,所以研究樹脂固化時的熱效應(yīng)有重要意義。圖3—7比較了不同環(huán)氧-胺固化系統(tǒng)反應(yīng)時的放熱峰值。
二乙烯三胺、三乙烯四胺、N一氨乙基哌嗪,由于固化時放熱,配料溫度可以上升至200℃以上,而低分子聚酰胺固化環(huán)氧樹脂時放熱的升溫值就比較低。這說明固化劑本身的結(jié)構(gòu)對產(chǎn)生熱效應(yīng)有極大的影響。
多元胺類樹脂固化劑又稱加成聚合型之二。多元胺類樹脂固化劑固化反應(yīng)機(jī)理是:多胺固化劑在與環(huán)氧樹脂反應(yīng)時,首先是伯胺中的活性氫與環(huán)氧基反應(yīng),生成仲胺;仲胺中的活性氫與環(huán)氧基再進(jìn)一步反應(yīng),生成叔胺,此間分兩步進(jìn)行。
第一步——反應(yīng)中生成的叔胺基,具有催化機(jī)能,但在伯胺、仲胺存在的條件下,其機(jī)能一般是難以發(fā)揮的。(注:實際應(yīng)用中也會發(fā)生一些使人們認(rèn)為活性氫的加成作用與叔胺的催化作用同時存在的情況。
2,2-二羥甲基丙酸(擴(kuò)鏈劑親水劑dmpa)用途:dmpa是一種既有羥基又有羧基基團(tuán),
多功能受阻的二元醇分子,自由酸基團(tuán)在與堿中和后,能積極提高樹脂的水溶性或分散性能;引入極性基團(tuán),改進(jìn)涂料的附著力和合成纖維的染色性能;增加鍍膜的堿溶性。dmpa是一種多用途的有機(jī)原料。本產(chǎn)品在水性聚氨酯制造中既是擴(kuò)鏈劑,又能使聚氨酯獲得自乳化性能,可制成穩(wěn)定性優(yōu)良的自乳化性水性聚氨酯;還用于制備聚氨酯水乳液型皮革涂飾劑,是傳統(tǒng)的水乳性聚丙烯酸酯皮革涂飾劑的升級換代產(chǎn)品;用作改進(jìn)聚酯樹脂的添加剤;用作制造光敏樹脂和液晶的原料;用于環(huán)氧酯涂料、聚氨酯彈性體及粉末涂料;用于制造磁性記錄材料及其粘合劑,以生產(chǎn)錄音磁帶、錄像磁帶、計算機(jī)磁帶、數(shù)據(jù)記錄磁帶和磁卡等。
擴(kuò)鏈劑dmpa 親水劑dmpa 2,2-二羥甲基丙酸用途:
1.涂料,膠粘劑,樹脂等化工產(chǎn)品的重要原料。
2.用于涂料,膠粘劑,樹脂等化工產(chǎn)品的重要原料。它還可應(yīng)用于皮化材料、液晶、油墨、食品添加劑及粘合劑化工等方面。用于制備聚氨酯水乳型皮革涂飾劑、光敏樹脂、磁性記錄材料及其粘合劑等。
3.用于制備聚氨酯水乳型皮革涂飾劑、光敏樹脂、磁性記錄材料及其粘合劑等
如用二乙氨基丙胺固化雙酚A環(huán)氧樹脂時,當(dāng)按活性氫與環(huán)氧基等物質(zhì)的量計量的二乙氨基丙胺僅消耗75%時,體系中的環(huán)氧基卻消耗了95%;又如用1,6-己二胺作固化劑時,按活性氫與環(huán)氧基等物質(zhì)的量計量的己二胺僅消耗50%時,體系中的環(huán)氧基已消耗了95%。
對于這種情況。有人解釋為:加成反應(yīng)過程放出大量的熱、同時伴隨形成的羥基,使叔胺對固化反應(yīng)產(chǎn)生了催化作用。)對上述多胺的固化反應(yīng),有兩點(diǎn)需要說明。其一,因化學(xué)結(jié)構(gòu)和堿性不同有相當(dāng)大的區(qū)別。
對脂肪胺來說,k1/k2≌2,在伯胺優(yōu)先反應(yīng)的情況下,鏈增長反應(yīng)和基于仲胺的交聯(lián)反應(yīng)平行進(jìn)行。對芳胺來說,k1/k2≌7~12,基于伯胺的反應(yīng)的鏈增長反應(yīng)占壓倒優(yōu)勢。因此,環(huán)氧樹脂與脂肪族伯胺反應(yīng)過程中B-階段時間很短,難以控制,而在芳香胺中卻有較長的B-階段時間。這個B-階段時間長短是十分重要的,利用這一特性可以制成B-階段成型材料,如粉末涂料等。
第二步——路易斯酸對此反應(yīng)能起促進(jìn)作用,其促進(jìn)作用受酸的PKa支配,排列順序為:酸>酚>醇類>腈>硝基苯。
在應(yīng)用芳香胺類固化劑的配方中,有時需要加入促進(jìn)劑,以縮短凝膠時間,但加促進(jìn)劑會給固化物的性能帶來不利的影響。對某些胺與環(huán)氧基反應(yīng)而言,加入適量的水或醇類化合物(均含有羥基),可以加速其反應(yīng)。
就苯基縮水甘油醚而言,醇的加速作用順序為:甲醇>乙醇>正丙醇>叔丁醇>異丁醇>環(huán)己醇。胺固化劑分子結(jié)構(gòu)中的羥基對固化反應(yīng)同樣具有加速作用。如對雙酚A環(huán)氧樹脂的凝膠時間順序為:二乙烯二胺,羥乙基二乙烯三胺>雙羥乙基二乙烯三胺,不同的有機(jī)酸對胺固化劑與環(huán)氧樹脂的反應(yīng)也有影響。
就雙酚A環(huán)氧樹脂與胺反應(yīng)而言,加人不同酸的反應(yīng)速度順序為:對甲苯磺酸>水楊酸>甲酸>苯甲酸>乳酸>草酸>乙酸>正丁酸>順丁烯二酸>鄰苯二甲酸。環(huán)氧一胺固化反應(yīng)中,加入物質(zhì)對反應(yīng)速率的影響,可歸結(jié)為它們是否有利于產(chǎn)生氫鍵,因為氫鍵的形成加速了胺一環(huán)氧基之間的反應(yīng)。
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