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咪唑衍生物固化剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-5-13 13:22:44
咪唑衍生物固化剂用于粉末涂料,可取代简单咪唑,咪唑衍生物固化剂主要有2-甲基咪唑、2-苯基咪唑、长链取代基咪唑等几种。

虽然这些简单咪唑能提供很高的固化活性,但由于其熔点一般较高、难以与环氧树脂均匀分散,活化温度低(82-87℃)与环氧树脂混合后贮存期较短,因此,此类咪唑通常不作为单一固化剂用于低温固化系统中,而通常是作为固化促进剂与其他固化剂联合使用。例如与在环氧/双氰胺体系中添加0.1%-0.3%重量份的2-甲基咪唑,可使固化温度降至160℃左右。

为了克服简单咪唑环氧树脂固化剂的缺点和不足,将简单咪唑化合物进行改性,对咪唑分子上的活性点(仲胺基、叔胺基)进行钝化,适当降低其反应活性,改善其与环氧树脂的相容性,同时也可以赋予其他特殊的性能。

在粉末涂料中已有应用的咪唑衍生物固化剂主要有以下几类。

最为典型的可应用于粉末涂料的咪唑衍生物当属日本四国化成株式会社的Curezol系列咪唑衍生物,此类产品中的咪唑的1位是呈钝化性的,如-CN类的取代基团。通常这些取代基团会降低此类化合物的反应活性和熔点,提高制品的适用期[pot life],因此应用于粉末涂料时则能够改进其贮存稳定性。

进一步将上述CN系列产品与多元酸反应,可得到咪唑的多元酸(一般采用偏苯三甲酸酐)加合物(CNS)系列产品,其对应物的商品牌号分别为C11Z-CNS和2PZ-CNS。

由咪唑还可衍生得到Azine系列三聚氰胺化合物。该系列中具有代表性的产品是2,4-二氨基-6-[2’-甲基咪唑基-(1’)]乙基-均-三嗪。

其他可用于粉末涂料的Curezol类产品及基本性质下表。这些产品均是由四国公司提供,应用于防腐和电子灌封等绝缘粉末涂料领域。

Curezol系列产品与环氧树脂的活性反应温度起点大多低于150℃,因此具有良好的低温固化特性,但为了保证粉末体系的加工和贮存稳定性,最好选用初始活化温度大于90℃的品种。当然这些咪唑化合物均可作为固化促进剂与其他固化剂并用,以降低固化温度或缩短固化时间。



二乙基甲苯二胺(DETDA)性能测试

制品在120℃的烘箱中熟化12h,室温放置7天,按西德标准DNI53504测试制品性能与进口品相当:

项目                 自产detda           进口DETDA,

拉伸强度(MPa)         18.52              16.9

断裂伸长率(%)         300                280

挠曲模量(MPa)         208,5              210.8

弯曲强度(MPa)         10.63              10.98


对粉末涂料而言由于不含有溶剂,在融熔流动过程中体系的粘度是很大的。这种由于粘度和温度引起的涡旋动力可以忽略不计,而此时表面张力梯度将成为涡旋的重要推动力。因此为了减少橘皮现象,必须减小表面张力梯度以降低涡旋幅度。

缩孔形成的主要原因是低表面张力物质(缩孔施体)在熔融流体表面铺展,缩孔的大小与表面张力的差值有关,如下图所示,表面张力的差距,使缩孔施体在熔融粉末涂料表面快速铺展,表面积快速扩大,而下层流体由于粘度的阻力无法快速填充扩大表面下面的体积,造成表面下陷。

缩孔两边存在高出部分也是因为低表面张力物质欲快速扩展,而周围流体的粘度对其扩展有阻碍作用造成。最后,缩孔底部高处部分是因为缩孔施体里面带有一些颗粒物,这些物质是高表面张力物质,使周围低表面张力物质向其铺展形成。

功能性环氧硅烷固化剂配方都有会析氢现象。一般地,在水解液/金属分散法中,CoatOSil * MP 200 硅烷水解物的析氢量比对照溶液(未添加硅烷)和lquest* A-187硅烷的析氢量明显要少得多。

具体而言,高的ESO添加量产生的效果更好,但是缩合反应都没有明显改善。在水解液/树脂分散法中,效果比较明显,7天后两种硅烷添加剂的析氢量都减至2mL以内。

另外,相对于水解液/金属分散过程,所需的硅烷量较少,这也减少了配方中的析氢量。ESO CoatOSil* MP 200硅烷两种方法的对比表明水解物/粘合剂分散过程比水解物/金属分散过程有大幅的减少。还需要注意的是ESO CoatOSil* MP 200硅烷的水解液/树脂分散法的贮存时间在6个月以上,而Silquest* A-187硅烷分散产物的贮存时间约为1周。

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