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羟烷基酰胺类固化剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-5-3 13:18:40
羟烷基酰胺类固化剂目前逐渐替代TGIC成为耐候性粉末涂料的第一大类固化剂,羟烷基酰胺类固化剂其主要品种有Primid XL552和Primid QM1260两种。

羟烷基酰胺类固化剂的固化基理是利用β位上的羟烷基与树脂上的羧基进行酯化脱水反应。由于反应过程中可形成口恶唑啉盐中间体,因此酯化反应活性很高,不需要加入催化剂。

从毒理学角度分析,两种HAA类固化剂都完全安全。QM1260相对于XL552分子结构的唯一区别是后者羟基所在的碳原子上多了一个甲基,位阻效应的存在可能会略降低羟基的反应活性,但可以对固化后形成的酯基起到一定的屏蔽作用,从而提高其水解稳定性,抑制漆膜泛黄。

以HAA为固化剂制备的粉末涂料最大的缺点是由于固化过程中有水分子释出,会影响漆膜的致密性。对于厚涂层则可能引起针孔和起泡。要克服这些问题,就需要减慢涂层的固化速度,使涂层在低熔融粘度情况下保持时间较长,为水分子的逸出留出时间。

β-羟烷基酰胺是聚酯粉末涂料一种新的高效无毒固化剂。β-羟烷基酰胺在粉末涂料中的应用试验,结果表明可替代传统的TGIC固化剂。

由于TGIC的毒性及对环境的危害,自上世纪90年代开始,世界上很多国家相继禁止或限制了对它的应用。以至在粉末涂料行业出现了它的许多替代物,其中性能完全接近TGIC、影响最大、应用范围最广的要数羟烷基酰胺(Primid XL552)。

客观上TGIC与羟烷基酰胺(T105)终究是两种不同的化合物,其反应机制、反应历程都不相同,难免会出现不尽相同的问题而需要研究不同的解决方法。

要推广羟烷基酰胺(T105)就必须研究它与TGIC的不同之处。TGIC是通过其三个环氧基与羧基聚酯的羧基反应而实现固化的,它的反应活性相对较小,反应过程没有副产物。虽然分子中含有三个氮原子,但封闭的三嗪环,使它获得稳定而不被氧化的结构。它而且是油溶性的,与羧基聚酯有很好的相容性。

T105是通过其四个羟基与羧基聚酯的羧基反应而实现固化的,它的反应活性相对较大,反应过程有水份产生。分子中含有二个裸露的氮原子,使得它较易被氧化而失去稳定性。而且它是水溶性的,与羧基聚酯完全不相容,只能分散在羧基聚酯中。



二乙基甲苯二胺(DETDA)是聚氨酯弹性体以及环氧树脂的芳香族二胺固化剂,用于浇注、涂料、RIM及胶黏剂,也是聚氨酯及聚脲弹性体的扩链剂。


由以上对比中可以看出,T105除了与羧基聚酯相容性不好需在加工工艺上加强混合分散外,事实上还存在二大质量问题:由于反应过程有水份生成而易形成针孔和表面缺陷;由于有裸露氮原子而产生的黄变。而这二个问题都可以通过树脂的选择得到妥善解决。

目前HAA体系用的聚酯树脂主要有95/5 、96.5/3.5两种。很多用惯了TGIC的人,认为改用T105只不过换了一种固化剂而已,往往会在原有树脂基础直接配制新的粉末。殊不知这却却是犯了严重错误。

要知道这类树脂是为TGIC而设计的,如上所述因为TGIC本身活性较差,故需活性大的树脂相配合。而T105本身活性较大,而且反应中还需排出反应所生成的水份。所以反应过快的树脂既没有给熔融的涂液以充分的流平时间,也没有给反应所产生的水汽留出足够的排出余地,以至出现众多的涂层缺陷和针孔。大部分聚酯在膜厚90um时表面无针孔产生,而且表面效果基本都较好。

聚酯树脂是不饱和聚酯胶粘剂的简称。不饱和聚酯胶粘剂主要由不饱和聚酯树脂、引发剂、促进剂、填料、触变剂等组成。主链中含有-CH=CH-双键的一种线型结构(见线型高分子)聚酯树脂,能与烯类单体,如苯乙烯、丙烯酸酯、乙酸乙烯酯等混合后,在引发剂和促进剂的作用下,于常温下聚合成不溶、不熔产物。不饱和聚酯的英文缩写为UP。 主要用于生产卷材涂料。

聚酯树脂由二元醇或二元酸或多元醇和多元酸缩聚而成的高分子化合物的总称。

聚酯树脂是分为饱和聚酯树脂和不饱和聚酯树脂。不饱和聚酯胶粘剂主要由不饱和聚酯树脂、颜填料、引发剂等助剂组成。

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