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多元胺固化剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-6-17 11:40:06
本文介绍多元胺固化剂

多元胺固化剂与羰基化合物反应。用酮类化合物封闭多胺,形成一种潜伏性固化剂一酮亚胺类固化剂。遇到水或水蒸气,酮亚胺与H20作用再生成伯胺,这就是酮亚胺在水和潮湿环境中可以使环氧树脂固化的基本原因。

制取酮亚胺的方式大致有以下几种:(1)一种含有二个仲胺基和多于一个伯胺基的多胺与低分子质量的酮反应,如分子结构为H2N(CH2)3NHCHzCH2NH(CH2)3NH2的多胺,用甲基异丁基酮封闭,可制取一种螯合型的酮亚胺。这种酮亚胺与双酚A环氧树脂混合,在无水的条件下可制取单一包装的环氧粘合剂。

在潮湿的环境里,这种粘合剂可以比较好地固化。(2)直接用多胺、酮类化合物与环氧树脂混合,形成单一包装的环氧粘合剂(必须避免与水、湿汽接触)。例如,用16份二乙烯三胺、49份Epikote 1001环氧树脂、30份甲基异丁基酮、30份丁酮、50份甲苯,可制成一种室温可以稳定贮存的涂料。

这种涂料涂敷在钢板上,经3d固化后,可形成具有高剥离强度的涂膜。(3)利用脂肪多胺与位阻酮(即酮基两侧烃基有一个基团碳原子比较多,如甲基异丁基酮)反应,制取含有咪唑啉基团的酮亚胺化合物。借助于溶剂化的助剂(如醋酸)可将这种酮亚胺分散在水溶液中,形成含伯胺基团的胺类固化剂,用于制作水溶性环氧涂料和电泳漆。

制取酮亚胺的基本方法是:将酮与多胺溶解在像苯、环己烷之类的溶剂中,加入酸性催化剂(脱水剂,最好是强酸阳离子交换树脂),加热(70~100℃),利用共沸不断除去反应中产生的水,然后再真空蒸馏脱去溶剂,制成酮亚胺,产物贮存在密封的冷藏箱中。

例如,在2L的反应瓶中加入47.7g二乙烯三胺、99.5g甲基异丁基酮、0.25gDowex50w-x8型离子交换树脂和足够的苯、使反应物总体积达到750mL,用带有干燥管的迥流冷凝管除去反应生成的水(16.6g),然后用回转真空蒸发器脱除溶剂,可制得酮亚胺,产物保存在棕色瓶中。

如多元胺固化剂中含有仲胺基,在酮亚胺化后此仲胺基仍能与环氧树脂反应,因此配胶后使用期很短;如在酮亚胺化后再用苯基缩水甘油醚将仲胺也封闭起来,则这类酮亚胺使用起来比较稳定,在吸收水份后才开始迅速发生固化作用。酮亚胺类固化剂具有一定的潜伏性,配料使用期比较长(可大于8h),固化剂粘度低,颜色比较浅,固化物性能优于多元胺。为了加速固化反应,通常可加入0.5%~2%的水以促进固化反应。

多元胺固化剂与硫脲缩合反应。此类加成物可用于低温下作固化剂,适合于冬季野外施工。

多元胺固化剂与有机酸反应。生成的低分子聚酰胺树脂(又称多氨基酰胺)是用量最大的改性胺。反应中所用的羧酸可以是二聚酸,也可以是常见的饱和或不饱和脂肪酸与长链脂肪酸。



二乙基甲苯二胺(DETDA)是随着聚氨酯的发展,于80年代初工业化并大量使用的一种位阻芳香二胺扩链剂,为低粘度、无毒、无味的液体。用于聚氨酯中,可提高制品强度和耐水解性,使制品生产率大大提高,并使大尺寸、结构复杂的聚氨酯制品工业化成为可能。detda与异氰酸醋较快的反应速度还特别适用于无溶剂、快固型涂料。此外,还可作为环氧、醇酸树脂固化剂,橡胶油类抗氧剂、染料、农药中间体,是一种很有前途的化工新产品。


文献中记载制取聚酰胺树脂的可行工艺路线很多,如

①多胺与沥青脂肪酸的缩合;

②多胺与腈基脂肪酸缩合;

③脱水蓖麻油脂肪酸与一种或多种多胺、顺丁烯二酸、反丁烯二酸的缩合;

④含碳原子12~22个的不饱和脂肪酸与四乙烯五胺的缩合;

⑤α一壬基脂肪酸与多胺缩合;

⑥多羧酸或酯(如二甲基十七烷基二羧酸)与多胺(如二乙烯三胺)的缩合;

⑦分子式为(RCOOH)。(n≥2)的多元酸的化合物与过量的多胺缩合;

⑧多元脂肪酸与过剩40%~50%的脂肪多胺反应,制取胺基多咪唑啉;

⑨甲基丙烯酸与二乙烯三胺缩合;

⑩用多胺与α、β不饱和脂肪酸或它们的酯反应,制取多氨基酰胺;等等。

在实际应用中,经常根据不同需要设法改进固化剂和配方料的工艺操作性能,努力减少因热效应带来的不利影响。

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