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芳香族多元胺及其衍生物固化剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-5-26 18:26:01
芳香族多元胺及其衍生物固化剂赋予体系很高的反应活性、极其优良耐化学性,但也具有非常突出的黄变倾向。另一个弱点是由于芳香族多元胺及其衍生物固化剂的毒性导致非常可疑的生理活性。

也就是说芳香族多元胺及其衍生物固化剂很难作对环境保护有要求的那些体系的固化剂。 咪唑是具有两个氮原子的五元杂环化合物,其中一个氮原子构成仲胺,另一个氮原子构成叔胺。

仲胺上的氢活性很大,引起环氧基开环。咪唑分子中2,4位置的碳原子上的氢可以被不同的基团取代,从而衍生出一大批咪唑的同系物。2-甲基咪唑和2-苯基咪唑啉是粉末涂料中最常用的固化促进剂。

工业品2-甲基咪唑熔点140?-146?,沸点263?-265?,活化温度82?-87?(指按3%用量加入到100gE-51环氧树脂中4小时后能产生固化的温度),外观为浅黄色至白色结晶,常作为固化促 进剂使用。

它可以作为双氰胺类、二酰肼类、酸酐类、酚醛树脂和酚类固化剂的促进剂。一般在粉末涂料中的添加量为树脂量的0.1%-0.6%,在重防腐环氧粉末涂料中用于酚类固化剂的促进剂时用量为0.6%-1%。

缺点是:涂膜颜色容易泛黄,不同程度地影响粉末涂料贮存期。 咪唑加成物有时也称为加成咪唑,其中著名的产品EPI-CUREP101。它是一种1:1或1.5:1当量比的2-甲基咪唑与Epon828液体双酚A环氧树脂的反应产物。

咪唑加成物既可以单独也可以与其他的非催化型固化剂结合使用。单独使用能够提供最佳的低温固化性能,其他的固化剂结合可以提供更好的应用效果,因此这种固化剂扮演着更多的是催化剂的角色。

和咪唑化合物一样,将它单纯作为粉末涂料的促进剂也是不适宜的,因为它会降低粉末涂料的贮存稳定性和导致严重结块而最终失去工业用途。

大部分脂肪族和芳香族的伯胺与仲胺在室温下都是固态,但它们不能用作环氧粉末涂料的固化剂,因为这些体系的反应活性极高,在挤出加工时会引起很多问题,还会显著降低涂料的储存稳定性。



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。


已经开发的几种胺衍生物在粉末涂料组成里与固态环氧树脂结合可提供必要的稳定性。

多元胺虽不属多羟基化合物,但它在聚氨酯合成中与多羟基化合物起得作用相似,严格地说所得聚合物也不能命名为聚氨酯,应称为聚氨基甲酰胺或聚脲,然而人们通常将之作为聚氨酯类讨论。

最常用的多元胺有3,3’一二氯-4,4‘:二苯基甲烷二胺(MOCA)与丙二醇双-(4,4’一二氨基)苯甲酸酯。

其他低聚物多元醇如羟基有机硅树脂等也常在特殊情况下使用。

TGIC活性较差,设计涂料配方时,我们会考虑选择活性较大的聚酯相配合。而羟烷基酰胺本身活性较大,且反应还需排出反应时生成的水分。如果用反应过快的聚酯既没有给熔融的涂膜充分的流平时间,也没有给反应时所产生的水蒸汽流出足够的排出时间,以至出现涂膜朦胧不清晰和针孔等表面缺陷。所以,羟烷基酰胺就应该选择活性较差的聚酯配合。

由于TGIC和羟烷基酰胺对聚酯的要求恰恰相反。市场上流通的TGIC与羟烷基酰胺两用的羧基聚酯,则是取活性的折中点。所以,容易顾此失彼,不值得大面积推广。

作为羟烷基酰胺的专用树脂,应该选择低反应活性、低熔融粘度、低玻璃化温度的聚酯。当然,其酸值会相对低一些。在选择聚酯时,通常是通过测定树脂的软化点和酸值、粉末的胶化时间、粉末的熔融流动性来评估聚酯的适用性。所以,设计配方时也会考虑多个聚酯拼用,以达到预期的目标。

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