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高耐热性固化剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-6-19 23:00:23
介绍近年来国内外关于环氧树脂的高耐热性固化剂研究情况。

在热固化技术领域,着重介绍了具有高耐热性、阻燃性、韧性等性能的几种功能性固化剂以及几种新型改性胺类固化剂;通过与热固化的对比,对环氧树脂的微波固化体系进行了初步的分析与探讨;在光固化技术领域则主要概述了环氧树脂的阳离子紫外光固化体系与自由基-阴离子混杂光固化体系的进展情况。

环氧树脂一般可用作粘合剂、浇铸料、玻璃钢和涂料等。其优良性能如粘合性、电绝缘性、耐化学药品性、高强度、高耐热能力及各类新产品的开发,使之在机械、宇航、电气、化工等领域中的应用越来越广泛。

为进一步提高环氧树脂固化物的性能,可以从树脂结构入手来改性树脂基体或合成新型树脂;同时也可以从添加剂出发,达到实现其高性能化的目的。研究并利用新型的固化技术也正在成为一个主要的途径。

随着对环氧树脂基体研究及其改性工作的逐步深入,环氧树脂固化技术取得了较大的进展,各类具有特殊性能的新型固化剂,近年来已成为国内外通用环氧树脂应用方面的研究热点。阻燃性及高耐热性固化剂。提高环氧树脂的阻燃性能可通过物理混入阻燃添加剂的方法实现,但在使用中添加剂易流失且工艺复杂;而通过化学键将阻燃物质接入聚合物骨架结构的方法,不仅实现阻燃基团对树脂的永久粘附,并对其物理及机械性能影响不大。

与传统的含溴阻燃剂相比,有机磷化合物在显示出高效阻燃性能的同时,产生的有毒物质少。Shieh等人利用邻苯基苯酚和磷酰氯反应制 得含磷化合物ODC,并用ODC与线型酚醛树脂(PN)合成了新型的含磷阻燃固化剂OD-PN。

用高耐热性固化剂固化的环氧树脂,由于其内部含有ODC的规整结构和含磷侧基,比无环含磷固化剂或含溴固化剂固化的环氧树脂具有更高的阻燃性能、更高的玻璃化温度及热稳定性。由此固化剂固化的甲酚甲醛环氧树脂(CNE),磷含量为1.21%时即可达到UL94-VO标准(若用含溴固化剂,溴含量则须达到6%),且没有毒烟放出;磷含量为1.72%时,LOI值(能支持某物质燃烧的氧氮混合气中氧气的最小百分比)可达35。



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。


张多太研制成功的F系列环氧树脂固化剂为改性酚醛树脂,部分已商品化。该固化剂可使通用环氧树脂耐300~400摄氏度高温,具有洁净安全的高阻燃性能和突出的耐烧蚀性能,在高温下其固化物即使分解,残碳层仍具有原材料的部分性能。

F固化剂自身无污染,可以长期贮存,施工简便,既可以粉末使用,又能以溶液使用;既可高温固化,也可中温固化,同时具有自生色功能,是一种多用途的高效固化剂。F系列固化剂F-52B与F-52A分别固化E-51环氧树脂和多功能环氧树脂AFG-90的热重分析(TG)曲线和微分热重曲线(DTG)。

固化后的E-51环氧树脂的分解温度为380摄氏度左右,最大失重速率出现在405摄氏度,467摄氏度后又开始缓慢失重,800摄氏度时的质量保持率仍为38.17%;固化后的多功能环氧树脂AFG-90的分解温度比E-51环氧树脂低,但其在800摄氏度以上的质量保持率可达50%以上。而一般耐热良好的酚醛树脂在600~700摄氏度时,质量保持率已趋近于零。

填料的作用是改善制品的一些性能,并改善树脂固化时的散热条件,用了填料也可以减少环氧树脂的用量,降低成本。因用途不同可选用不同的填料。其大小最好小于100目,用量视用途而定。常用填料简介如下:

石棉纤维、玻璃纤维增加韧性、耐冲击性;石英粉、瓷粉、铁粉、水泥、金刚砂提高硬度;氧化铝、瓷粉增加粘接力,增加机械强度;石棉粉、硅胶粉、高温水泥提高耐热性;石棉粉、石英粉、石粉降低收缩率;铝粉、铜粉、铁粉等金属粉末增加导热、导电率;石墨粉、滑石粉、石英粉提高抗磨性能及润滑性能;金刚砂及其它磨料提高抗磨性能;云母粉、瓷粉、石英粉增加绝缘性能。

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