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固化剂的固化温度

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-5-23 16:01:02
各种固化剂的固化温度各不相同,固化物的耐热性也有很大不同。

一般地说,固化剂的固化温度高的可以得到耐热优良的固化物。对于加成聚合型固化剂,固化剂的固化温度和耐热性按下列顺序提高:脂肪族多胺<脂环族多胺<芳香族多胺≈酚醛<酸酐。

催化加聚型固化剂的耐热性大体处于芳香多胺水平。阴离子聚合型(叔胺和咪唑化合物)、阳离子聚合型(BF3络合物)的耐热性基本上相同,这主要是虽然起始的反应机理不同,但最终都形成醚键结合的网状结构。

固化反应属于化学反应,受固化温度影响很大,温度增高,反应速度加快,凝胶时间变短;凝胶时间的对数值随固化温度上升大体呈直线下降趋势,但固化温度过高,常使固化物性能下降,所以存在固化温度的上限;必须选择使固化速度和固化物性能折衷的温度,作为合适的固化温度。

按固化温度可把固化剂分为四类:低温固化剂固化温度在室温以下;室温固化剂固化温度为室温~50℃;中温固化剂为50~100℃;高温固化剂固化温度在100℃以上。属于低温固化型的固化剂品种很少,有聚琉醇型、多异氰酸酯型等;国内研制投产的T -31改性胺、YH—82改性胺均可在0℃以下固化。

属于室温固化型的种类很多:脂肪族多胺、脂环族多胺;低分子聚酰胺以及改性芳胺等。属于中温固化型的有一部分脂环族多胺、叔胺、眯唑类以及三氟化硼络合物等。属于高温型固化剂的有芳香族多胺、酸酐、甲阶酚醛树脂、氨基树脂、双氰胺以及酰肼等。

对于高温固化体系,固化温度一般分为两阶段,在凝胶前采用低温固化,在达到凝胶状态或比凝胶状态稍高的状态之后,再高温加热进行后固化(post-cure),相对之前段固化为预固化(pre-cure)。

环氧树脂必须与固化剂反应以生成三向立体结构才具有实用价值。因此固化剂的结构与品质将直接影响环氧树脂的应用效果。国外对固化剂的研究与开发远比环氧树脂活跃,与环氧树脂品种相比,固化剂品种更多,且保密性很强。

每开发一种新的固化剂就可以解决一个方面的问题,就相当于开发一种新的环氧树脂或开辟了环氧树脂一个新的用途。可见,开发新型固化剂远比开发新型环氧树脂更为重要。



二乙基甲苯二胺DETDA是一种位阻型芳香族二胺,乙基和甲基的位阻作用使得其活性比甲苯二胺(TDA)低得多。它与聚氨酯预聚体的反应速度比DMTDA快数倍,比MOCA快约30倍。主要用于RIM聚氨酯体系以及喷涂聚氨酯(脲)弹性体涂料体系,具有反应速度快,脱模时间短、初始强度高、制品耐水解、耐热等优点。另外该品还可用作弹性体,用作反应注塑成型聚氨酯的扩链剂,聚氨酯涂料、环氧树脂、醇酸树脂固化剂。润滑剂及农药、染料中间体,塑料、橡胶、油类抗氧剂,以及化学合成中间体。


90年代以来,世界环氧树脂固化剂发展趋势出现了许多新的特点,主要有以下几方面。

固化剂类型

①新品种层出不穷,胺系仍居首位,其次是酸酐系。

②含 P、 Si、 B、 F、 Mg等元素的“半无机高分子”固化剂以其独特的性能引起人们关注。

③改性的硫醇系和改性的酚系固化剂也有不同程度的发展。④末端有硫醇基的新的嵌段共聚物大量投放市场。

当采用常规的加热技术如对流或中、短波红外线对涂在金属底材上的粉末加热时,首先是表面受热,然后被吸收的热量穿过粉末层传导到基材,大部分热被传送到基材(如果是金属是非常快的,因为金属是自然界的导热体而且把其看做“散热器”)。只有当基材被完全加热时,基材和涂层间的界面层才能达到使固化过程开始所需要的温度。

NIR技术的工作原理:是以近红外高辐射能量去激发涂料分子的剧烈振动而使涂层加热固化。NIR能量可直接和均匀地贯穿整个粉未涂层,通过由基材表面反射能量的程度补偿深度加热。本质区别是速度,具有这种加热速度的NIR技术能将热量均匀地传递在涂膜上和穿越涂膜,因此,在整个涂层上都能获得所需要的固化温度,并以相同速度发生固化。 

为了使粉末涂料彻底固化,需要将基材再保温几秒钟,冷却之后涂层也就完全地固化了。采用这种固化方法使总固化时间低于1 min成为现实,与传统的固化时间15 min相比,固化时间显著缩短, NIR辐射技术不但能促进粉末的升温反应,而且还能促进基团的反应或至少加速固化反应。

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