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环氧树脂胺类固化剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-6-28 20:41:50
综述了近年来新型环氧树脂胺类固化剂的研究成果,将新型环氧树脂胺类固化剂应用到环氧树脂的固化当中,对改性后的环氧树脂体系的各项性能进行了全面的分析。

环氧树脂具有优异的性能,应用广泛。环氧树脂固化剂中最重要的是环氧树脂胺类固化剂,约占全部固化剂的71%,其中改性胺用量最大,用途最广泛。常用的胺类固化剂有脂肪胺、芳香胺、脂环胺、聚酰胺和叔胺类等。

脂肪族胺类固化剂是一类应用广泛的固化剂,常用于不能加热或不允许加热的胶粘剂、密封胶、小型浇铸、层压材料和室温固化涂料等。但这些固化物的耐热性普遍不好,因此不少学者对开发新型耐热和功能化的脂肪族胺类固化剂进行了研究。

ToldyA等合成了1种含磷的脂肪族胺类固化剂TEDAP,(结构式见式1),不仅能替代传统的环氧树脂固化剂,还是有效的阻燃剂。将其添加到AH-16-T-58树脂中,可燃性指数(GWFI)从550℃提高到960℃,极限氧指数(LOI)值从21提高到33,并且达到UL-94V-0级别。

李梅等用高级脂肪醇聚氧乙烯醚和甲基四氢邻苯二甲酸酐经酯化反应得到甲基四氢邻苯二甲酸单脂,再与E-51反应制得单环氧甲基四氢邻苯二甲酸双酯,最后经多元胺扩链及苄基缩水甘油醚封端,得到脂肪醇聚醚性水性胺类环氧固化剂(PEAWAECA),通过涂料漆膜性能分析表明,环氧基与胺氢物质的量比为1∶1时,涂膜柔韧性达1mm,铅笔硬度达3H,附着力达1级,耐冲击性达50kg/cm,该固化剂有效地改善了环氧树脂涂膜较脆的缺陷。

WanJintao等合成了以苯环为核心的星型结构的多元胺化合物(MXBDP),(结构式见式3)。他们着重研究了双酚A缩水甘油醚(DGEBA)/MXBDP体系的非等温反应动力学,提高加热速率可以加快反应速率,但对非等温反应曲线影响较小(114~119kJ/mol)。



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DETDA是一只十分有效的聚氨酯弹性体扩链剂,尤其适用于RIM(反应注射成型)和SPUA(喷涂聚脲弹性体)上;同时也可用作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。 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、润滑剂及工业油脂的抗氧剂,以及化学合成中间体。


实验结果显示,当转化率α=10%~35%时,体系的活化能(Ea)从57kJ/mol下降到45kJ/mol,而且通过MXBDP改性的环氧树脂有望成为性能优异的室温涂料、粘合剂和密封剂。

WanJintao等利用丁基-缩水甘油醚改性聚丙烯亚胺树状大分子,制得聚合物PB2和PB4,发现它们可以与DGEBA很好的发生交联发应。结果表明,DGEBA/EDA-dendri-(NH2)体系的活化能为59.7kJ/mol,高于DGE-BA/PB2体系和DGEBA/PB4体系的活化能,分别是56.4kJ/mol和55.0kJ/mol;而且随着丁基缩水甘油醚单体的增加,玻璃化转变温度和β-转变温度、交联密度和初始降解温度逐渐下降,然而固化后的环氧树脂仍然有很好的稳定性(<220℃),并且相比于EDA-dendri-(NH2),PB2和PB4(尤其是PB4)能够增加和扩大固化后环氧树脂接近室温时的衰减。

WanJintao等合成了新型的低挥发性星型的脂肪族聚胺N,N,N’,N’,N”-5(3-氨丙基)-二亚乙基三胺(PADT)。将PADT用于DGEBA的固化研究表明,PADT具有很高的反应性,并可提高固化体系的交联密度,从而使固化物具有更高的稳定性和热机械性能,是很有应用价值的脂肪族胺类固化剂。

WangHaimei等合成了一系列具有联苯结构和柔性脂肪链结构的固化剂LCCAn,并与DEGBA/4,4’-二氨基二苯(DABP)固化体系进行了对比。

结果LCCAn体系中亚甲基单元的个数几乎没有影响它的固化反应活性,固化温度也没有明显变化,但亚甲基单元的存在对于体系呈透明液态却起着重要作用。

相比于DABP、LCCAn体系显示了较高的活化能(α=0.05时,EaLCCA2=211.2kJ/mol;EaLCCA4=215.9kJ/mol;EaLCCA6=150.6kJ/mol;EaDABP=78.5kJ/mol)和较低的玻璃化转变温度(TgDGEBA/LCCAn≈90℃,TgDGEBA/DABP≈170℃)。

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二乙基甲苯二胺(DETDA)  http://www.yaruichemical.com