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环氧树脂固化促进剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-6-21 23:51:10
环氧树脂固化促进剂是一类能加速环氧树脂固化,降低固化温度,缩短固化时间的物质。

由于促进剂、固化剂、环氧基之间以形成电荷偏离的六元环过渡态来实施促进作用,因此亲电性促进剂对亲核性固化剂有效,亲核性促进剂对亲电性固化剂有效。

胺类固化环氧树脂时, 凡是含有一OH、一COOH、一S03 H、C()NH2、一S02NH2、一S03NHR的试剂都对反应起促进作用。例如酚类(苯酚、氯代酚、间苯二酚)、酸类(水杨酸)、酰胺类等都可作促进剂使用,一般用量5~10份。

凡是含有一OR(R≠H)、一C(1)OR、一SO3R、一CONR2、一C02NR2、一SO2NH2、N02等的试剂都有抑制作用。

酸酐类固化剂与环氧树脂的固化反应慢,一般都要加入促进剂,常用叔胺、季铵盐,有时也用有机酸盐和氢氧化钾。

常用的环氧树脂固化促进剂有有机胺类,例如叔胺、甲基二乙醇胺和胺基苯酚等。常用的适用于双组份环氧树脂地坪漆的胺类固化促进剂品牌有DMP-30(天津),HY960叔胺加速剂(美国),OP-8658/DP-300涂膜干燥、环氧树脂固化促进剂。

除了胺类固化剂促进剂外,有时也可以使用酸类环氧树脂固化促进剂,例如水杨酸,并且在较低气温时还可以适当地加入季铵盐。

为了对环氧树脂起到增塑的效果,并降低低分子量环氧树脂成膜后的脆性,有些环氧树脂地坪漆的固化剂的组分配比是:胺类固化剂:苯甲醇:水杨酸:季铵盐=50:(40-48):(2-10):(0-3)。

其中,苯甲醇作为水杨酸的溶剂,并起到对环氧树脂增塑的作用,能降低低分子量环氧树脂成膜后的脆性。

季铵盐类又称四级胺盐,铵离子中4个氢原子被烃基取代形成的化合物,结构通式为R4N+x一,其中R可以是相同或不同的烃基,X多为卤素原子,也可以是酸根。



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季铵盐是一种较有前途的潜伏性促进剂,促进机理类似于叔胺的羧酸复盐,对环氧树脂/酸酐体系的促进作用同叔胺一样,但室温储存期约是叔胺的8倍,而固化物的物理力学性能略好于叔胺促进体系。例如苄基三乙基氯化铵,当温度<80℃时按阳离子机理进行反应,而在120℃以上季铵盐分解成叔胺和卤代烷,按阴离子机理催化固化反应。

乳液涂料用固化剂的研究在室温固化方面最有前景的方法是在聚合物中引入不饱和基团,可使其自动氧化固化。可以用含烯丙基单体,或者聚合物合成后再引入双键,称为后官能化反应(postfunctionalization)。要获得最佳的漆膜性能,聚合物的扩散速度必须要大于交联固化速度。众所周知,双组分涂料,固化剂要在使用前混合。

新的概念是制备一种称为单包装的双组分涂料(two-pack-in-one-pot),其含义是具有官能团的两组分是不相容的或是有限的相容性,但两者都是乳液或同是水分散体,二组分混合后,官能团不会接触,这样,在漆膜干燥前不会反应。当水分蒸发后,官能团接触,能够发生有效而快速的交联反应。固化剂要求甲醛释放量低,固化温度低,固化速度快,环境友好。

机械性能的差异主要体现在漆膜的柔韧性和硬度上。采用聚酰胺类固化剂,固化后的漆膜机械性能好。由于聚酰胺树脂分子结构中含有较长的碳键和极性基团,因而具有很好的弹性和附着力,聚酰胺树脂不但是环氧树脂良好的固化剂,也是一种良好的活性增韧剂,能使得环氧树脂涂料长期保持韧性。

在三个酚醛改性胺固化剂中,采用固化剂1#固化的漆膜柔韧性较差,这是酚醛改性胺类固化剂的特点。固化剂2#的柔韧性一般,硬度略低。固化剂3#的物理性能较好,是由于分子结构中长脂肪链提供了漆膜良好的柔韧性能。固化剂4#的漆膜脆性也较大。

固化剂2#、固化剂3#用在环氧富锌底漆中,反应速度过快,产生放热现象。因此,固化剂2#、固化剂3#不能使用于富锌涂料体系,只能应用在低锌的环氧防锈底漆中。由于酚羟基中的活泼氢很容易与环氧树脂反应,国产固化剂中残存的游离酚也可以加速固化反应的进行,造成反应活性过大。

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