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酸酐固化剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-5-18 17:35:30
酸酐固化剂用在环氧树脂上的特点是:固化反应慢且放热平缓,固化涂膜收缩率小;固化物热变形温度高,涂膜耐化学品性、抗紫外及耐湿热性好;涂膜力学和电性能优良。因此主要用作电子电器绝缘领域。

另一方面,酸酐固化剂其作为环氧固化剂时,存在如下缺点:吸湿性较大;固化反应时有CO2脱出,易使涂膜内部形成针孔;多数固态酸酐易升华,施工时有强刺激性气味。由于固化涂膜表观性能不佳,因此它在装饰性粉末涂料中较少使用。

由于酸酐固化剂本身不含活泼氢,不能直接与环氧基反应,必需添加固化促进剂先打开酸酐环,常用的促进剂有上文中提及的咪唑及其衍生物以及季铵盐、季鏻盐等鎓盐类。

原则上所有低分子量酸酐,如邻苯二甲酸酐、马来酸酐和偏苯三酸酐都能用作环氧树脂固化剂。某些品种,如偏苯三酸酐(TMA)和均苯四酸二酐,虽然因可获得较好的涂膜性能曾被广泛使用,但由于其具有一定的毒性和强刺激性且易升华释放出,因此已逐渐被禁止使用。

其他常用的酸酐类环氧固化剂有四氢苯二甲酸酐(THPA)、甲基四氢苯二甲酸酐(MTHPA)、3,3’,4,4’-苯酮四酸二酐(BTDA)、聚壬二酸酐和聚葵二酸酐等。

酸酐是某含氧酸脱去一分子水或几分子水,所剩下的部分。一般无机酸是一分子的该酸,直接失去一分子的水就形成该酸的酸酐,其酸酐中决定酸性的元素的化合价不变。而有机酸是两分子该酸或多分子该酸通过分子间的脱水反应而形成的。只有含氧酸才有酸酐。无氧酸是没有酸酐的。

酸酐一般可看作是由酸脱水而成的氧化物(有机酸的酸酐不属于氧化物)。许多能再与水作用而成原来的酸。



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。


根据酸的性质可分为:

(1)无机酸的酸酐,由一个或两个酸分子缩水而成。例如碳(酸)酐即二氧化碳CO2、硝(酸)酐即五氧化二氮N2O5。

(2)有机酸的酸酐,由两个一元酸分子或一个二元酸分子缩水而成的化合物,虽不是氧化物,也称酸酐。例如乙(酸)酐(CH3CO)2O、邻苯二甲酸酐C8H4O3等。

“酸酐就是酸性氧化物”这句话在一定范围内是对的。酸酐是酸脱水形成的,而酸性氧化物是与碱反应生成盐和水的氧化物,从概念上看,二者是不可等同的。在无机化学中酸酐是酸脱水形成的,且绝大多数为氧化物,所以二者可以等同,但有机化学中,很多有机酸脱水后都不是氧化物,如:醋酸(CH3COOH)脱水形成醋酸酐((C4H6O3,(CH3CO)2O),所以也就不可能是酸性氧化物了。

酸缩去水而成的化合物,如一个碳酸分子(H2CO3)缩去一分子水(H2O)剩下的二氧化碳(CO2)就是碳酸酐。两个醋分子(CH3COOH)缩去一分子水(H2O)剩下的((CH3CO)2O)就是醋酸酐。

固化剂的品种对固化物的力学性能、耐热性、耐水性、耐腐蚀性等都有很大影响,例如芳香多胺、咪唑、酸酐等固化剂固化环氧树脂的耐热性高于脂肪族多胺、低分子聚酰胺固化剂;芳香族酸酐固化环氧树脂的耐水性优于芳香二胺和脂肪族多胺固化剂;三亚乙基四胺固化剂耐碱性好,但耐酸性和耐甲醛溶液性较差。脂环族多胺(如异佛尔酮二胺)固化环氧树脂的耐药品性优良。酸酐固化剂固化环氧树脂的耐碱性优于耐酸性。应根据不同的用途和性能要求选择适当的固化剂。

几种固化剂复合使用,可以收到相得益彰的效果,例如低分子聚酰胺固化剂配合少量的间苯二胺固化剂,既可室温固化,又能使固化物韧性增加的同时适当地提高耐热性。偏苯三酸酐(TMA)与甲基四氢苯酐复合使用,共熔混合物黏度低(25℃,200~250mPa·s),易与环氧树脂相互混合,改善了工艺性。
所选用的固化剂应对人体无危害,对环境无污染,乙二胺绝对不能单独用作固化剂,尽量采用改性胺类固化剂。

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