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有机酸酐类型固化剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-7-2 23:45:30
有机酸酐类型固化剂在分子结构中都含有酸酐基,个别的酸酐固化剂还含有羧基、醚键和酯基,不含氮原子上的活泼氢。与胺类固化剂性质完全不同。多数酸酐挥发性较小,生理毒性低,对皮肤刺激性小。顺丁烯二酸酐、邻苯二甲酸酐等少数几种除外。

有机酸酐类型固化剂和环氧树脂配合量较大,室温固化缓慢,不能完全固化树脂,需要高温加热后固化,因此,室温下适用期较长,固化速度慢,固化物收缩率较小,固化物热变形温度较高,耐热性能好,力学及电性能优良,所以在电绝缘领域多采用此类固化剂。由于固化物结构里含有酯基,所以耐有机酸、无机酸性能好,但耐碱性较差。

有机酸酐类型固化剂存在的不足:

(1)吸湿性 酸酐容易吸收空气中的水分,和其反应生成游离酸,使酸酐边浑浊,妨碍固化反应进行。在使用酸酐时,应尽量控制酸酐和空气接触面小,时间要短,避免高湿度环境,容器密封良好。

(2)脱二氧化碳反应  酸酐在单独受热或叔胺存在下,会引起脱二氧化碳反应,释放二氧化碳引起包装酸酐容器内压增加现象,使固化物内部形成针孔,二氧化碳释放,使酸酐当量增加和粘度升高。

酸酐类固化剂按其化学结构可大体分为:芳香族酸酐、酯环族酸酐、脂肪族线性酸酐、含卤酸酐及酸酐加成物等。

芳香族酸酐在其分子结构中都含有苯环,固化物的耐热好,热变形温度较高,电性能优良。但因为都是固态,熔点高,操作不便。

邻苯二甲酸酐(PA):相对分子质量148,白色粉末,熔点128℃。邻苯二甲酸酐在固化时放热量小,适用期长。固体树脂先加热到120~124℃,在加入邻苯二甲酸酐,高温酸酐会升华,因此,操作要迅速;液态树脂可将混合物保温在60~70℃,低于60℃酸酐会析出,此时可加入固化促进剂,可延长树脂适用期。固化物的电性能优良,除耐碱性较差外,耐药品性能良好,适用于中温固化的层压材料及大型浇铸件。

邻苯二甲酸酐和二亚乙基三胺的加成物(PA-DETA)



二乙基甲苯二胺产品物理指标

外观(室温下): 淡黄色至棕色透明液体

沸点,(℃): 308

密度(g/cm3)at(20℃): 1.02

凝固点(℃): -8

闪点,TCC,(℃): 135

粘度,Cps at(20℃) 280

(25℃) 155

异氰酸酯当量: 89.5

环氧树脂当量: 44.3


偏苯三甲酸酐(TMA):相对分子质量192,可用做增塑剂TOTM(偏苯三酸三辛酯),电线电缆用的一些内热树脂的原料、环氧树脂固化剂、涂料、胶黏剂及染料等。TMA对双酚A环氧树脂的用量为30~33%,其固化物性能优良,特别是耐热性,力学、电及耐药品性能优良。由于熔点高,工艺性不好。

即使不加促进剂,自身具有有利羧酸,亦具有促进剂作用,所以可用时间短,利用这一不足可以将其快速固化的耐热用组成物。为了改善时间短,操作困难的不足,可将TMA与其他酸酐(如HHPA,MNAH)混用,可明显改善其工艺性。

偏苯三甲酸酐的乙二醇酯和甘油酯都是熔点90℃的固体,在两种酸酐的结构里含有酯键,比偏苯三甲酸酐多1~2个酸酐基,因而固化物的交联密度高,各种性能优良。这两种酸酐的水解性都小于TMA。

TMA与双酚A的加成物这种固化剂除了剥离强度高之外,高温性能同样良好;同样可以使用2-甲基咪唑-三苯基磷或DMP-30作为促进剂。TMA的增柔,与相对分子质量约1000的聚己内酯反应。

均苯四甲酸二酐(PMDA):相对分子质量为218,酸酐当量为109,羧基当量54.5,白色粉末的熔点为286℃。由于熔点高,室温下不容于液体EP,又由于和EP反应性强,加热与树脂混合不容易。

酯环族酸酐分子结构里不含苯环,所以该类酸酐的耐候性好于芳香族酸酐。该类固化剂不少品种在室温下为液态。均是由顺丁烯二酸酐加成、加氢制得。

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