新技術(shù)材料研究
產(chǎn)品涵蓋低聚物、樹(shù)脂及膠粘劑兩大系列近百種產(chǎn)品
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產(chǎn)品涵蓋低聚物、樹(shù)脂及膠粘劑兩大系列近百種產(chǎn)品
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氧樹(shù)脂固化劑是與環(huán)氧樹(shù)脂發(fā)生化學(xué)反應,形成網(wǎng)狀立體聚合物。
分類(lèi)---
堿性類(lèi)固化劑WTF:包括脂肪族二胺和多胺、芳香族多胺、其它含氮化合物及改性脂肪胺。
酸性類(lèi)固化劑:包括有機酸、酸酐、三氟化硼及其絡(luò )合物。
加成型固化劑:這類(lèi)固化劑與環(huán)氧基發(fā)生加成反應構成固化產(chǎn)物一部分鏈段,并通過(guò)逐步聚合反應使線(xiàn)型分子交聯(lián)成體型結構分子,這類(lèi)固化劑又稱(chēng)瓜型固化劑。
催化型固化劑:這類(lèi)固化劑僅對環(huán)氧樹(shù)脂發(fā)生引發(fā)作用,打開(kāi)環(huán)氧基后,催化環(huán)氧樹(shù)脂本身聚合成網(wǎng)狀結構,生成以醚鍵為主要結構的均聚物。
顯在型固化劑為普通使用的固化劑,又可分為加成聚合型和催化型。所謂加成聚合型即打開(kāi)環(huán)氧基的環(huán)進(jìn)行加成聚合反應,固化劑本身參加到三維網(wǎng)狀結構中去。這類(lèi)固化劑,如加入量過(guò)少,則固化產(chǎn)物連接著(zhù)末反應的環(huán)氧基。因此,對這類(lèi)固化劑來(lái)講,存在著(zhù)一個(gè)合適的用量。而催化型固化劑則以陽(yáng)離子方式,或者陰離子方式使環(huán)氧基開(kāi)環(huán)加成聚合,最終,固化劑不參加到網(wǎng)狀結構中去,所以不存在等當量反應的合適用量;不過(guò),增加用量會(huì )使固化速度加快。在顯在型固化劑中,雙氰胺、己二酸二酰肼這類(lèi)品種,在室溫下不溶于環(huán)氧樹(shù)脂,而在高溫下溶解后開(kāi)始固化反應,因而也呈現出一種潛伏狀態(tài)。所以,可稱(chēng)之為功能性潛伏型固化劑。
潛伏型固化劑指的是與環(huán)氧樹(shù)脂混合后,在室溫條件下相對長(cháng)期穩定(環(huán)氧樹(shù)脂一般要求在3個(gè)月以上,才具有較大實(shí)用價(jià)值,最理想的則要求半年或者1年以上),而只需暴露在熱、光、濕氣等條件下,即開(kāi)始固化反應。這類(lèi)固化劑基本上是用物理和化學(xué)方法封閉固化劑活性的。所以,在有的書(shū)上也把這些品種劃為潛伏型固化劑,實(shí)際上可稱(chēng)之為功能性潛伏型固化劑。因為潛伏型固化劑可與環(huán)氧樹(shù)脂混合制成一液型配合物,簡(jiǎn)化環(huán)氧樹(shù)脂應用的配合手續,其應用范圍從單包裝膠黏劑向涂料、浸漬漆、灌封料、粉末涂料等方面發(fā)展。潛伏型固化劑在國外日益引起重視,可以說(shuō)是研究與開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)課題,各種固化劑改性新品種和配合新技術(shù)層出不窮,十分活躍。
伯胺和仲胺對環(huán)氧樹(shù)脂的固化作用是由氮原子上的活潑氫打開(kāi)環(huán)氧基團,而使之交聯(lián)固化。脂肪族多元胺如乙二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、二乙氨基丙胺等活性較大,能在室溫使環(huán)氧樹(shù)脂交聯(lián)固化;而芳香族多元胺活性較低,如間苯二胺,得在150℃固化才能完全。
二元酸及其酐如順丁烯二酸酐、鄰苯二甲酸酐可以固化環(huán)氧樹(shù)脂,但必須在較高溫度下烘烤才能固化完全。酸酐首先與環(huán)氧樹(shù)脂中的羥基反應生成單酯,單酯中的羧基與環(huán)氧基發(fā)生加成酯化而成雙酯。
低分子量聚酰胺樹(shù)脂是亞油酸二聚體或桐油酸二聚體與脂肪族多元胺如乙二胺,二乙烯三胺反應生成的一種琥珀色粘稠狀樹(shù)脂。
這種固化劑在一般條件下是穩定的,但當加熱到一定的溫度時(shí),才顯示其活性而固化環(huán)氧樹(shù)脂。如雙氰胺,與環(huán)氧樹(shù)脂混合在一起,在常溫下是穩定的。若在145-165℃,則能使環(huán)氧樹(shù)脂在30分鐘內固化。三氮化硼乙胺絡(luò )合物,常溫也是穩定的,在100℃以上時(shí)能固化環(huán)氧樹(shù)脂
(1) 多功能性(具有固化、增韌、阻燃、促進(jìn)等功能)固化劑成為人們追求的理想產(chǎn)品。
由于開(kāi)發(fā)全新結構且富有優(yōu)異性能的環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)展不大,從而適應樹(shù)脂改性要求的功能助劑成為人們追求的目標,一劑多能產(chǎn)品越來(lái)越多。
(2) 快速固化、低溫固化及最小吸水率的固化劑發(fā)展迅速。
(3) 特殊功能的固化劑也有了很大發(fā)展,如彈性固化劑。
① 固化劑低毒、無(wú)毒化。
② 現代固化劑發(fā)展中的一個(gè)特點(diǎn)是,人們不僅關(guān)注固化劑在生產(chǎn)和使用過(guò)程中的毒性及環(huán)境污染問(wèn)題,而且重視廢棄環(huán)氧樹(shù)脂制品的環(huán)境污染問(wèn)題。在發(fā)達國家,初級的多烯多膠、芳香胺已全部被無(wú)毒或低毒的改性胺所取代。
③ 適應特殊環(huán)境(潮濕、水下、戶(hù)外等)使用的固化劑頗受歡迎。
④ 為適應環(huán)氧樹(shù)脂的高性能化要求,電性能、力學(xué)性能、機械性能優(yōu)良的固化劑將得到很大發(fā)展。
⑤ 電子束和光固化型固化劑愈來(lái)愈引起人們的重視。
⑥ 粉末涂料專(zhuān)用固化劑、水性環(huán)氧樹(shù)脂涂料專(zhuān)用水溶性固比劑和單組分膠粘劑專(zhuān)用固化劑用量很大,前景廣闊。
① 改性技術(shù)倍受青睬,應用日益廣泛,如脂肪胺改性;—環(huán)氧樹(shù)脂香胺改性(尤其是間苯二胺、間苯二甲胺改性);酸配改性及液態(tài)化;雙氰胺改性及液態(tài)化;咪唑改性及液態(tài)化,以及改性低分子量聚酷胺。
② 復配增效和集裝化技術(shù)方興未艾。受毒性、環(huán)保法規、成本、效能等因素制約,全新結構的固化劑開(kāi)發(fā)愈加困難,通過(guò)復配集裝而提高效能日益成為開(kāi)發(fā)新型固化劑的有效途徑。
③ 固態(tài)固化劑液態(tài)化技術(shù)很有發(fā)展前途,如常溫下呈固態(tài)的酸酐、雙氰胺等通過(guò)改性使其在常溫下至液態(tài),不僅能提高其操作和使用性能,又能節省能源。
④ 固化劑生產(chǎn)操作和包裝精細化。
1、環(huán)氧樹(shù)脂(主要討論雙酚A型)的原料
環(huán)氧氯丙烷:由于環(huán)氧基、氯取代基的存在,毒性頗大,在240μg/g的環(huán)境中4h即可使老鼠致死。******允許值MAC為5μg/g,另外對眼、鼻、咽刺激性也很大;雙酚A:LD50為2.4g/kg,所以認為工業(yè)有害性是很小的。
2、雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂Epon815、820、828、1001、1007,以及間苯二酚縮水甘油醚類(lèi)化合物,毒性都被證實(shí)是很低的,通常LD50值在10~30g/kg范圍。稀釋劑單縮水甘油醚類(lèi)化合物的毒性主要表現在對皮膚的刺激上,經(jīng)口毒性L(fǎng)D50值也是很低的。
3、環(huán)氧樹(shù)脂固化物的毒性將固化的普通環(huán)氧樹(shù)脂(在鄰苯二甲酸二辛酯中,含量為50%~70%)混合于食物中(約占10%),經(jīng)口給老鼠吃26周時(shí)間,僅僅引起體重減少,未引起內部病狀。而用未固化的Epon828樹(shù)脂混合于食物中(占5%左右),經(jīng)26周喂食,老鼠死亡數增加。因此,可以認為固化完全的環(huán)氧樹(shù)脂(雙酚A型)是無(wú)毒的。但是,如果固化不完全則另當別論。