改性多元胺固化剂
改性多元胺固化剂是环氧树脂固化剂中品种最多的,主要分为四大类:单一多胺,包括脂肪族多胺、聚酰胺多胺、脂环族多胺、芳香族多胺及其它品种;混合多胺;改性多胺,包括环氧化合物加成多胺、迈克尔加成多胺、曼尼斯加成多胺、酮类封闭的多胺;共熔混合多胺。
多胺固化剂固化环氧树脂的热效应。胺固化剂与环氧基之间的反应为放热反应,而环氧树脂固化成型物大多为绝热材料,所以研究树脂固化时的热效应有重要意义。图3—7比较了不同环氧-胺固化系统反应时的放热峰值。
二乙烯三胺、三乙烯四胺、N一氨乙基哌嗪,由于固化时放热,配料温度可以上升至200℃以上,而低分子聚酰胺固化环氧树脂时放热的升温值就比较低。这说明固化剂本身的结构对产生热效应有极大的影响。
改性多元胺固化剂又称加成聚合型之二。改性多元胺固化剂固化反应机理是:多胺固化剂在与环氧树脂反应时,首先是伯胺中的活性氢与环氧基反应,生成仲胺;仲胺中的活性氢与环氧基再进一步反应,生成叔胺,此间分两步进行。
第一步——反应中生成的叔胺基,具有催化机能,但在伯胺、仲胺存在的条件下,其机能一般是难以发挥的。(注:实际应用中也会发生一些使人们认为活性氢的加成作用与叔胺的催化作用同时存在的情况。
如用二乙氨基丙胺固化双酚A环氧树脂时,当按活性氢与环氧基等物质的量计量的二乙氨基丙胺仅消耗75%时,体系中的环氧基却消耗了95%;又如用1,6-己二胺作固化剂时,按活性氢与环氧基等物质的量计量的己二胺仅消耗50%时,体系中的环氧基已消耗了95%。
Unilink4200,MDBA,4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷
Cas号:5285-60-9
MDBA是4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷的商品名,也可以叫做Unilink4200,是一种液体仲二胺,由于其中每个氨基上的氢原子被一个仲丁基取代,在有限的空间里活泼氢原子和仲丁基的结合产生了许多独特的性能,氨基部分形成了影响硬段的脲键,而丁基则起内增塑剂作用.它与聚合物母体相连,既不会浸出,也不会析出.同时烷基增加了二胺的溶解性,使它几乎能与任何多元醇和多元胺混合。
Unilink4200,MDBA,4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷产品用途
4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷,Unilink4200-MDBA可应用于硬泡、软泡、涂料、胶粘剂、密封剂、弹性体、典型的使用量为多元醇的1-5%.4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA还可应用于喷涂聚脲、及多种用于金属和混凝土修补的化合物.
在标准的TDI和高回弹泡沫组合料中,加入3-5php的4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可以提高泡沫的拉伸强度、撕裂强度和承载性能,在多数情况下,这些优点在降低泡沫密度得以实现在聚酯泡沫中,同样比例的4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可以显著提高撕裂强度和承载性能,而不影响泡沫的其他性能。
冷模塑泡沫 - 在商业应用中已经证实,加入1-2php的4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA
可降低密度、软化泡沫,从而使泡沫性能得以优化。还可以增强拉伸强度、撕裂强度和延伸率,缩短脱模时间。
聚氨酯硬泡–在有水或无水硬泡体系中使用3-5php的4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷,Unilink4200-MDBA,
可明显提高泡沫的压缩强度及尺寸稳定性,同时降低易脆性,提高闭孔率,降低导热系数。
聚异氰脲酸酯硬泡 - - 在系统中加入5php的4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可以提高压缩强度100%,在高比例水发泡或全水发泡中,尺寸稳定性显著改善。
涂料/胶粘剂/密封剂/弹性体
4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷,Unilink4200-MDBA可用于TDI和MDI的涂料的室温熟化.配合适当的催化剂共熟化剂,可以生产用于喷涂、浇铸法的组合料系统。用4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA作熟化剂的配方,可以提高粘着性和表面质量。
4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA使得基层更好地润湿,熟化后的聚合物与涂敷的表面更好地粘着。
4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷,Unilink4200-MDBA可用于MDI半预聚物的熟化,以生产一系列硬度高的弹性体。
使用4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA 作熟化剂可以延长釜中寿命,从而生产用作工业密封材料的软弹性体。
降低凝胶反应速度,
使得用喷涂浇铸技术生产这种高硬度聚合物成为可能。延长的凝胶速度可以改善与基层的粘着性、流动性、涂层之间的结合及表面质量。使用4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA作为熟化剂,可显著提高聚合物的抗冲击性能低温性能。
对于这种情况。有人解释为:加成反应过程放出大量的热、同时伴随形成的羟基,使叔胺对固化反应产生了催化作用。)对上述多胺的固化反应,有两点需要说明。其一,因化学结构和碱性不同有相当大的区别。
对脂肪胺来说,k1/k2≌2,在伯胺优先反应的情况下,链增长反应和基于仲胺的交联反应平行进行。对芳胺来说,k1/k2≌7~12,基于伯胺的反应的链增长反应占压倒优势。因此,环氧树脂与脂肪族伯胺反应过程中B-阶段时间很短,难以控制,而在芳香胺中却有较长的B-阶段时间。这个B-阶段时间长短是十分重要的,利用这一特性可以制成B-阶段成型材料,如粉末涂料等。
第二步——路易斯酸对此反应能起促进作用,其促进作用受酸的PKa支配,排列顺序为:酸>酚>醇类>腈>硝基苯。
在应用芳香胺类固化剂的配方中,有时需要加入促进剂,以缩短凝胶时间,但加促进剂会给固化物的性能带来不利的影响。对某些胺与环氧基反应而言,加入适量的水或醇类化合物(均含有羟基),可以加速其反应。
就苯基缩水甘油醚而言,醇的加速作用顺序为:甲醇>乙醇>正丙醇>叔丁醇>异丁醇>环己醇。胺固化剂分子结构中的羟基对固化反应同样具有加速作用。如对双酚A环氧树脂的凝胶时间顺序为:二乙烯二胺,羟乙基二乙烯三胺>双羟乙基二乙烯三胺,不同的有机酸对胺固化剂与环氧树脂的反应也有影响。
就双酚A环氧树脂与胺反应而言,加人不同酸的反应速度顺序为:对甲苯磺酸>水杨酸>甲酸>苯甲酸>乳酸>草酸>乙酸>正丁酸>顺丁烯二酸>邻苯二甲酸。环氧一胺固化反应中,加入物质对反应速率的影响,可归结为它们是否有利于产生氢键,因为氢键的形成加速了胺一环氧基之间的反应。
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