环氧树脂常用固化剂
目前国内环氧树脂常用固化剂是5#固化剂。值得注意的是,目前环氧树脂常用固化剂存在低分子物含量过高、含水量过高等缺点。
很多厂家目前的生产工艺不采用蒸馏法除去水,而采用低温冷却静置分离法,此法的弊病是除水不尽,固化剂中含水量过高,如果采用多次冷冻分离的方法,又会造成收率低、成本高。一些商家为了提高固化剂的活性氧含量,向固化剂中直接加入过氧化氢,对于这样的环氧树脂常用固化剂,使用时会出现下列现象:
1、固化剂、促进剂加入树脂后产生大量气泡,低反应活性或阻聚剂含量高的树脂现象尤明显。
2、夏季气温升高,起泡现象更为严重。
这是由于固化剂中的过氧化氢快速分解,未能与树脂及时反应引起的。
4.冷固化体系中常用的促进剂类型
市售的常用促进剂
1、环烷酸钴,一般为1%的苯乙烯溶液,称为1#促进剂。常与1#固化剂过氧化环己酮配合使用。几十年来,人们一直认为钴盐保进剂固化性能好,在不饱和聚酯树脂室温固化中广泛采用。由于受钴盐色泽的影响,近年来人们普遍认识到:其凝胶固化效果和颜色已不能满足需要。
2、N,N-二甲基苯胺,通常为10%的苯乙烯溶液,称为2#促进剂。常与2#固化剂(过氧化二苯甲酰)配合使用。在树脂中含有大量游离酚或聚酯分子链中含有大分子支链的分子结构的场合,是很有效的固化系统。(如对于乙烯基酯树脂固化、双酚A类聚酯树脂的固化、氯桥酸酐类聚酯树脂等。)
3、异辛酸钴,常用在预促进型树脂中,尤其是用较浓的异辛酸钴预促进,能得到较好的催干效果。通常情况下异辛酸估的促进效果要比环烷酸钴好,这是因为环烷酸是一个分子量不固定(分子量范围180-350)的环烷烃的羧基衍生物,所以其钴含量难于做得十分精确,并且由于它是石油精制时的副产物,通常颜色较深,所以目前市场上异辛酸钴有取代环烷酸钴的趋势。
2,2-二羟甲基丁酸(扩链剂亲水剂dmba)用途:dmba是带有两个活性的羟甲基团的新戊基羧酸,因此可以被用作合成水性高分子体系,可广泛用于水溶性聚氨酯、聚酯、环氧树脂等方面。dmba在不同溶剂中具有比dmpa更好的溶解性能,因此可以使工作效率得到很大的改善。
dmba被视为水性聚氨酯用新一代绿色环保型扩链剂和内乳化剂,生产水性聚氨酯胶黏剂,无需使用有机溶剂,有机残留物为零。不存在使用dmpa熔点高、溶解慢、反应时间长、能耗高、产品性能差、需要加入有机溶剂、溶剂残留量大等问题。还可用于水性环氧树脂、聚酯等胶黏剂的制造。目前水性聚氨酯、水性树脂、水性胶粘剂、水性涂料等水性产品多用途改性助剂(亲水扩链剂),作为单体,改性过程中,二羟甲基丁酸(dmba)无需添加任何有机溶剂(以水代替),生产工艺更加简单,性能稳定,.其中二羟甲基丙酸(dmpa)以优越的性价比使得其在水性领域应用较为普遍!
用途:
1.水性聚氨酯/聚酯体系涂料、胶粘剂、皮革涂饰的生产中。
2.涂料助剂,用于水溶性聚氨酯、环氧树脂、胶粘剂等。
3.dmba是带有两个活性的羟甲基团的新戊基羧基,因此可以被用作合成水性高分子体系,可广泛用于水溶性聚氨酸、聚酯、环氧树脂等方面。dmba在不同溶剂中具有比dmpa更好的溶解性,因此可以使工作效率得到很大的改善。
dmba和dmpa相比,dmba存在如下明显优点:
(1). dmba在有机溶剂中有更好的溶解性,下表为dmba与dmpa在不同温度下,在不同溶剂中的溶解度数据;(单位g/100g溶剂)
由于dmba具有优良的溶解性和低熔点,因而它在合成水性聚氨酯乳液过程不需要溶剂或少加溶剂。
(2).高反应率,反应速度快,反应温度低。合成聚氨酯预聚体反应时间短,一般只要50-60分钟,而dmpa则要150-180分钟。这是因为dmba结构中比dmpa多了一个亚甲基,使羧基与亚甲基的距离加大,羧基与异氰酸酯的空间位阻减少,从而使反应速率增大。
(3).用于水性聚氨酯乳液其粒径更细且分布窄,胶膜性能优异,光泽度高。
4、钴——钾——钙——过渡金属复配的复合促进剂,(常被称为5#促进剂)用碱金属盐、碱土金属盐以及能变价的过渡金属盐类与钴盐配合使用,能达到单独使用钴盐做促进剂达不到的效果。这是最近几年市场上最常见的一种促进剂类型,它们可分为以下三类:
(1)钴——钾复合促进剂,钾盐对估促进剂协同作用较大。其配合使用可作为FRP制品促进剂。钾的含量不宜过高,钴含量不宜过低。否则会影响FRP制品的强度。
(2)钴——钾——过渡金属复合促进剂,过渡金属盐对钾盐协同作用很大,但对钴盐没有协同作用,甚至有延滞作用。过渡金属盐的加入能较大地缩短凝胶时间和固化时间,并能较大地降低UPR放热峰温度,钴——钾——过渡金属盐的复合促进剂既可用于FRP制品,又可用于UPR浇铸体制品。
(3)钴——钾——钙——过渡金属复合促进剂,钙盐对钴——钾——过渡金属盐不能起到协同促进作用,只是起到增白的效果,使浇铸体外观颜色变浅或接近无色。可用于UPR的浇铸工艺。
需要说明的是,目前市售的促进剂多为复合促进剂,与传统的单一钴盐类型的促进剂相比,具有低成本、低色号、固化迅速的特点。也就是说,目前,国产的促进剂质量已有大幅度的提高,在固化速度、固化后对制品的色泽影响等很多方面都优于进口材料。
另外,2#促进剂(N,N-二甲基苯胺)对钴盐也有很强的协效作用,常用于冬季低温施工。
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