双聚氰胺(DICY)固化剂
双聚氰胺(DICY)固化剂又称二氰二胺,很早就被用作潜伏性固化剂,应用于粉末涂料、胶粘剂等领域。双聚氰胺(DICY)固化剂与环氧树脂混合后室温下贮存期可达半年之久。
双聚氰胺(DICY)固化剂的固化机理较复杂,除双氰胺上的4个氢可参加反应外,氰基也具有一定的反应活性。双氰胺单独用作环氧树脂固化剂时固化温度很高,一般在150~170℃之间,在此温度下许多器件及材料由于不能承受这样的温度而不能使用,或因为生产工艺的要求而必须降低单组分环氧树脂的固化温度。
解决这个问题的方法有两种,一种是加入促进剂,在不过分损害双氰胺的贮存期和使用性能的前提下,降低其固化温度。
这类促进剂很多,主要有咪唑类化合物及其衍生物和盐、脲类衍生物、有机胍类衍生物、含磷化合物,过渡金属配合物及复合促进剂等,这些促进剂都可以使双氰胺的固化温度明显降低,理想的固化温度可降至120℃左右,但同时会使贮存期缩短,而且耐水性能也会受到一定的影响。
另一种降低单组分环氧树脂固化温度的有效方法是通过分子设计的方法对双氰胺进行化学改性。在双氰胺分子中引入胺类,特别是芳香族胺类结构,以制备双氰胺衍生物,如HT2833,HT2844是一种用3,5二取代苯胺改性的双氰胺衍生物。
据报道,此类固化剂与环氧树脂相溶性较好,贮存期长,固化速度快,在100℃下固化1h,剪切强度可达25MPa,150℃固化30min,剪切强度可达27MPa。
粉末涂料专用固化剂AEHD-610,AEHD-210也是一种改性双氰胺衍生物。另外,日本有采用芳香族二胺如4,4’二氨基二苯甲烷(DDM),4,4’二氨基二苯醚(DDE),4,4’二氨基二苯砜(DDS),对二甲苯胺(DMB)分别与双氰胺反应制得其衍生物的报道。
上述引入苯环后的双氰胺衍生物与双酚A型环氧树脂的相溶性与双氰胺相比明显增加,与E44环氧树脂组成的单组分体系在室温贮存期长达半年之久,固化温度均低于双氰胺。
国内有关对双氰胺进行化学改性得到双氰胺衍生物的报道较少,采用环氧丙烷与双氰胺反应制得了双氰胺MD02,其熔点154~162℃,比双氰胺的熔点(207~210℃)低了45℃左右,采用100份E44环氧树脂,15份MD02和05份2甲基咪唑组成的配方,150℃下凝胶的时间为4min。
2,2-二羟甲基丁酸(扩链剂亲水剂dmba)在水中溶解度为48%,dmpa为12%。同时dmba熔点低,为108℃~115℃ ;
2,2-二羟甲基丁酸(扩链剂亲水剂dmba)包装:25kg/包 纸板桶装或纸箱装,内衬铝塑薄膜袋。贮存在通风、干燥、远离火源、并符合防火要求的库房内。
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。
用苯胺甲醛改性双氰胺所得的衍生物与双酚A型环氧树脂混溶性增加,在丙酮和酒精的混合溶液中有良好的溶解性,且反应活性增加,贮存性也较长。
氰氨化钙水解所得的氰氨氢钙悬浮液,经减压过滤除去氢氧化钙滤渣,再向滤液通入二氧化碳以将钙以碳酸钙的形式沉淀出来,得到氨基氰液。使其在碱性条件下聚合,再经过滤、冷却结晶、分离、干燥,得二聚氰胺。
生成双氰胺最大速度时的温度与pH有关:50℃时pH为9.7;80℃时pH为9.1;100℃时pH为8.8。控制在这些条件下聚合后,再经冷却结晶、分离、干燥,即得成品双氰胺。工业品双氰胺含量99%,每吨产品消耗石灰氮(含氮21%以上)4239kg。
用作环氧树脂胶黏剂潜伏型固化剂,配制单组分环氧胶黏剂,只有当二氰二胺的粒度≤5μm(2500目)时,才能在环氧树脂中形成悬浮体,不会产生沉淀。参考用量4~12份,100g环氧树脂组成物适用期6~12个月。二氰二胺用量17份时储存期不足2个月,用量8份时储存期可达半年之久。固化条件170℃/lh或180℃/20min,热变形温度125℃。也用作单组分水性环氧胶黏剂的固化剂。
参考用量7份。二氰二胺(5~6份)与酰肼(3~4份)复配体系,可120℃/45min固化环氧树脂。
用双氰胺与酸反应,可制造各种胍盐。双氰胺和苯基腈反应得到的苯代三聚氰二胺是涂料,层压板、成型粉的中间体。
双氰胺和甲醛反应制得的双氰胺树脂,可用作染料固色剂。
双氰胺复合肥料可控制硝化菌的活动,使氮肥在土壤中的转化速度得到调节,减少氮的损失,提高肥料的使用效率。
文章版权:张家港雅瑞化工有限公司
http://www.zjgyrchemical.com
