芳香胺类环氧固化剂
芳香胺类环氧固化剂的碱性比脂肪胺低,并且由于空间位阻效应,芳香胺类环氧固化剂在常温下固化缓慢。由于伯胺和仲胺的反应机理差异很大,其大多数只能停留在B阶--线型固体聚合物。
通常,芳香胺类环氧固化剂的固化需要分两步加热,第一步反应的温度很低,大概80度,以减少过多热量的产生,第二步反应在150-170的高温下进行,以充分固化。
芳香胺固化体系耐温性非常好,HDT可以达到150-160摄氏度,其力学性能也非常出色。另外,芳胺固化后的电气性能也很不错,耐化学性非常好,特别是耐碱性,因此,它也是一种耐溶剂性很好的固化剂。
芳香胺是指具有一个芳香性取代基的胺——即-NH2、-NH-或含氮基团连接到一个芳香烃上,芳香烃的结构中通常含有一个或多个苯环。苯胺是这类化合物最简单的实例。芳香胺分子反应活性较高。芳香胺一般为高沸点的液体或者低熔点的固体,具有特殊的气味,毒性较大。
苯胺的结构在芳香胺中,氮上的孤电子对占据的是SP2杂化轨道,和苯环π电子轨道重叠,形成氮和苯环在内的共轭π分子轨道。
芳香胺为高沸点的液体或者低熔点的固体,具有特殊的气味,其毒性很大,如苯胺可以吸入、食入或透过皮肤吸收而致中毒,食入0.25mL就严重中毒。β-萘胺与联苯胺是引致恶性肿瘤的物质。
芳香胺具有胺的碱性,碱性一般比较弱,可与酸发生成盐反应,除此之外芳香胺还具有一些特性。
N上有氢的芳香胺极易氧化,随着氧化剂种类及反应条件的不同,氧化产物也不同。
芳香胺的氧化反应芳香胺芳环上的亲电取代反应
在芳香胺亲电取代反应中,H2N-,RNH-,R2NH-,ArNH-等都是邻对位定位基,而与之对应的铵盐H3N+等却是间位定位基。
卤代反应1.卤代:苯胺直接卤代时,除与碘反应生成碘苯胺外,反应很难停留在一代阶段。
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。
酰化反应2.酰化:一级、二级芳香胺的氮上有氢,由于氨基的氮上和苯环的碳上都能发生酰化反应,产率比较低,但是氨基用酰基保护后,芳环碳上的酰化反应可以顺利进行。
磺化反应3.磺化:磺化时硫酸首先与苯胺成盐,若用发烟硫酸为磺化试剂,在室温进行反应,主要得间位取代产物,若用浓硫酸磺化,反应在长时间加热的条件下进行,则主要产物是对位取代产物。
硝化反应4.硝化:直接硝化时,氨基易被硝酸氧化,转化率较低,为防止氨基氧化,制备时常利用胺的乙酰化反应来保护氨基,反应后再将乙酰基除去。
环氧树脂作为防腐蚀材料不但具有密实、抗水、抗渗漏好、强度高等特点,同时具有附着力强、常温操作、施工简便等良好的工艺性,而且价格适中。
采用这类材料的防腐蚀工程一般包括:树脂胶料辅衬的玻璃钢整体面层和隔离层,树脂胶泥和砂浆铺砌的块材面层,树脂胶泥勾缝与灌缝的块材面层,树脂稀胶泥或砂浆制作的单一与复合的整体面层及隔离层,树脂玻璃鳞片胶泥面层等等。
选用的材料品种不同,防腐蚀工程的最终产品功能以及适用范围将有很大不同。专家介绍说,防腐蚀工程中常用的环氧树脂除单独使用外,还可以和不饱和聚酯树脂、乙烯基酯树脂、酚醛树脂和呋喃树脂等树脂复合使用,形成复合构造以充分发挥各自的长处、降低成本、提高产品质量、方便施工。
也可与其他树脂改性形成改性树脂,改性的方法有物理法和化学法。环氧煤焦油属于较为典型的环氧树脂物理改性产物,使其性能介于环氧树脂和煤焦油之间。
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