胺化合物固化剂
本文介绍胺化合物固化剂固化机理和胺化合物固化剂品种。
一级胺固化机理。若按氮原子上取代基(R)数目可分为一级胺、二级胺和三级胺;若按N数目可分为单胺、双胺和多胺;按结构可分为脂肪胺、脂环胺和芳香胺。
一级胺对环氧树脂固化作用按亲核加成机理进行,每一个活泼氢可以打开一个环氧基团,使之交联固化。芳香胺与脂环胺的固化机理与一级胺相似(伯胺、仲胺和叔胺)
①与环氧基反应生成二级胺
②与另一环氧基反应生成三级胺
③生成的羟基与环氧树脂反应
胺化合物固化剂固化促进机理:在固化体系中加入含给质子基团的化合物如苯酚,就会促进胺类固化,这可能是一个双分子反应机理,即给质子体羟基上的固发氢首先与环氧基上的氧形成氢键,是环氧基进一步极化,有利于胺类的N对环氧基Cδ+的亲核进攻,同时完成氢原子的加成。
促进剂对环氧树脂和二乙烯二胺固化体系的凝胶化影响,例如乙二醇、甘油和苯酚使凝胶化时间缩短7min,12min和13min。
脂肪胺(脂环胺)固化剂。在室温很快固化环氧树脂,固化反应为放热反应。热量能进一步促使环氧树脂与固化剂反应,其使用期较短。胺化合物固化剂与空气中的CO2反应生成不能与环氧基起反应的碳酸铵盐而引起气泡的发生。
脂肪胺对皮肤有一定刺激作用,其蒸汽毒性很强。
脂肪胺和脂环胺固化剂名称简称胺值当量用量%25℃可使用期热变形温度性能
乙二胺EDA158低粘度,室温快速固化,体系发热量大,可使用时间短。
二乙烯三胺DTA20.71126分95-115
三乙烯四胺TTA24.41326分95
四乙烯五胺TPA271427min95-115
N,N一二乙氨基丙胺DEAPA658120min78-94加热固化
盖脘二胺MDA4322480min148-158加热固化,使用期合适
外观:白色粉末
铁(PPM)≤5
羟基含量%≥99
钠(PPM)≤10
羟值,mgKOH.g-1728~782
钾(PPM)≤100
熔点°C≥108°C
磷(PPM)≤10
色度(PT-CO)≤150#
硅(PPM)≤1
水份%≤0.3
硫酸根离子(PPM)≤10
灰分%≤0.03
醛%≤0.03
酸值mgKOH/g374.3-378.2
丙酮-三乙胺溶解试验:澄澈透明
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。
N—(ß—氨基乙基)哌嗪432317min110加热固化,抗冲击性能
2.1乙二胺(EDA):反应活性大,在常温迅速固化环氧树脂但完全固化需4天左右。它和环氧树脂混合后发热量大,可使用期短,用量为8%。
2.2二乙烯三胺(DTA)和三乙烯四胺(TTA)
DTA和TTA是低粘度的浅黄色液体,在25℃一天内基本固化环氧树脂,4天内可以固化完全;在70-90℃固化,则性能较好。二乙烯三胺用量为9-12%,最佳用量12%;三乙烯四胺用量10-14%,最佳用量14%。
2.3N,N一二甲基氨基丙胺和N,N一二乙氨基丙胺
低粘度液体,加热催化固化,其固化物柔韧性好。
胺化合物固化剂对环氧树脂胶抗剪强度的影响固化剂乙二胺二乙烯三胺三乙烯四胺650#聚酰胺
用量(g)81012100
剪切(kg/cm2)室温1天426788156
室温2天95103118231
室温3天100127131238
室温4天124165137238
80℃,3H149151171244
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