多元胺类树脂固化剂
多元胺类树脂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。
多元胺类树脂固化剂又称加成聚合型之二。多元胺类树脂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。
2,2-二羟甲基丙酸(扩链剂亲水剂dmpa)用途:dmpa是一种既有羟基又有羧基基团,
多功能受阻的二元醇分子,自由酸基团在与碱中和后,能积极提高树脂的水溶性或分散性能;引入极性基团,改进涂料的附着力和合成纤维的染色性能;增加镀膜的碱溶性。dmpa是一种多用途的有机原料。本产品在水性聚氨酯制造中既是扩链剂,又能使聚氨酯获得自乳化性能,可制成稳定性优良的自乳化性水性聚氨酯;还用于制备聚氨酯水乳液型皮革涂饰剂,是传统的水乳性聚丙烯酸酯皮革涂饰剂的升级换代产品;用作改进聚酯树脂的添加剤;用作制造光敏树脂和液晶的原料;用于环氧酯涂料、聚氨酯弹性体及粉末涂料;用于制造磁性记录材料及其粘合剂,以生产录音磁带、录像磁带、计算机磁带、数据记录磁带和磁卡等。
扩链剂dmpa 亲水剂dmpa 2,2-二羟甲基丙酸用途:
1.涂料,胶粘剂,树脂等化工产品的重要原料。
2.用于涂料,胶粘剂,树脂等化工产品的重要原料。它还可应用于皮化材料、液晶、油墨、食品添加剂及粘合剂化工等方面。用于制备聚氨酯水乳型皮革涂饰剂、光敏树脂、磁性记录材料及其粘合剂等。
3.用于制备聚氨酯水乳型皮革涂饰剂、光敏树脂、磁性记录材料及其粘合剂等
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%。
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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