咪唑类化合物以很少的用来那个就可以在较低温度、短时间内固化,得到耐热高的固化物;由于具有叔胺基,可以作为酸酐、双氰胺等其他固化剂的促进剂。 咪唑类化合物与环氧树脂共混一起,虽然适用期比脂肪胺、芳香胺等相比要长,但仍显储存时间短,其本身又具有挥发性和吸湿的特点,作为其对策,常将它与环氧树脂进行加成反应,制备新的加成物作为固化剂使用。 以往使用咪唑和常温下为液态的环氧树脂以n(环氧基):n(咪唑仲胺基)=1:1比进行反应。使用液态环氧树脂是因为反应容易进行,液态树脂比固态树脂分子质量小,加成物的氨基含量小,作为固化剂加入量少。但是这样制成的加成物软化点低,不利于大量生产。因为在工业上大量的制造时,为了将产品粉末化必须粉碎、研磨,由于粉碎研磨过程放热、熔融,产品黏附粉碎设备,妨碍生产。为了提高加成物的熔点,通常采用两种方法:第一,采用过多的环氧基对仲胺基的摩尔比(1.2~1.5):1;第二,添加质量份数为5%~20%的无机粉末。常用的无机粉为SiO2、高岭土、硅砂、硅藻土、滑石及膨润土等,以SiO2粉较好。 咪唑与异氰酸酯的加成物,换句话说也就是咪唑封闭异氰酸酯。该加成物可将咪唑的固化温度降低,同时延长了固化剂的适用期。 该类加成物在70~110℃温度下可解离成异氰酸酯和咪唑化合物,而再生的咪唑化合物和异氰酸酯可以起和环氧树脂反应:再生的咪唑化合物首先打开环氧基的环氧环并生成羟基,在和异氰酸酯反应。 将咪唑化合物与一元有机酸反应生成物用作环氧树脂固化剂,可以改善环氧组成物的储存稳定性或低温固化性。以2-甲基咪唑、水杨酸和氧化锌合成一种有机酸咪唑盐络合物:C22H22N4O6Zn,相对分子质量503,熔点177.6~178℃;以该络合物配制的单组分胶在20~25℃下可存放6个月。 1或2mol的1-β-氨基乙基-2-甲基咪唑(AMZ)和1mol脲的反应产物用作环氧树脂固化剂,具有优良的电性能、力学性能,且适用期长。1molAMZ和1mol脲反应[(120~130℃)/1h]的反应生成物为2-甲基咪唑基-1-乙基脲(称为单脲体),熔点172~174℃,易溶于水及甲醇,可溶于乙醇。2molAMZ和2mol脲反应(165℃/2h)的反应生成物为双(2-甲基咪唑基-1-乙基)脲(称为双脲体),熔点182~185℃,碱性无色针状结晶,可溶于水,易溶于甲醇和乙醇。 咪唑化合物与金属盐生成的络合物在常温下稳定,没有促进作用,但是加热到某一定温度后络合物解离成咪唑化合物和金属盐,咪唑化合物促进剂固化反应。 咪唑与醛的反应生成物与环氧树脂配合,可以用作涂料、胶黏剂、层压材料及灌封材料。例如,将34g咪唑和41g37%甲醛在90℃搅拌反应4h,然后在真空下除去未反应物得到固化剂。100份Epon828树脂和3份该固化剂的组成物,经(80℃/2h)+(150℃/3h)固化后,玻璃化温度166.6℃,埃佐(Izod)冲击强度6.4J/m,拉伸强度44.8MPa,伸长率2.3%,及热变形温度145℃。咪唑衍生物与取代三唑的加成物用作固化剂,与环氧树脂的形容性好,对金属的粘接强度高。例如,3份2-甲基咪唑与苯并三唑(1:1)的加成物(室温下为液体)与100份双酚A环氧树脂的组成物涂在钢板上,经(80℃/2h)+(130℃/4h)固化,涂膜的初始剥离强度9.8MPa和4.5MPa。 以咪唑和醇为原料,路易斯酸为催化剂,在约100℃反应10h制得咪唑类促进剂BMI。BMI为无色透明或淡黄色液体,黏度较低,挥发性低,无刺激性气味及低毒性。该固化剂可中温固化环氧树脂,热变形温度高,其性能与芳香胺大体相同。用量为环氧树脂的5%左右,与环氧树脂、酸酐类固化剂的相容性好,组成物适用期长。 |