潜伏性固化剂时这样一种固化剂,将其与环氧树脂配合后,组成物在室温下可放置较长的时间,比较稳定,但一旦受热、光、湿气或压力的作用就可引发固化反应,使环氧树脂交联成固化物。录用固化剂这一特性,可将环氧树脂组成物配制成单组分,例如单组分胶黏剂、漆、涂料、密封剂及灌封料等。这样可以避免环氧树脂组分和固化剂组分(双组分)配料时带来的缺陷。不用现场配料,减少了配料次数所带来的时间浪费、无聊损失及环境的污染;避免双组分配料计量上的错误;避免剂量误差和混料不均匀带来性能上的影响;单组分利于自动化流水生产线采用。 这中类型的潜伏性固化剂在室温下为固体,不溶于环氧树脂,一旦加热到熔点附近时,就溶解并开始极速反应。这类固化剂常以微粒子状分散到环氧树脂里,然偶加热固化,属加热固化,属加热固化型潜伏固化剂。作为其代表有双氰胺及其衍生物、、有机酸酰肼、BF3胺络合物、二氨基马来腈及其衍生物、咪唑类化合物等。 二氰二胺、氰基胍。制备犯法:由石灰石生成的石灰氮(氢化钙)加水分解生成可溶性酸性氰氨化钙谁溶液,想改溶液通入二氧化碳CO2,游离出氨基氰,沉淀出碳酸钙。过滤该溶液,得到氨基氰溶液,将其pH=9左右于80~100℃加热生成双氰胺,冷却,析出结晶,过滤,干燥。物理特性:纯品双氰胺为白色结晶粉末,属单斜晶系的棱柱体结晶,密度(25℃)1.40,熔点209℃。溶解性为部分溶于水、乙醇、丙酮;难溶于苯、乙醚,易溶于液氨。水溶液大体为中性、稳定,在酸性溶液中加热生成脒基脲盐,在碱性溶液中生成氰基脲。双氰胺是最早使用的热活性潜伏性固化剂。至今仍广泛地用于粉末涂料,胶黏剂(单组分胶黏剂、薄膜胶黏剂)及玻璃布层压板等。它的微粉末分散到环氧树脂里,稳定性好,适用期6~12个月,固化条件是(160~180℃)/(60~20min)。固化温度高是其最大的缺点。对环氧当量190的双酚A环氧树脂,双氰胺固化剂理论用量(胺活泼氢当量计算)为11.1份,但在实际用量时常在4~10份范围内(以100份质量的树脂为基准)。通常为了降低双氰胺的固化温度、提高其固化速度,常将各种促进剂与其配合使用。使用促进剂的不利后果是损失了它的适用期,即相应地缩短了适用期,这就要根据工艺要求选择合适的促进剂。双氰胺的促进剂多为碱性化合物,例如咪唑类、咪唑金属盐络合物、叔胺以及酰肼等。双氰胺环氧树脂固化物有优良的粘接性,且不着色,其用量对固化物性能有影响,因此有必要根据不同的用途选择不同的用量。双氰胺耐水性差,在要求耐水应用情况下,使用少量的双氰胺为好。双氰胺与环氧树脂的相容性好,可是这些双胍化合物与环氧树脂完全相溶,固化温度低于双氰胺,储存稳定性也低于双氰胺,但远远超过常用的脂肪胺和芳香胺,凝胶时间虽长但具有快速固化性,固化物不着色。 它是由脂肪酸酯和水合肼反应制备。有机酰肼用于环氧胶黏剂的性能。己二酸二酰肼和癸二酸二酰肼常用于溶剂涂料和粉末涂料。当m(E-41):m(癸二酸二酰肼):m(二甲基甲酰胺):m(乙基溶纤剂)=100:9.6:6.6:33.0配制的涂料,经19mg/(cm2•d)。耐化学介质:20%NaOH液2个月以上,30%H2SO4液>30d,蒸馏水>30d。以癸二酸二酰肼和己二酸二酰肼配制的环氧粉末涂料性能与溶剂涂料的性能大体相同。而用双氰胺固化的涂层在蒸馏水和30%H2SO4液中25天即变黑。以大豆油二聚脂肪酸酯制备的二酰肼用于制备溶剂型环氧涂料,涂层有优良的物理机械性能,耐化学腐蚀性优于脂肪酸二酰肼和双氰胺做固化剂的涂层。以有机酸酯直接合成的酰肼,虽然与环氧树脂的组成物在室温下有较长的储存期,但固化温度较高(通常160~170℃)。以二元酚(例如邻苯二酚等)为原料合成的有机酸酰肼具有低温、快速固化性能,且储存稳定,固化物透明,具有韧性,耐水性优良。和二元酚制备有机酸酰肼相似,以氨和脂肪族二元胺为原料可以制备含有3~4个酰肼基的化合物作为环氧树脂固化剂,同样具有良好的储存稳定性,低温固化性(<120℃),固化物无色透明,具强韧性。当脂肪胺的直链碳原子数为10个以上时,固化物具有显著的可挠性。 BF3-400。该品吸湿性强,在潮湿的空气中放置易水解液化而失去固化剂作用。它可溶于液体的环氧树脂里,混合时先将少量的树脂加热到85℃,然后进行搅拌混合。该品在羟基化合物里有很好的溶解性,将其熔在这些溶剂里之后再作为固化剂使用也是常用的一种方法。使用该法有利于树脂混合物黏度的降低,羟基的存在也有利于反应性的改善。三氟化硼-单乙胺对环氧当量185~195的双酚A环氧树脂的用量以3%为宜,多余3%的用量会导致固化物热变形温度降低。固化物经后固化处理能够提高热变形温度,经(120℃/3h)+(200℃/1h)后固化处理热变形温度175℃。但是需要注意的是,高温固化会使固化物的耐药品性降低。BF3-MEA对线型酚醛环氧及卤化环氧树脂显示优良的固化特性。对脂环族环氧树脂,环氧化聚烯烃树脂等在常温下有高反应。由于这一特性,可是它在粘接、浇铸、层压等各应用领域发挥重要作用。BF3-MEA固化双酚A型环氧树脂(环氧当量185~195)的电性能,在常温常湿下及热老化之后对比没有恶化,但对高湿度的耐性却比较低。使用无机填料时,要避免像碳酸钙那样的常有碱性的填料,使用二氧化硅、云母等可以延长组成物的适用期。 BF3、ZnCl2、SnCl4、FeCl3、AlCl3等路易斯酸可作为环氧基的阳离子聚合触媒,和路易斯碱(例如,叔胺)引起的阴离子聚合不同,不仅作双酚A型环氧树脂的触媒,也可以作直链及脂环环氧化聚烯烃树脂的聚合触媒。这些路易斯酸和环氧树脂在室温下反应激烈,适用期很短,在30s以下。为此通常将它们制成胺的络合物,其代表就是BF3-胺络合物:F3B←NH2—R。由于胺的种类不同,BF3-胺络合物的熔点、反应性等亦不同。 Anchor-1171。密度(20℃)1.22,黏度(20℃)13.0Pa•s,色度(G)11~14。该固化剂反应性比三氟化硼-苄胺高,在25g双酚A型环氧树脂(环氧当量185)中添加5%放热BF3-DMA,在50℃仅有45min的适用期。 BPEA-2,常温下为黏性液体,与液态环氧树脂常温下很好混容,不需要加热,也不需要溶剂。由于分子里含有较长的柔性分子链,对固化物起到一定的增韧性作用。该固化剂常温下活性低。对液态双酚A环氧树脂的用量为8%~10%,25℃下储存期120d。固化条件(140℃/1h)+(160℃/2h)。钢相粘的剪切强度可达16.2~23.0MPa。该络合物可作液体环氧树脂的潜伏催化固化剂,或作酸酐固化环氧树脂的潜伏促进剂。对液体环氧树脂和固化剂有良好的溶解性,预促进的树脂和固化剂稳定。454克树脂和该品的组成物在90℃有290min的适用期。80℃以下有良好的潜伏性,当温度高于120℃时具有高反应。该固化剂对固化体系的电性能无不利影响。该固化剂用于浇铸、包封、丝绕结构、模塑及电气绝缘带。 |