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来源:专家库 作者: 叶丹 2022-03-10 13:35
我们都知道 ,环氧树脂只有加入固化剂后才能获得实际应用。不同的固化剂,不同的固化工艺对固化物的最终性能有着至关重要的作用。固化剂种类繁多,这里分别按固化剂的化学结构,固化温度及用途作一分类介绍。
按化学结构分类的固化剂类型:
一、显在型
1、加成型
1.1、多元胺
1.1.1、单纯胺
1.1.1.1、直链脂肪胺:如乙烯胺类DETA,TETA等;
1.1.1.2、聚酰胺:如650,651等;
1.1.1.3、脂环胺:如IPDA,1,3-BAC,AEP等;
1.1.1.4、芳香胺:如MXDA,DDM,DDS等;
1.1.2、变性胺
1.2、酸酐
1.3、聚酚
1.4、聚硫醇
2、触媒型
2.1、阴离子聚合型:如DMP-30;
2.2、阳离子聚合型:如BF3;
二、潜伏型
按固化温度分类的固化剂类型:
1、低温固化剂:(5℃左右)
聚硫醇,脂肪族多胺/促进剂,芳香族多胺/促进剂;
2、常温固化剂:(20℃左右)
聚酰胺,叔胺;
3、中温固化剂:(80℃左右)
咪唑,脂环胺,叔胺盐,二乙基氨基丙胺;
4、中/高温潜在型固化剂:(120℃左右)
酸酐/促进剂,双氰胺/促进剂,咪唑;
5、高温固化剂(150℃以上)
芳香族多胺,聚酚,酸酐。
按用途不同分类的固化剂类型
1、常温固化:应用于防腐涂料,建筑结构胶,建筑涂料,建筑修补胶,一般胶粘剂等。
多使用直链脂肪族多胺,聚酰胺,脂环族多胺,变性多元胺,聚硫醇等。
2、加热固化:应用于电绝缘材料,层压材料,粉末涂料,罐涂料,胶粘剂等。
多使用酸酐,咪唑类化合物,双氰胺,芳香族多胺,氨基树脂,线型酚醛树脂等。
我们根据固化物所需要的性能及固化工艺要求,首先确定环氧树脂的类型,然后选择固化剂。20世纪60年代日本的大石直四郎为选择固化剂提出如下30条基准,以供大家参考。
价格与包装;
取得难易;
固化剂用量;
固化剂化学组成;
储存与运输的稳定性;
产品特性及其稳定性;
适应性;
能否形成B阶段;
与固化剂相关的使用特许;
环氧树脂的种类与配合;
固化条件;
固化剂的反应性;
使用寿命;
放热性;
与环氧树脂相容性;
性状、粘度和密度;
固态固化剂的熔点和溶解性;
挥发性;
pH值及腐蚀性;
收缩与热膨胀性;
毒性;
作业性;
机械性能;
热性能;
电性能;
耐药品性;
外观;
颜色及其保色性;
耐候性;
其他性能如耐放射线,阻燃性等。
以常用的多胺类固化剂为例,我们在选择多胺固化剂时,有没有什么规律可以参考呢?下面是多胺固化剂的物理性能和与双酚A型环氧树脂固化物性能比较的大致规律:
多胺类固化剂基础物理性能的规律:
1、色相从优到劣:
脂环胺 - 脂肪胺 - 聚酰胺 - 芳香胺
2、粘度从低到高:
脂环胺 - 脂肪胺 - 芳香胺 - 聚酰胺
3、可操作时间从长到短:
芳香胺 - 聚酰胺 - 脂环胺 - 脂肪胺
4、固化速度从快到慢:
脂肪胺 - 脂环胺 - 聚酰胺 - 芳香胺
多胺类固化剂与双酚A环氧树脂组合的固化物性能:
1、光泽度从优到劣:
芳香胺 - 脂环胺 - 聚酰胺 - 脂肪胺
2、柔软性从软到刚:
聚酰胺 - 脂肪胺 - 脂环胺 - 芳香胺
3、耐热性从高到低:
芳香胺 - 脂环胺 - 脂肪胺 - 聚酰胺
4、粘接性能从优到良:
聚酰胺 - 脂环胺 - 脂肪胺 - 芳香胺
5、耐酸性从优到劣:
芳香胺 - 脂环胺 - 脂肪胺 - 聚酰胺
6、耐水性从优到良:
聚酰胺 - 脂环胺 - 脂肪胺 - 芳香胺
通过上面的介绍,我们简单了解了环氧固化剂选择的基本原则。但很多时候,单一的一种固化剂往往不能全面的满足我们所需的固化物性能要求,通过几种固化剂进行复配,不同化学结构,不同物理性能的固化剂组合在一起可以收获更多的效果呢。
参考来源:《环氧固化及添加剂》 胡玉明编著 化学工业出版社
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