环氧树脂固化剂
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环氧树脂固化剂概述环氧树脂固化剂是一类用于固化环氧树脂的化学物质。
环氧树脂具有优异的物理和化学性质,但其在常温下为液态,并不具备实际应用的强度和硬度。
通过添加适量的固化剂,可以使环氧树脂在特定的温度和时间下发生固化反应,形成具有优良性能的固体材料。
固化剂的作用原理固化剂在环氧树脂中的主要作用是引发化学反应,促进环氧树脂的固化。
通常情况下,环氧树脂是由环氧基团(Epoxide group)和胺基或酸酐基等活性基团组成的。
固化剂中的活性基团与环氧基团发生反应,形成交联结构,使环氧树脂由液态变为固态。
常见的环氧树脂固化剂胺类固化剂胺类固化剂是最常用的环氧树脂固化剂之一。
常见的胺类固化剂包括环氧乙烷胺、环氧丙烷胺、环氧脂肪胺等。
这些胺类固化剂具有活性氢原子,能够与环氧基团形成胺基加成反应,生成胺基苄醚结构。
胺类固化剂固化后的环氧树脂具有较高的热稳定性、耐化学品侵蚀性和机械强度。
酸酐类固化剂酸酐类固化剂是另一类常见的固化剂。
常用的酸酐类固化剂有邻苯二甲酸酐、巴斯夫固化剂等。
酸酐类固化剂与环氧树脂中的氢原子发生酯交换反应,生成酯键结构。
酸酐类固化剂固化后的环氧树脂具有优良的机械性能和耐化学品侵蚀性。
环氧树脂固化剂的选择与性能正确选择适合的固化剂对于环氧树脂固化的性能至关重要。
不同的固化剂具有不同的反应速率和固化温度范围,根据具体应用要求选择合适的固化剂可以获得所需的性能。
固化剂的选择还应考虑环境友好性、毒性和成本等因素。
一些高性能的聚胺固化剂具有较高的毒性,使用时需要注意安全。
同时,固化剂的成本也是影响选择的重要因素。
固化剂与环氧树脂的配比固化剂的用量和配比对固化效果和性能有重要影响。
过多的固化剂可能导致固化过程过快,产生内部应力集中等问题;过少的固化剂则可能导致固化不完全,影响材料性能。
一般来说,固化剂的用量为环氧树脂总重量的10-40%之间。
具体的配比应根据固化剂的特性和应用要求进行调整。
混合固化剂和环氧树脂时,应根据固化剂的性质和要求合理控制混合时间和混合速度,确保固化剂和环氧树脂充分混合。
环氧树脂固化剂概述环氧树脂本身为热塑性的线型结构,受热后固态树脂可以软化、熔融,变成粘稠态或液态;液态树脂受热黏度降低。
只有加入固化剂后,环氧树脂才能得到实用。
一个完整概念的环氧树脂组成物应该由四个方面的成分组成。
但在实际应用时,不一定四个方面的成分都要具备,但树脂成分中的固化剂必不可少,可见固化剂的重要。
环氧树脂所以能取得广泛应用,就是因为这些成分多变配合的结果。
尤其是固化剂,一旦环氧树脂确定之后,固化剂对环氧树脂组成物的工艺性和固化产物(产品)的最终性能起决定性作用。
固化剂定义及分类1、定义环氧树脂本身是热塑性的线型结构,不能直接拿来就应用,必须在向树脂中加入第二组分,在一定温度(或湿度)等条件下,与环氧树脂的环氧基进行加成聚合反应,或催化聚合反应,生成三维网络结构(体型网状结构)的固化物后才能使用。
这个充当第二组分的化合物称作固化剂,分为加成型固化剂和触媒型固化剂。
2、固化剂的分类固化剂按反应性和化学结构分类如下1、伯胺与环氧基的反应当用伯胺固化环氧树脂时,在第一阶段伯胺和环氧基反应生成仲胺;在第二阶段,生成的仲胺和环氧基反应生成叔胺,并且生成的羟基亦能和环氧基反应、具有加速反应进行的倾向。
胺的化学结构不同,它们与环氧基的反应速度也不相同,在初期反应速度比较快,环氧基消耗的比较多,到达一定的时间后,环氧基的消耗不像开始那么多。
环氧基的反应程度在3周的期间内非常低,聚酰胺只有40%,二亚乙基三胺也只不过65%,要进一步提高环氧基的反应程度,有必要在高温下进行固化反应。
当多胺固化环氧树脂时,醇或酚的存在会促进反应加快,但不能改变最后的反应程度。
醇、酚的羟基和环氧基的氧原子形成氢键而促进开环,醇羟基容易开成这种键,因此显示更大的从促进作用。
除了酚、醇之外,有机酸、硫酰胺等对反应也有促进作用。
但邻苯二甲酸、顺丁烯二酸没有促进作用,这是由于它们和胺反应和成了酰亚胺之故。
有些基团具有抑制作用。
如:,OR、,COOR、,SO3R、,CON2R、,SO2NR2、,CN、,NO2等。
环氧树脂固化剂环氧树脂固化剂是与环氧树脂发生化学反应,形成网状立体聚合物,把复合材料骨材包络在网状体之中。
使线型树脂变成坚韧的体型固体的添加剂。
包括多种类型。
环氧树脂固化剂分类(1)碱性和酸性类固化剂碱性类固化剂:包括脂肪族二胺和多胺、芳香族多胺、其它含氮化合物及改性脂肪胺。
酸性类固化剂:包括有机酸、酸酐、和三氟化硼及其络合物。
(2)加成型和催化型固化剂加成型固化剂:这类固化剂与环氧基发生加成反应构成固化产物一部分链段,并通过逐步聚合反应使线型分子交联成体型结构分子,这类固化剂又称瓜型固化剂。
催化型固化剂:这类固化剂仅对环氧树脂发生引发作用,打开环氧基后,催化环氧树脂本身聚合成网状结构,生成以醚键为主要结构的均聚物。
(3)显在型固化剂和潜伏型固化剂显在型固化剂为普通使用的固化剂,又可分为加成聚合型和催化型。
所谓加成聚合型即打开环氧基的环进行加成聚合反应,固化剂本身参加到三维网状结构中去。
这类固化剂,如加入量过少,则固化产物连接着末反应的环氧基。
因此,对这类固化剂来讲,存在着一个合适的用量。
而催化型固化剂则以阳离子方式,或者阴离子方式使环氧基开环加成聚合,最终,固化剂不参加到网状结构中去,所以不存在等当量反应的合适用量;不过,增加用量会使固化速度加快。
潜伏型固化剂指的是与环氧树脂混合后,在室温条件下相对长期稳定(一环氧树脂般要求在3个月以上,才具有较大实用价值,最理想的则要求半年或者1年以上),而只需暴露在热、光、湿气等条件下,即开始固化反应。
这类固化剂基本上是用物理和化学方法封闭固化剂活性的。
在显在型固化剂中,双氰胺、己二酸二酰肼这类品种,在室温下不溶于环氧树脂,而在高温下溶解后开始固化反应,因而也呈现出一种潜伏状态。
所以,在有的书上也把这些品种划为潜伏型固化剂,实际上可称之为功能性潜伏型固化剂。
因为潜伏型固化剂可与环氧树脂混合制成一液型配合物,简化环氧树脂应用的配合手续,其应用范围从单包装胶黏剂向涂料、浸渍漆、灌封料、粉末涂料等方面发展。
环氧树脂固化剂产品说明书北京中德新亚建筑技术有限公司环氧树脂固化剂环氧树脂固化剂是与环氧树脂发生化学反应形成网状立体聚合物把复合材料骨材包络在网状体之中使线型树脂变成坚韧形态的添加剂,包括多种类型。
一、水下专用环氧树脂固化剂产品特点:低粘度,低毒,低气味,低色相,韧性好应用范围:适合水下灌浆、水下修补砂浆、水下建筑结构胶、水下防腐涂料的配制;即使水下施工,优良的渗透性仍能使混凝土强度提高30%以上。
二、高温专用环氧树脂固化剂产品特点:常温活性高,潮湿面或水下固化强度好,韧性优秀,常温固化可长期在较高温环境中使用不至于因老化而导致粘接失效应用范围:可用于建筑结构胶粘钢、植筋、粘接玻纤碳纤、粘贴瓷砖、防腐防水等。
三、低温专用环氧树脂固化剂产品特点:能在低温至常温固化各种型号的环氧树脂,不需要后固化照常能达到较高的交联密度,气味小、毒性极低,韧性好,低温不脆裂,潮湿面粘接强度好,对大多数金属非金属建筑材质均具有很好的粘接强度;活化能低,放热不剧烈,不容易爆聚;25℃操作时间5~8分钟,30分钟基本固化。
应用范围:低温环境使用的粘钢、锚固、碳纤加固施工,冬季桥梁拼接胶,防水防腐涂料、快速修补砂浆及其它低温应用场合的粘接加固。
四、水性环氧树脂固化剂产品特点:亲水性、流平性好,表面光洁不粘手,分别同环氧乳液、自乳化环氧混合均匀可直接加水调节粘度,应用范围:推荐用于水性金属防腐底漆、水性地坪的底、中、面漆、水性环氧胶、水性环氧腻子、水性环氧砂浆、水性木器漆、水性彩砂美缝胶、水性环氧油墨、新旧混凝土界面处理剂等应用场合。
五、环氧树脂固化剂301+615产品特点:具有气味小、毒性低、粘度低、韧性极好,具表面活性对填充料亲和性好,不易沉淀,不含游离酚,不变色。
应用范围:可用于建筑结构胶粘钢、植筋、粘接玻纤碳纤、粘贴瓷砖、防腐防水等。
四、包装贮存环氧固化剂采用塑料桶包装20kg/桶或铁桶包装200kg/桶。
自生产之日起有效贮存期为6个月。
环氧固化剂种类及用途环氧树脂是一种重要的高分子材料,具有出色的性能和广泛的应用领域。
作为环氧树脂的助剂之一,环氧固化剂在固化过程中起着至关重要的作用。
不同种类的环氧固化剂具有不同的特性和用途,下面我们将介绍几种常见的环氧固化剂及其用途。
1. 聚酰胺固化剂:聚酰胺固化剂是一种常用的环氧固化剂,具有较高的固化速度和硬度,适用于制备硬度要求较高的环氧树脂制品,如涂料、胶粘剂、复合材料等。
聚酰胺固化剂还具有良好的耐化学腐蚀性能,可用于制备具有耐腐蚀性能要求的环氧树脂制品。
2. 胺固化剂:胺固化剂是另一类常见的环氧固化剂,其固化速度较慢,但具有较好的柔韧性和耐冲击性,适用于制备要求耐冲击性能的环氧树脂制品,如地坪涂料、船舶涂装等。
胺固化剂还可与其他助剂相结合,提高环氧树脂的性能。
3. 酸酐固化剂:酸酐固化剂是一类新型的环氧固化剂,具有固化速度快、硬度高、耐热性好的特点,适用于制备要求高温耐热性能的环氧树脂制品,如电气绝缘材料、高温涂料等。
酸酐固化剂还可提高环氧树脂的耐化学腐蚀性能。
4. 硬脂酸固化剂:硬脂酸固化剂是一种环氧固化剂的衍生物,具有固化速度适中、硬度适中、成本较低的特点,适用于一般要求的环氧树脂制品制备,如家具涂料、地坪漆、铸造材料等。
硬脂酸固化剂在固化过程中产生的副反应较少,对环境友好。
以上介绍的几种环氧固化剂只是众多环氧固化剂中的一部分,不同种类的环氧固化剂具有不同的特性和用途,选择合适的环氧固化剂对于环氧树脂制品的性能和应用具有重要影响。
在实际应用中,需要根据具体要求选择适合的环氧固化剂,并合理搭配其他助剂,以获得优异的性能和稳定的质量。
希望通过本文的介绍,读者能对环氧固化剂有更深入的了解,为实际应用提供参考依据。
环氧树脂固化剂原理一、交联反应环氧树脂的固化过程是一种典型的交联反应,通过这种反应,环氧树脂由线型结构转变为网状结构。
固化过程中,环氧树脂中的环氧基与固化剂中的活泼氢发生反应,生成羟基。
这些羟基进一步相互反应,形成三维网状结构。
这种网状结构使得环氧树脂变得坚硬和耐热,从而实现了从液态到固态的转变。
二、固化剂种类环氧树脂的固化剂种类繁多,根据其性质和应用需求有多种分类方式。
根据固化机理,可以分为胺类、酸酐类、聚合物类等。
胺类固化剂如脂肪胺、芳香胺等,反应速度快,但耐热性较差;酸酐类固化剂如邻苯二甲酸酐、顺丁烯二酸酐等,耐热性好,但反应速度较慢;聚合物类固化剂如聚酰胺、酚醛树脂等,具有良好的综合性能。
三、温度与时间环氧树脂的固化过程受温度影响较大。
在室温下,固化反应速度较慢,需要较长时间才能完全固化。
提高温度可以加快固化反应速度,缩短固化时间。
但温度过高可能导致固化过度,产生裂纹或变形。
因此,选择合适的温度和时间是实现环氧树脂良好固化的关键。
四、催化剂在环氧树脂的固化过程中,催化剂起到了加速反应的作用。
催化剂的种类和用量对固化速度和固化产物的性能都有重要影响。
常见的催化剂有酸、碱、过渡金属化合物等。
选择合适的催化剂可以提高固化速度,改善固化产物的性能。
五、填料与改性为了改善环氧树脂的力学性能、电性能和热性能等,常常需要添加填料进行改性。
填料的选择和用量应根据具体的应用需求而定。
常用的填料有硅微粉、玻璃纤维、碳纤维等。
填料的加入可以降低成本、提高耐磨性、增强刚性等。
同时,填料还可以通过表面改性来改善与环氧树脂的相容性,进一步提高复合材料的性能。
环氧树脂固化剂环氧树脂固化剂是一种被广泛应用于工业领域的材料。
它是一种能够使环氧树脂在一定条件下发生反应,从而形成具有特定性能的固体材料的物质。
环氧树脂固化剂在自动化生产中扮演着重要的角色,并且具有广泛的应用领域。
接下来将介绍环氧树脂固化剂的特性、分类、应用和未来发展前景。
首先,环氧树脂固化剂具有固化速度快、高强度、耐化学腐蚀等优点。
固化剂可以通过调节比例和温度来控制固化速度,提高生产效率。
由于环氧树脂固化剂能够与环氧树脂发生化学反应,可以形成具有高强度的固体材料。
此外,这种固化剂还具有良好的耐化学腐蚀性能,能够在各种恶劣环境下使用。
根据固化机理的不同,环氧树脂固化剂可以分为两类:热固化剂和光固化剂。
热固化剂是指在一定的温度下,通过热量促进环氧树脂与固化剂之间的反应。
这种固化方式适用于需要在较高温度下进行固化的情况,例如汽车制造和航空航天领域。
光固化剂是指通过紫外线或可见光的照射来引发固化反应。
这种固化方式具有固化速度快、操作简单的特点,适用于表面固化和光学材料。
环氧树脂固化剂在工业生产中有着广泛的应用。
首先,它被广泛应用于粘接材料的制备。
环氧树脂固化剂能够与各种基材发生固化反应,形成强度高、抗剪切能力强的结合界面,适用于金属、陶瓷、塑料等多种材料的粘接。
其次,环氧树脂固化剂还可用于电子封装材料的制备。
由于其优异的电绝缘性能和封闭性能,可以用于电子元件的灌封和封装,提高产品的可靠性和稳定性。
此外,环氧树脂固化剂还被广泛应用于复合材料的制备、涂层材料的制备等领域。
环氧树脂固化剂的未来发展前景十分广阔。
随着工业自动化水平的提高,对于固化剂的要求也越来越高。
未来,环氧树脂固化剂可能向着高效、环保、低成本方向发展。
例如,可以研发出更快速固化的固化剂,提高生产效率。
同时,可以探索使用更环保的固化剂替代传统的有机固化剂,减少对环境的影响。
此外,还可以通过改变固化剂的配方和工艺来降低制备成本,提高竞争力。
综上所述,环氧树脂固化剂是一种在工业领域广泛应用的材料。
环氧树脂主剂和固化剂说到环氧树脂,估计很多人脑袋里都会冒出一个问题:“这玩意儿到底是干什么的?”没错,环氧树脂这东西其实就是我们日常生活中见得不多、但又几乎无处不在的材料。
像是家里的地板、墙面,甚至一些家具,很多时候都离不开它的身影。
想象一下,一块漂亮的桌子,外面有一层透明的、光亮的表面,那就是环氧树脂的贡献。
而要做出这种效果,可少不了主剂和固化剂这两个好搭档。
你可能会问,主剂和固化剂到底是什么?咋听起来好像是化学试剂一样?它们就是环氧树脂的“二人组”,缺一不可,作用那是杠杠的。
主剂,说白了,就是环氧树脂的基础,它是一种粘稠的液体,有时候看起来透明,有时候带点微黄色。
这玩意儿一开始的时候可没啥特别,就是一堆树脂。
然后固化剂来了!它的任务可重要了,固化剂一旦加进去,主剂就能像变魔术一样,迅速发生化学反应,开始硬化、凝固,最终变成坚固的物质。
大家可以理解为,主剂和固化剂就像一对互相配合的舞者,一个是舞步的发起者,一个是节奏的引导者,只有他们合作,才能跳出完美的舞蹈。
有的人会觉得,环氧树脂是什么高科技的东西,感觉用起来很复杂。
真的不难。
你只需要按照比例把主剂和固化剂混合在一起,搅拌均匀后,倒到你想要的形状里。
过不了多久,这混合物就会开始慢慢变硬。
你会发现,那时候它的表面开始闪闪发光,手指一摸,已经硬得跟石头一样了。
哦,对了,环氧树脂的神奇之处就在于它的透明度。
加了固化剂以后,那个光亮的表面就像镜子一样,能清晰地反射出周围的东西,真的是超级有艺术感。
但说实话,用环氧树脂做东西,也得有点小技巧。
比例得准确。
你要是主剂加得太多,固化剂加得太少,那可能就硬化不完全,最后做出来的东西不结实,反倒容易坏。
要是反过来,固化剂多了,主剂少了,可能就会造成什么“热量过高”那种现象,甚至有可能出现冒烟、发热的状况,听着就有点可怕,对吧?这时候就要特别小心了,避免发生事故。
可别以为混合的时候简单,搅拌不均匀也会导致硬化不完全,大家就像做饭似的,千万别偷懒,不然出来的菜不合格,最后只能捧心叹息。
环氧树脂固化剂的作用环氧树脂是一种常用的材料,其具有很好的耐磨性、化学稳定性和机械性能。
然而,环氧树脂单体在常温下是液体,需要加入一定的固化剂才能发生固化反应,从而形成坚硬的固体。
环氧树脂固化剂的主要作用是引发环氧树脂的固化反应,使其在恰当的条件下形成坚固的固体。
固化剂的种类和用量会影响环氧树脂的性能和性质,因此选择正确的固化剂非常重要。
固化剂的选择通常取决于要求的固化时间、温度、成本和应用领域。
以下是几种常见的环氧树脂固化剂及其作用:1. 胺类固化剂胺类固化剂是最常用的一种固化剂,具有反应速度快的特点。
它们通常包括乙二胺、三乙烯四胺和四氢二噁唑等化合物。
这些化合物能够与环氧树脂中的环氧基反应,生成副产物和三维网络结构。
胺类固化剂的缺点是容易引起端羟基的出现,此时不易保持环氧树脂的机械性能。
酸酐类固化剂能与聚酰胺脂(如硬脂酰胺)和环氧树脂反应,形成酰胺、酰酰胺和酰氧胺等键,这种反应常常称为胺酸酐法。
酸酐类固化剂与胺类固化剂一样,固化速度很快,但它们在固化过程中不会出现端羟基,这使其能够保持环氧树脂的完整机械特性。
聚酰胺类固化剂通常是硬脂酰胺和脲醛树脂的混合物,它们与环氧树脂中的环氧基反应,生成耐热的三维聚合物结构,提高了强度和刚度。
与胺类和酸酐类固化剂相比,聚酰胺类固化剂反应速度较慢,需要更长的固化时间。
光固化剂是一种新型的固化剂,它们只需受到紫外线或电子束的激发即可进入固化反应。
与传统的固化剂相比,光固化剂具有很快的固化速度、方便、易控制和环保等优点。
然而,这种固化剂通常只适用于表面涂料和胶粘剂等低要求的应用领域。
总之,环氧树脂固化剂是保证环氧树脂性能稳定和性质可控的必要组成部分。
作为材料科学的一个重要分支,对环氧树脂固化剂的研究和开发将进一步推动环氧树脂技术的发展和应用。
催化型固化剂:这类固化剂仅对环氧树脂发生引发作用,打开环氧基后,催化环氧树脂本身聚合成网状结构,生成以醚键为主要结构的均聚物。
显在型显在型固化剂为普通使用的固化剂,又可分为加成聚合型和催化型。
所谓加成聚合型即打开环氧基的环进行加成聚合反应,固化剂本身参加到三维网状结构中去。
这类固化剂,如加入量过少,则固化产物连接着末反应的环氧基。
因此,对这类固化剂来讲,存在着一个合适的用量。
而催化型固化剂则以阳离子方式,或者阴离子方式使环氧基开环加成聚合,最终,固化剂不参加到网状结构中去,所以不存在等当量反应的合适用量;不过,增加用量会使固化速度加快。
在显在型固化剂中,双氰胺、己二酸二酰肼这类品种,在室温下不溶于环氧树脂,而在高温下溶解后开始固化反应,因而也呈现出一种潜伏状态。
所以,可称之为功能性潜伏型固化剂。
潜伏型潜伏型固化剂指的是与环氧树脂混合后,在室温条件下相对长期稳定(环氧树脂一般要求在3个月以上,才具有较大实用价值,最理想的则要求半年或者1年以上),而只需暴露在热、光、湿气等条件下,即开始固化反应。
这类固化剂基本上是用物理和化学方法封闭固化剂活性的。
所以,在有的书上也把这些品种划为潜伏型固化剂,实际上可称之为功能性潜伏型固化剂。
因为潜伏型固化剂可与环氧树脂混合制成一液型配合物,简化环氧树脂应用的配合手续,其应用范围从单包装胶黏剂向涂料、浸渍漆、灌封料、粉末涂料等方面发展。
潜伏型固化剂在国外日益引起重视,可以说是研究与开发的重点课题,各种固化剂改性新品种和配合新技术层出不穷,十分活跃。
胺类固化剂伯胺和仲胺对环氧树脂的固化作用是由氮原子上的活泼氢打开环氧基团,而使之交联固化。
脂肪族多元胺如乙二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、二乙氨基丙胺等活性较大,能在室温使环氧树脂交联固化;而芳香族多元胺活性较低,如间苯二胺,得在150℃固化才能完全。
酸酐类固化剂二元酸及其酐如顺丁烯二酸酐、邻苯二甲酸酐可以固化环氧树脂,但必须在较高温度下烘烤才能固化完全。
酸酐首先与环氧树脂中的羟基反应生成单酯,单酯中的羧基与环氧基发生加成酯化而成双酯。
合成树脂类固化剂低分子量聚酰胺树脂是亚油酸二聚体或桐油酸二聚体与脂肪族多元胺如乙二胺,二乙烯三胺反应生成的一种琥珀色粘稠状树脂。
由二聚亚油酸和乙二胺制得的树脂结构如下:潜伏型固化剂这种固化剂在一般条件下是稳定的,但当加热到一定的温度时,才显示其活性而固化环氧树脂。
如双氰胺,与环氧树脂混合在一起,在常温下是稳定的。
若在145—165℃,则能使环氧树脂在30分钟内固化。
三氮化硼乙胺络合物,常温也是稳定的,在100℃以上时能固化环氧树脂。
[1]2固化温度各种固化剂的固化温度各不相同,固化物的耐热性也有很大不同。
一般地说,使用固化温度高的固化剂可以得到耐热优良的固化物。
对于加成聚合型固化剂,固化温度和耐热性按下列顺序提高:脂肪族多胺<脂环族多胺<芳香族多胺≈酚醛<酸酐。
催化加聚型固化剂的耐热性大体处于芳香多胺水平。
阴离子聚合型(叔胺和咪唑化合物)、阳离子聚合型(BF3络合物)的耐热性基本上相同,这主要是虽然起始的反应机理不同,但最终都形成醚键结合的网状结构。
固化反应属于化学反应,受固化温度影响很大,温度增高,反应速度加快,凝胶时间变短;凝胶时间的对数值随固化温度上升大体呈直线下降趋势,但固化温度过高,常使固化物性能下降,所以存在固化温度的上限;必须选择使固化速度和固化物性能折衷的温度,作为合适的固化温度。
按固化温度可把固化剂分为四类:低温固化剂固化温度在室温以下;室温固化剂固化温度为室温~50℃;中温固化剂为50~100℃;高温固化剂固化温度在100℃以上。
属于低温固化型的固化剂品种很少,有聚琉醇型、多异氰酸酯型等;近年来国内研制投产的T -31改性胺、YH—82改性胺均可在0℃以下固化。
属于室温固化型的种类很多:脂肪族多胺、脂环族多胺;低分子聚酰胺以及改性芳胺等。
属于中温固化型的有一部分脂环族多胺、叔胺、眯唑类以及三氟化硼络合物等。
属于高温型固化剂的有芳香族多胺、酸酐、甲阶酚醛树脂、氨基树脂、双氰胺以及酰肼等。
对于高温固化体系,固化温度一般分为两阶段,在凝胶前采用低温固化,在达到凝胶状态或比凝胶状态稍高的状态之后,再高温加热进行后固化(post-cure),相对之前段固化为预固化(pre-cure)。
环氧树脂必须与固化剂反应以生成三向立体结构才具有实用价值。
因此固化剂的结构与品质将直接影响环氧树脂的应用效果。
国外对固化剂的研究与开发远比环氧树脂活跃,与环氧树脂品种相比,固化剂品种更多,且保密性很强。
每开发一种新的固化剂就可以解决一个方面的问题,就相当于开发一种新的环氧树脂或开辟了环氧树脂一个新的用途。
可见,开发新型固化剂远比开发新型环氧树脂更为重要。
3发展趋势90年代以来,世界环氧树脂固化剂发展趋势出现了许多新的特点,主要有以下几方面。
固化剂类型①新品种层出不穷,胺系仍居首位,其次是酸酐系。
②含P、Si、B、F、Mg等元素的“半无机高分子”固化剂以其独特的性能引起人们关注。
③改性的硫醇系和改性的酚系固化剂也有不同程度的发展。
④末端有硫醇基的新的嵌段共聚物大量投放市场。
发展趋势①功能性固化剂成为人们研究开发的热点。
(1)多功能性(具有固化、增韧、阻燃、促进等功能)固化剂成为人们追求的理想产品。
由于开发全新结构且富有优异性能的环氧树脂进展不大,从而适应树脂改性要求的功能助剂成为人们追求的目标,一剂多能产品越来越多。
(2)快速固化、低温固化及最小吸水率的固化剂发展迅速。
(3)特殊功能的固化剂也有了很大发展,如弹性固化剂。
②固化剂低毒、无毒化。
现代固化剂发展中的一个特点是,人们不仅关注固化剂在生产和使用过程中的毒性及环境污染问题,而且重视废弃环氧树脂制品的环境污染问题。
在发达国家,初级的多烯多胶、芳香胺已全部被无毒或低毒的改性胺所取代。
③适应特殊环境(潮湿、水下、户外等)使用的固化剂颇受欢迎。
④为适应环氧树脂的高性能化要求,电性能、力学性能、机械性能优良的固化剂将得到很大发展。
⑤电子束和光固化型固化剂愈来愈引起人们的重视。
⑥粉末涂料专用固化剂、水性环氧树脂涂料专用水溶性固比剂和单组分胶粘剂专用固化剂用量很大,前景广阔。
技术①改性技术倍受青睬,应用日益广泛,如:脂肪胺改性;—环氧树脂香胺改性(尤其是间苯二胺、间苯二甲胺改性);酸配改性及液态化;双氰胺改性及液态化(我国近期对液态双氰胺的年需求量约为1000吨);咪唑改性及液态化,以及改性低分子量聚酷胺。
②复配增效和集装化技术方兴未艾。
受毒性、环保法规、成本、效能等因素制约,全新结构的固化剂开发愈加困难,通过复配集装而提高效能日益成为开发新型固化剂的有效途径。
③固态固化剂液态化技术很有发展前途,如常温下呈固态的酸酐、双氰胺等通过改性使其在常温下至液态,不仅能提高其操作和使用性能,又能节省能源。
④固化剂生产操作和包装精细化动力①用户对固化剂提出了更高、更新的要求,如:1. 使用绝对安全可靠,适应全球环保、卫生及安全性潮流;2. 应用效果显著提高,品质卓越突出;3. 使用、贮运方便;4. 价、质比适宜,成本—效能平衡,令人乐于购买和使用;5. 高纯化、透明化。
②朝系列化、专用化、配套化、精细化发展。
③在符合环保法规和满足用户需求的前提下,不断降低成本,实现较高利润是固化剂厂家的长期任务。
④固化剂生产厂与固化剂用户结成的伙伴关系,是固化剂企业成功的必经之路。
前景已出现以下趋势:①注重培养高素质综合性的固化剂研究开发人才;②固化剂生产厂技术改造和新产品开发异常活跃;③强化科研一生产一应用一经营管理研究开发体系;④加强知识产权保护;⑤与环氧树脂配套发展,互相促进。
4毒性安全作用固化剂的物理、化学性质,对毒性的影响很大。
比如固化剂是液态还是固态,其毒性作用并不一样,固态易附在皮肤上,而液态则有蒸气压的存在。
一般而言,固化剂的化学活性大,则其生物质活性也强,易引起毒害,似乎成为规律。
固化剂的毒性表现在以下几个方面。
1、急性毒性。
一般采用LD50表示。
胺类固化剂毒性是比较强的。
大多数有机多胺对老鼠呼吸道刺激致死的LD50值约为蒸气浓度1000~12000ug/g,暴露时间4~6h。
伯胺、仲胺的刺激性比叔胺强,芳香胺毒性比脂肪胺大。
如间苯二胺的毒性比二乙烯三胺毒性强10倍。
吡啶、哌嗪能引起肝脏和肾脏的损伤,具有较大的全身毒性。
酸酐类固化剂易引起皮炎,而经口毒性比较小。
2、对皮肤、黏膜的刺激作用。
固化剂的毒害,更为重要的是体现在对皮肤和黏膜的刺激性上。
因为胺是有机碱,能溶于水和脂肪,所以也能在皮肤的脂肪中溶解、浸透,引起皮炎。
长时间的刺激,易导致泛发性强皮炎症,出现点状红斑,形成水泡,开裂甚至形成片状剥落,以致于组织坏死。
Hine等人进行过有关详细的研究工作,其结果如表3-52所示。
由于胺类具有较大的挥发性,其蒸气刺激眼睛可引起结膜炎、流泪和角膜水肿。
在高浓度范围或较高浓度下长期接触,也会对呼吸道有明显的刺激作用,会引起气管炎、支气管炎。
酸酐类对皮肤的刺激性较弱,但它的粉尘对眼和鼻、喉等呼吸道的黏膜的刺激相当强,可引起支气管炎。
3、固化剂的过敏作用。
所谓过敏,即某化合物一旦对人体的皮肤作用后,形成过敏体,在下一次或以后的多次反复接触中,并不因为接触程度如何,皮炎也会发生。
出现这种情况后,应中断接触该种过敏化合物的工作。
过敏作用的发生比较复杂,正在继续研丸如Ciba公司采用布丁试验,对动物进行研究。
美国塑料工业协会(SPI)推出了自己的标准。
4、固化剂的其他毒害作用。
除了芳胺、杂环胺类固化剂对内脏的损害外,联苯芳香胺具有致癌性,目前已经禁止生产、使用。
间苯二胺、二氨基二苯基砜已为众多毒物学工作者证实没有致癌性,对以前的看法予以否定。
操作1、用毒性低的固化剂取代毒性大的。
2、改善操作环境,将操作区域与非操作区域有意识地划开,尽可能自动化、密闭化,安装通风设施等等。
3、加强劳动保护,采用防护手套、服装等办法,尽量避免固化剂与皮肤接触。
4、操作场所及时清扫,保持卫生。
5、及时清洗手、脸等外露皮肤,如果眼、喉等器官受到侵害,应请医生处理。
其他1、环氧树脂(主要讨论双酚A型)的原料环氧氯丙烷:由于环氧基、氯取代基的存在,毒性颇大,在240ug/g的环境中4h即可使老鼠致死。
Gage提出最大允许值MAC为5ug/g,另外对眼、鼻、咽刺激性也很大;双酚A:Borman提出LD50为2.4g/kg,所以认为工业有害性是很小的。
2、双酚A型环氧树脂Epon815、820、828、1001、1007,以及间苯二酚缩水甘油醚类化合物,毒性都被证实是很低的,通常LD50值在10~30g/kg范围。
Hine等人认为稀释剂单缩水甘油醚类化合物的毒性,主要表现在对皮肤的刺激上,经口毒性LD50值也是很低的。