乳酸改性咪唑环氧树脂中温固化剂的研制

咪唑和环氧树脂固化机理
咪唑和环氧树脂固化机理是指在环氧树脂中添加咪唑类化合物，通过咪唑和环氧树脂的交联反应，形成固化物的化学过程。

具体过程如下：
在固化剂中添加少量的咪唑类化合物，例如2-乙基-4-甲基咪唑（EMI）或2-乙基-4,5-二羧基咪唑（EDC），根据不同的咪唑类化合物，反应条件也会有所不同。

当环氧树脂和咪唑类化合物混合后，在加入催化剂的条件下会发生开环反应，环氧基和咪唑的N原子或O原子之间形成一个新的共价键，同时释放出芳香胺或酰胺等产物。

这个共价键赋予环氧树脂固化物的强度和耐久性，同时也增加了固化物的热稳定性和耐化学性能。

因此，咪唑和环氧树脂的固化机理提供了一种有效的固化方法，广泛应用于涂料、胶粘剂和电子材料等领域。

咪唑类化合物进行改性的方法很多,常用的改性化合物有卤代物、不饱和双键化合物、醇、环氧化物、醛或酮、羧酸、羧酸酯、金属盐等,具体改性方法和过程如下:1 用卤代物改性Veronique等利用不同的咪唑和各种氯甲酸酯反应,所得产物可用作环氧树脂的主固化剂和其它固化剂的促进剂。

例如,100g的双酚A型缩水甘油酯(环氧值为5.54)与14.5g氯甲酸苯酯/2-苯基咪唑的反应产物混合时,在130℃下凝胶时间为6min15s,在150℃下凝胶时间为3min15s,在150℃下凝胶时间为2min30s。

另外,苄基氯可作为咪唑的季胺化试剂,咪唑的季胺化反应首先发生在3位氮原子上,在碱性介质中转化为1位氮烷基咪唑,产物进一步烷基化得到1,3-二苄基咪唑,这种改性咪唑固化剂也具有较好的固化性能。

2 用不饱和双键化合物改性Kaufman等通过咪唑或取代咪唑与含有不饱和双键的丙烯酸酯类化合物进行加成反应,然后再用脂肪酸或二元羧酸中和未反应的咪唑或取代咪唑来制备加合物,这些加合产物作为固化剂与环氧树脂形成环氧树脂涂料。

CN1221759A描述了用咪唑与环氧乙烯基酯树脂加成得到的加成产物与环氧树脂配方以粉末涂料形式制备和涂覆,用作涂层或作为层压制品的基质树脂。

赵飞明、李非等利用2-甲基咪唑和丙烯腈分别在苯和乙醇溶液中反应制得1-氰性气味及低毒性。

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。

且与环氧树脂、酸酐类固化剂的相容性好,配料后适用活性期长,且其固化物具有优良的电气性能和机械性能。

3 用醇改性陈也白以路易斯酸为催化剂,通过咪唑与醇反应,在约100℃反应10h制得咪唑类促进剂BMI。

BMI为无色透明液体,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。

且与环氧树脂、酸酐类固化剂的相容性好,配料后适用活性期长,且其固化物具有优良的电气性能和机械性能。

咪唑类环氧树脂固化剂研究进展刘全文　陈连喜　田　华　王　钧(武汉理工大学)摘　要:　简述了咪唑类环氧树脂固化剂的固化特点,介绍了咪唑类化合物固化环氧树脂的反应机理,重点叙述了改性咪唑及其衍生物作为环氧树脂固化剂的研究进展。

关键词:　咪唑;　环氧树脂;　固化剂;　改性 环氧树脂具有优良的粘接性能、电绝缘性能、耐腐蚀性能和力学性能,作为涂料、复合材料、浇铸料、胶粘剂、模压材料和注射成型材料,广泛应用于国民经济的各个领域。

在环氧树脂的应用中,固化剂占有必不可少的重要地位,咪唑及其衍生物是其中十分重要的一类环氧树脂固化剂,特别是近年来随着电子工业的发展,咪唑类环氧树脂固化剂用量每年递增15%～20%,目前这方面的用量已占咪唑及其衍生物总产量的90%以上。

文中就咪唑及其衍生物作为环氧树脂固化剂近年来的研究进展进行比较系统的概述。

1　咪唑类固化剂的特点常用的咪唑类环氧树脂固化剂包括咪唑,22甲基咪唑,22乙基242甲基咪唑,22苯基咪唑等,与一般的环氧树脂固化剂相比,它具有以下几个方面的优点:(1)用量少(一般为树脂用量的0.5%～10%),挥发性低,毒性小。

(2)固化活性较高,中温条件下短时间即可固化。

(3)固化物热变形温度高,有优异的耐化学介质性能、电绝缘性能和力学性能。

(4)除用作主固化剂外,还可作为助固化剂和固化促进剂,能够明显改善环氧树脂固化体系的性能。

咪唑类环氧树脂固化剂除上述优点外,还存在一些缺点和问题,具体表现在:(1)咪唑类化合物多为高熔点的结晶固体粉末,与液态的环氧树脂混合困难,工艺性能较差。

(2)咪唑类固化剂在高温下有一定的挥发性和吸湿性。

(3)品种较少,不能满足特殊的施工工艺以及对固化物的某些特定要求。

(4)常用咪唑类固化剂由于固化活性较高,因此与环氧树脂混合后适用期较短,不能作为单组分体系较长时间贮存。

为了克服常用咪唑类环氧树脂固化剂的缺点和不足,将简单咪唑化合物进行改性,合成新型咪唑衍生物,是解决上述问题的有效途径。

专利名称：一种改性咪唑类环氧树脂潜伏型固化剂、制备方法及应用
专利类型：发明专利
发明人：于亮亮,刘万双,魏毅
申请号：CN201810519488.7
申请日：20180528
公开号：CN108774310A
公开日：
20181109
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种固化剂，尤其涉及一种改性咪唑类环氧树脂潜伏型固化剂、制备方法及应用。

所述固化剂为咪唑金属盐络合物，由1‑氰乙基‑2‑乙基‑4‑甲基咪唑与过渡金属氯化物反应而得，所述反应以醇类化合物为溶剂，在60摄氏度下反应4‑10h，经真空抽滤和减压蒸馏去除溶剂后得到产物。

所制备的固化剂与环氧树脂具有相容性好，室温储存期长，高温反应活性高的特点，且环氧固化产物具有优良的耐热性及力学性能。

该固化剂可作为环氧树脂潜伏型固化剂在复合材料制造和胶黏剂等领域具有良好的应用前景。

申请人：浙江百合航太复合材料有限公司
地址：311201 浙江省杭州市萧山区临江工业园区农二场
国籍：CN
代理机构：杭州融方专利代理事务所(普通合伙)
代理人：沈相权
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咪唑类环氧树脂固化剂研究进展刘全文　陈连喜　田　华　王　钧(武汉理工大学)摘　要:　简述了咪唑类环氧树脂固化剂的固化特点,介绍了咪唑类化合物固化环氧树脂的反应机理,重点叙述了改性咪唑及其衍生物作为环氧树脂固化剂的研究进展。

关键词:　咪唑;　环氧树脂;　固化剂;　改性 环氧树脂具有优良的粘接性能、电绝缘性能、耐腐蚀性能和力学性能,作为涂料、复合材料、浇铸料、胶粘剂、模压材料和注射成型材料,广泛应用于国民经济的各个领域。

在环氧树脂的应用中,固化剂占有必不可少的重要地位,咪唑及其衍生物是其中十分重要的一类环氧树脂固化剂,特别是近年来随着电子工业的发展,咪唑类环氧树脂固化剂用量每年递增15%～20%,目前这方面的用量已占咪唑及其衍生物总产量的90%以上。

文中就咪唑及其衍生物作为环氧树脂固化剂近年来的研究进展进行比较系统的概述。

1　咪唑类固化剂的特点常用的咪唑类环氧树脂固化剂包括咪唑,22甲基咪唑,22乙基242甲基咪唑,22苯基咪唑等,与一般的环氧树脂固化剂相比,它具有以下几个方面的优点:(1)用量少(一般为树脂用量的0.5%～10%),挥发性低,毒性小。

(2)固化活性较高,中温条件下短时间即可固化。

(3)固化物热变形温度高,有优异的耐化学介质性能、电绝缘性能和力学性能。

(4)除用作主固化剂外,还可作为助固化剂和固化促进剂,能够明显改善环氧树脂固化体系的性能。

咪唑类环氧树脂固化剂除上述优点外,还存在一些缺点和问题,具体表现在:(1)咪唑类化合物多为高熔点的结晶固体粉末,与液态的环氧树脂混合困难,工艺性能较差。

(2)咪唑类固化剂在高温下有一定的挥发性和吸湿性。

(3)品种较少,不能满足特殊的施工工艺以及对固化物的某些特定要求。

(4)常用咪唑类固化剂由于固化活性较高,因此与环氧树脂混合后适用期较短,不能作为单组分体系较长时间贮存。

为了克服常用咪唑类环氧树脂固化剂的缺点和不足,将简单咪唑化合物进行改性,合成新型咪唑衍生物,是解决上述问题的有效途径。

第27卷第12期高分子材料科学与工程Vol.27,N o.122011年12月POLYMER MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERINGDec.2011改性咪唑环氧树脂中温固化剂的制备与性能张宝华1,2,翁燕青1,陈 斌1,徐 红2(1.上海大学环境与化学工程学院,上海200444;2.生态纺织教育部重点实验室(东华大学),上海201620)摘要:以不同多元羧酸(M A)、2-甲基咪唑(M I )及2-乙基己酸(EHA )进行酰胺化反应并成盐,得到咪唑酰胺化衍生物盐(M IADS),作为环氧树脂中温固化剂。

用红外光谱(FT -I R)、动态热机械分析(DM A)、热重分析(T GA )和力学性能测试等方法对固化剂结构及环氧树脂固化物的性能进行了表征。

结果表明,多元酸改性咪唑(M IA DS)降低了咪唑的固化反应活性,提高了与环氧树脂的相容性,使环氧树脂固化物的力学性能和耐热性均得到明显提高。

因此M IA DS 是一种综合性能优良的改性咪唑类环氧树脂中温固化剂。

关键词:咪唑;多元酸;酰胺化衍生物;环氧树脂;中温固化剂中图分类号:T Q 252.3 文献标识码:A 文章编号:1000-7555(2011)12-0123-04收稿日期:2010-11-12基金项目:上海市教育基金会2010年度联盟计划资助课题(LM 201002);上海市重点学科第三期资助课题(S30109)通讯联系人:张宝华,主要从事精细高分子的合成与应用研究,E -mail:zhangbh@咪唑类环氧树脂固化剂具有用量少、固化活性高、固化物耐化学介质性能、力学性能和电绝缘性能好等特点,具有广阔的应用前景[1,2]。

但是咪唑类化合物多为高熔点的结晶固体粉末,与液态的环氧树脂混合困难,工艺性能较差,混合后适用期较短,不能作为单组分体系较长时间贮存[3~5]。

咪唑类化合物的改性通常是利用咪唑环上1位氮原子和3位氮原子的反应活性与其它化合物反应来实现,通过对咪唑分子上的活性点(仲胺基、叔胺基)形成空间位阻进行封闭,从而降低其反应活性,并改善其与环氧树脂的相容性及固化物的性能[6~9]。

新型咪唑类环氧固化促进剂
李瑞珍
【期刊名称】《热固性树脂》
【年(卷),期】1994(9)1
【摘要】由咪唑和异氰酸酯合成了1-甲氨酰基咪唑。

它是双氰胺固化的单组分环氧树脂中较好的促进剂。

以DSC、凝胶化时间、热变形温度测定了其促进作用。

固态环氧树脂用双氰胺和2-甲氨基咪唑的配方具有较好的贮存稳定性的单组分固化体系。

【总页数】4页(P34-37)
【关键词】咪唑类;环氧树脂;固化促进剂
【作者】李瑞珍
【作者单位】华南理工大学材料学研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TQ323.504
【相关文献】
1.新型咪唑类环氧固化剂性能研究 [J], 周超;虞鑫海
2.新型咪唑衍生物固化促进剂对环氧/酸酐体系的催化活性 [J], 袁宝国;刘秀菊;邵军;张德宾;魏化震
3.环氧固化咪唑类促进剂BMI [J], 陈也白
4.新型咪唑类潜伏环氧树脂固化剂的制备及其在环氧电子灌封胶中的应用研究 [J],
方瑞娜;姚新鼎;李延勋;裴东东
5.挠性覆铜板用环氧胶粘剂的咪唑固化促进剂的优选研究 [J], 刘生鹏;茹敬宏;盖其良
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一种潜伏性咪唑类中温固化剂的制备和性能研究作者：张夏宇魏珊珊袁文聪来源：《绿色包装》2021年第06期摘要：本课题组用溶液法制备咪唑类过度金属离子络合体系，分别采用六水合氯化钴（CoCl2·6H2O）、六水合氯化镍（NiCl2·6H2O）、六水合三氯化铁（FeCl3·6H2O）、二水合氯化銅（CuCl2·2H2O）为原料，以甲醇为溶剂，对2-乙基-4-甲基咪唑（EMI）进行改性。

EMI/水合金属盐按化学摩尔比4：1进行反应，得到具有一定潜伏性的环氧树脂固化剂。

通过凝胶时间、DSC测试和力学性能测试，研究了各类过渡金属盐改性咪唑类固化剂固化环氧树脂的反应活性。

研究表明，EMI上叔氮原子上的弧对电子与具有空轨道的金属离子形成配位体，阻碍了室温时叔胺的催化作用，使之具有较好的潜伏性。

而且，随着过渡金属原子的原子半径的减小，形成的配位体越紧密，潜伏性也就越好，但力学性能却受到相应的影响。

关键词：2-乙基-4-甲基咪唑（EMI）；过渡金属离子；潜伏性中图分类号：TB48 文献标识码：A 文章编号：1400 （2021） 06-0032-06Preparation and Properties of a Latent Imidazole Medium Temperature Curing AgentZHANG Xia-yu， WEI Shan-shan， YUAN Wen-cong（College of Packaging and Material Engineering， Hunan University of Technology， Zhuzhou 412000， China）Abstract： The imidazoles complex system was prepared by solution method. Cobalt hexahydrate（CoCl2·6H2O）， nickel hexahydrate （NiCl2·6H2O）， iron hexahydrate（FeCl3·6H2O） and copper dihydrate（CuCl2·2H2O） were used as raw materials， and methanol was used as solvent to modify 2-ethyl-4-methylimidazole （EMI）. EMI/ hydrated metal salts were reacted by chemical molar ratio 4：1 to obtain epoxy resin curing agent with certain potential. The reaction activity of imidazoles modified by transition metal salts was studied by gel time， DSC test and mechanical property test. It is shown that the arc on the supertertiary nitrogen atom of EMI forms a ligand for electrons and metal ions with vacant orbitals， which hinders the catalytic action of tertiary amine at room temperature and makes it have a good latent property. Moreover， as the atomic radius of the transition metal atom decreases， the closer the ligand is formed， the better the latent property is， but the mechanical properties are affected accordingly.Key words： 2-ethyl-4-methylimidazole （EMI）； transition metal ions； latency咪唑盐及咪唑衍生物类固化剂是一种常用的中温固化剂，它的固化温度通常在120℃以下，所得的固化产物具有良好的力学性能、耐电绝缘性和耐热性，从而广泛应用在电子电气领域。