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介绍一下固化剂的固化温度和耐热性

返回列表 作者: 浏览:37 发布日期:2021-05-31

固化剂的固化温度和耐热性


介绍一下固化剂的固化温度和耐热性


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(叔胺和咪唑化古物)、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中的温度,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0C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、氦基树脂、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)。

固化剂的固化温度和固化物的耐热性有很大关系。同样地,在同一类固化剂中,虽然具有相同的官能基,但因化学结构不同,其性质和固化物特性也不同。因此,全面了解具有相同官能基而化学结构不同的多胺固化剂的性状、特点,对选择固化剂来说,是很重要的。

在色相方面,脂环族最浅,基本上是透明的,而脂肪族和芳香族,其着色程度相当显著。在黏度方面、也有很大不同,脂环族不过零点零几Pa.s,而聚酰胺则I非常黏稠,达数Pa.s,芳香族胺多为固态。适用期长短正好与固化性完全相反。脂肪族反应性最高,而脂环族、酰胺、芳香族依次降低。

色相:(优) 脂环族→脂肪族→酰胺→芳香胺(劣)

熟度:(低)脂环族→脂肪族→芳香族→酰胺(高)

适用期:(长)芳香族→酰胺→脂环族→脂肪族 (短)

固化性:(快)脂肪族→脂环族→酰胺→芳香族(慢)

刺激性:(强)脂肪族→芳香族→脂环族→酰胺(弱)

多胺类固化剂的化学结构和性质

另外,在光泽、柔软性、粘接性、耐酸性、耐水性方面,也呈一定规律性。

光泽:(优)芳香族→脂环族→聚酰胺一脂肪胺(劣)

柔软性:(软)聚酰胺→脂肪族→脂环族→芳香族(刚)

粘接性:(优)聚酰胺→脂环族→脂肪族→芳香族(良)

耐酸性:(优)芳香族→脂环族→脂肪族→聚酰胺(劣)

按用途分类

固化剂按用途可分为常温固化剂和加热固化剂。环氧树脂高温固化时一般性能优良,但是在土木建筑中使用的涂料和粘接剂等由于加热困难,需要常温固化:所以大都使用脂肪胺、脂环映以及聚酰胺等.尤其是冬季使用的涂料和粘接剂不得不与多异氰酸酯并用,或使用具有恶臭气味的聚琉醇类。至于中温固化剂和高温固化剂,则要以被着体的耐热性以及固化物的耐热性、粘接性和耐药品性等为基准来选择。选择重点为多胺和酸酐。由于酸酐固化物具有优良的电性能,所以广泛用于电子、电器方面。

脂肪族多胺固化物粘接性以及耐碱、耐水性均优良。芳香族多胺在耐药品性方面也是优良的。由于氦基的氮元素与金属形成氦键,因而具有优良的防锈效果。胺质量浓度愈高,防锈效果愈好。酸酐固化剂和环氧树脂形成酯键,对有机酸和无机酸显示了高的抵抗力,电性能一般也超过了多胺。

按化学成分分类

1.脂肪族胺类

不同范围的产品具有不同的性能:反应活性高,室温或低温下可以快速固化:对湿度相对不敏感。具有一定的颜色稳定性:良好的耐化学腐蚀性。尤其是耐溶剂:用于热固化时,具有良好的高温表现;很好的耐化学腐蚀性并具有良好的电性能和机械性能。

乙烯基三胺DETA

氢乙基哌嗪AE

潮湿条件下进行低温下固化;良好的薄膜性能(如,表面光泽优异) 能够防止胺的喷霜及水斑现象;良好的颜色稳定性;具有很好的粘接性能和耐化学腐蚀性能:固化时间及贮放时间可选范围较宽:用于热固化时,具有良好的高温表现:很好的耐化学腐蚀性并具有良好的电性能和机械性能。

二氨基环已烷DACH

异佛尔酮二胺IPDA

亚甲基双环已烷胺4,4-PACM

乙二胺EDA

H2NCH2CH2NH2分子量60,活泼氢当量15,无色液体,每100份标准树脂用6-8份。性能:有毒、有刺激臭味,挥发性大、粘度低、可室温快速固化。用于粘接、浇注、涂料。该类胺随分子量增大,粘度增加,挥发性减小,毒性减小,性能提高。但它们放热量大、适用期短。一般而言它们分子量越大受配合量影响越小。长期接触脂肪多元胺会引起皮炎,它们的蒸汽毒性很强,操作时须十分注意。

二乙烯三胺 DETA

H2NC2H4NHC2H4NH2,分子量103,活泼氢当量20.6,无色液体,每100份标准树脂用8-11份。固化:20℃2小时+100℃30分钟或20℃4天。性能:适用期50克25℃45分钟,热变形温度95-124℃,抗弯强度1000-1160kg/cm2,抗压强度1120kg/cm2,抗拉强度780kg/cm2,伸长率5.5%,冲击强度0.4尺-磅/寸洛氏硬度99-108。介电常数(50赫、23℃)4.1功率因数(50赫、23℃)0.009体积电阻2x1016Q-cm常温固化、毒性大、放热量大、适用期短。

三乙烯四胺

TETA H2NC2H4NHC2H4NHC2H4NH2,分子量146,活泼氢当量24.3,无色粘稠液体,每100份标准树脂用10-13份。固化:20℃2小时+100℃30分钟或20℃7天。性能:适用期50克25℃45分钟,热变形温度98-124℃,抗弯强度950-1200kg/cm2,抗压强度1100kg/cm2,抗拉强度780kg/cm2,伸长率4.4%,冲击强度0.4尺-磅/寸,洛氏硬度99-106。常温固化、毒性比二乙烯三胺稍低、放热量大、适用期短。

四乙烯五胺TEPA

H2NC2H4(NHC2H4)3NH2,分子量189,活泼氢当量27棕色液体,每100份标准树脂用11-15份。性能同上。

多乙烯多胺PEPA

H2NC2H4(NHC2H4)nNH2,浅黄色液体,每100份标准树脂用14-15份。性能:毒性较小,挥发性低、适用期较长、价廉。

二丙烯三胺DPTAH2N(CH2)3NH(CH2)3NH2,分子量131,活泼氢当量26,浅黄色液体,每100份标准树脂用12-15份。性能同TETA。

二甲胺基丙胺DMAPA

(CH3)2N(CH2)3NH2,低粘度透明液体,每100份标准树脂用4-7份。毒性较大,具有固化和催化两个反应,粘附性能良好,柔性也好,适用期长。

二乙胺基丙胺DEAPA

(C2H5)2N(CH2)3NH2分子量130活泼氢当量65低粘度透明液体每100份标准树脂用4-8份。固化:60-70C4小时。性能:适用期50克25℃4小时,热变形溫78-94℃,抗压强度920-1050kg/cm2,抗拉强度480-640kg/cm2,冲击强度0.2尺-磅/寸,洛氏硬度90-98。介电常数(50赫、23℃)3.75。功率因数(50赫、23℃)0.007。中温固化、低温性能好。

三甲基六亚甲基二胺TMD

(H2N)2(C6H9)(CH3)3无色液体,冷固化,适用期长,毒性小。每100份标准树脂用21份。固化:80℃1小时+150℃2小时。性能:适用期400克25℃50分钟或50℃10分钟,马丁耐热92℃。抗弯强度1150k/cm2。冲击强度20Kg-cm/cm2tgδ 0.0009(23℃,100C/S)。表面电阻5.4x10110(300V)体积电阻9x10150.cm(300V)中温固化、低温性能好。

二已基三胺

H2N(CH2)6NH(CH2)6NH2

已二胺改性物AMINE248

分子式不详。透明液体,粘度25℃1000-3000cps,每100份标准树脂用4-8份。常温-100C固化。毒性较小、柔性好。

已二胺加合物

CH-2、L2505,分子式不详,胺值160-210,低粘度透明液体,每100份标准树脂用65份。

CH3胺值400-500,低粘度透明液体,每100份标准树脂用60份。

已二胺HDA

H2N (CH2) 6NH2.分子量116,活泼氦当量29,无色片状结晶,熔点42℃,每100份标准树脂用12-15份。毒性大,能常温固化但不好。适用期较短。

三甲基已二胺

分子量158,每100份标准树脂用20-25份。固化:20℃2小时+100℃30分钟或20℃7天。性能:适用期50克25℃45分钟,热变形温度105C,抗弯强度1150kg/cm2,抗拉强度650kg/cm2,伸长率4.4%,冲击强度0.4尺-磅/寸。介电常数(50赫、23℃) 4.0功率因数(50赫、23℃) 0.001体积电阻9x1015Q-cm。

二乙胺DEA

HN (C2H5)2,分子量73,活泼氢当量73,无色液体,每100份标准树脂用12份。具有固化和催化两个反应。聚醚二胺H2N(CH2)nO(CH2CH20)mNH2。
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