环氧树脂固化剂种类大全
环氧树脂固化剂种类大全
一、脂肪多元胺型固化剂环氧树脂固化物具有优良的机械性能、电器性能、耐化学药品性能,因而得到广泛的应用。
固化剂是环氧树脂固化物必需的原料之一,否则环氧树脂就不会固化。
为适应各种应用领域的要求,应使用相应的固化剂。
固化剂的种类很多,现介绍于下: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、有剌激臭味,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2x1016 Ω-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。
环氧树脂固化剂的种类和固化机理
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环氧树脂的固化机理及常用固化剂
环氧树脂的固化机理及其常用固化剂反应机理酸催化反应机理催化剂:质子给予体,促进顺序:酸>酚>水>醇固化剂分类1反应型固化剂▪可与EP分子进行加成,通过逐步聚合反应交联成体型网状结构▪一般含有活泼氢,反应中伴随氢原子转移,如多元伯胺、多元羧酸、多元硫醇和多元酚2催化型固化剂▪环氧基按阳离子或阴离子聚合机理进行固化,如叔胺、咪唑、三氟化硼络合物常见固化剂▪脂肪胺固化剂▪芳香族多元胺▪改性多元胺▪多元硫醇▪酸酐类固化剂1脂肪胺固化剂脂肪胺固化特点:▪活性高,可室温固化▪反应剧烈放热,适用期短▪一般需后固化,室温7d再80-100℃2h ▪固化物热形变温度低,一般80-90℃▪固化物脆性大▪挥发性及毒性大2芳香族多元胺芳香族多胺特点:▪固化物耐热性好,耐化学性机械强度均优于脂肪族多元胺▪活性低,大多加热固化▪氮原子因苯环导致电子云密度降低,碱性减弱,以及苯环位阻效应▪多为固体,熔点高,工艺性差▪液化,低共熔点混合,多元胺与单缩水甘油醚加成3改性多元胺a、环氧化合物加成:▪加成物分子量变大,沸点粘度增加,挥发性与毒性减弱,改善原有脆性b、迈克尔加成:▪丙烯腈与多元胺▪胺的活泼氢对α,β不饱和键能迅速加成▪腈乙基化物降低活性,改善与EP相容性特别有效c、曼尼斯加成:曼尼斯反应(Mannich reaction)为多元胺和甲醛、苯酚缩合三分子缩合。
▪产物能在低温、潮湿、水下施工固化EP▪典型产品T-31:二乙烯三胺+甲醛+苯酚▪适应土木工程用于混凝土、钢材、瓷砖等材料▪粘结的快速修复和加固d、硫脲-多元胺缩合:▪硫脲与脂肪族多元胺加热至100℃缩合放出氨气▪能在极低温下(0℃以下)固化EPe、聚酰胺化:▪9,11-亚油酸与9,12-亚油酸二聚反应▪然后2分子与DETA(二乙烯三胺)进行酰胺化反应挥发性毒性很小▪与EP相容性良好,化学计量要求不严▪固化物有很好的增韧效果▪放热效应低,适用期长,固化物耐热性较低,HDT为60℃左右4多元硫醇▪类似于羟基▪聚硫醇化合物(液体聚硫橡胶)就是典型多元硫醇,单独使用活性很低,室温反应及其缓慢几乎不能进行▪适当催化剂作用下固化反应以数倍多元胺速度进行▪在低温固化更为明显5酸酐类固化剂▪反应速率很慢,不能生成高交联产物,一般不作为固化剂▪低挥发性,毒性低,刺激性低▪反应缓慢,放热量小,适用期长▪固化物收缩率低,耐热性高▪固化物机械强度高,电性能优良▪需加热固化,时间长▪EP常用固化剂,仅次于多元胺主要酸酐:▪顺酐>苯酐>四氢苯酐>甲基四氢苯酐▪六氢苯酐>甲基六氢苯酐▪甲基纳迪克酸酐▪均苯四甲酸二酐▪改性酸酐▪酸酐分子中负电性取代基则活性增强阴/阳离子型催化剂▪催化剂仅仅起催化作用,本身不参与交联▪用量主要以实验值为准▪催化环氧开环形成链增长1常用阴离子催化剂1、叔胺类多用DMP-10(二甲氨基苯酚),DMP-30,酚羟基显著加速树脂固化速率,放热量大适用期短,EP快速固化(24h/25℃)2、咪唑类多用液态2-乙基-4-甲基咪唑(仲胺活泼氢和叔胺),适用期长(8-10h),中温固化,热形变温度高,与芳香胺耐热水平(100℃)相当阳离子型固化剂,路易斯酸链终止于离子对复合2常用阳离子催化剂▪路易斯酸:BF3,SnCl4,AlCl3等,为电子接受体▪BF3使用最多,具有腐蚀性,反应活性非常高一般与胺类或醚类络合物,如三氟化硼-乙胺络合物, BF3:400,为87℃结晶物质,室温稳定,离解温度90℃,离解后活性增大环氧树脂固化的三个阶段▪液体-操作时间:树脂/固化剂混合物仍然是液体适合应用▪凝胶-进入固化:混合物开始进入固化相(也称作熟化阶段),这时它开始凝胶或“突变”成软凝胶物。
环氧固化剂种类及用途
环氧固化剂种类及用途在涂料、粘合剂、密封剂等领域中,环氧固化剂扮演着至关重要的角色。
环氧固化剂是一种能够与环氧树脂发生化学反应,从而促使环氧树脂固化成耐用、坚固的材料的化学品。
不同种类的环氧固化剂具有不同的特性和用途,本文将介绍几种常见的环氧固化剂及其用途。
一、胺类环氧固化剂胺类环氧固化剂是最广泛应用的一种环氧固化剂,常见的有聚酰胺胺、脂肪族胺、芳香族胺等。
胺类环氧固化剂通常具有固化速度快、粘接力强、成膜性好等特点,广泛用于地坪涂料、防腐涂料、粘合剂等领域。
例如,聚酰胺胺固化剂常用于要求固化速度快、耐化学品腐蚀的环氧地坪涂料;而脂肪族胺固化剂则常用于要求耐高温的防腐涂料。
二、酸酐类环氧固化剂酸酐类环氧固化剂是另一类常用的环氧固化剂,常见的有脂肪族酸酐、芳香族酸酐等。
酸酐类环氧固化剂通常具有固化速度慢、耐化学品腐蚀性好、耐高温等特点,广泛应用于电器绝缘漆、粘合剂等领域。
例如,芳香族酸酐固化剂常用于要求固化速度慢、耐高温的电器绝缘漆;而脂肪族酸酐固化剂则常用于要求耐化学品腐蚀的粘合剂。
三、嘧啶类环氧固化剂嘧啶类环氧固化剂是一种新型环氧固化剂,具有固化速度适中、成膜性好、耐候性好等特点,逐渐在涂料、粘合剂等领域中得到应用。
嘧啶类环氧固化剂通常用于要求固化速度适中、耐候性好的环氧涂料。
例如,嘧啶类环氧固化剂常用于户外建筑涂料,能够有效提高涂料的耐候性和装饰效果。
总的来说,不同种类的环氧固化剂具有各自独特的特性和用途,可以根据具体需求选择合适的固化剂。
随着科技的不断发展,环氧固化剂的种类也在不断创新和扩展,为涂料、粘合剂等领域的发展提供了更多可能性。
希望本文能为读者对环氧固化剂有更深入的了解,促进相关领域的技术创新与发展。
环氧树脂固化剂的选择
环氧树脂固化剂的选择
1、固化剂种类:
常用环氧树脂固化剂有脂肪胺、脂环胺、芳香胺、聚酰胺、酸酐、树脂类、叔胺,另外在光引发剂的作用下紫外线或光也能使环氧树脂固化。
常温或低温固化一般选用胺类固化剂,加温固化则常用酸酐、芳香类固化剂。
2、固化剂的用量
(1)胺类作交联剂时按下式计算:
胺类用量=MG/Hn
式中:
M=胺分子量
Hn=含活泼氢数目
G=环氧值(每100克环氧树脂中所含的环氧当量数)
改变的范围不多于10-20%,若用过量的胺固化时,会使树脂变脆。
若用量过少则固化不完善。
(2)用酸酐类时按下式计算:
酸酐用量=MG(0.6~1)/100
式中:
M=酸酐分子量
G=环氧值
(0. 6~1)为实验系数
3、选择固化剂的原则:
固化剂对环氧树脂的性能影响较大,一般按下列几点选择。
(1)、从性能要求上选择:有的要求耐高温,有的要求柔性好,有的要求耐腐蚀性好,则根据不同要求选用适当的固化剂。
(2)、从固化方法上选择:有的制品不能加热,则不能选用热固化的固化剂。
(3)、从适用期上选择:所谓适用期,就是指环氧树脂加入固化剂时起至不能使用时止的时间。
要适用期长的,一般选用酸酐类或潜伏性固化
(4)、从安全上选择:一般要求毒性小的为好,便于安全生产。
(5)、从成本上选择。
环氧树脂固化剂的种类及固化机理汇总!
环氧树脂固化剂的种类及固化机理汇总!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。
01 固化剂的种类碱性类碱性类固化剂 WTF: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。
酸性类酸性类固化剂:包括有机酸、酸酐、和三氟化硼及其络合物。
加成型加成型固化剂: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。
环氧树脂固化剂分类表
环氧树脂固化剂分类表环氧树脂酸酐类固化剂分类表名称简称用量% 状态热变形温度固化与性能备注芳香族酸酐邻苯二甲酸酐PA 50-65白色晶体128℃120℃,24h160℃,4h预热熔融加入固化放热小,适宜浅铸固化物耐酸性好偏苯三甲酸酐TMA 30-40同上168℃150℃,1h180℃,4h易水解,室温使用期3-4天四甲酸二酐PMDA 45-55同上286℃PMDA和MA混合比例0.85:1PMDA和二元醇制成酸性酸酐(2:1)苯酮四羟酸三酐BTDA 25-50同上228℃BTDA和MA混合比例为0.85作为热压层材料,浇铸和密封胶脂环族酸酐顺丁烯二酸酐MA 30-40同上53℃160-200℃,2-4h,加入乙二醇(170℃),甘油(214℃)提高耐适用期为2-3天,固化物硬而脆070#酸酐70-80浅黄液体150℃,4h丁二烯与MA缩聚毒性和挥发性小,粘度低647#酸酐80-90浅黄液体34℃100℃,8h150℃,3h 308#或82#酸酐100-200棕黄稠液体80℃,20h100℃,5h固化物韧性好,抗压强度80MPa,加入三乙醇胺1-3%促进甲基内次甲基四氢邻苯二甲MNA 80淡黄液体160℃120℃,24h 使用寿命长酸内次甲基四氢邻苯二甲酸酐NA 80-90 白色晶体160℃80℃,3h再120℃,室温=250MPa由环戊二烯与MA进行双烯加成反应制解六氢邻苯二甲酸酐HHPA 85同上36℃90℃,2h130℃,4h用2E4BZ促进,其耐水性良好四氢苯二甲酸酐甲基四氢苯二甲酸酐MeTHPA 60-90 其异构体在室温下呈液态十二烷基顺丁烯二酸酐DDSA 100-200淡黄液体100℃,24h再150℃,4h毒性大,耐热性差聚壬二酸酐PAPA 70白色末60℃100℃,12h延伸率和热稳定性好戊二酸酐60-80 56℃固化物性能类似HHPA含卤酸酐四溴苯二甲酸酐140-150白色粉末273-280℃溴含量68.93% 二氯内次甲基四氢苯二甲酸酐HET 100-180同上239℃耐燃性高,适用期极短环氧树脂胺类固化剂分类表一、伯仲胺固化剂用量计算胺用量G= ×K (环氧值) Hn (活泼氢个数)例如:634#的K 为0.4,用乙二胺固化,M=60,四个活泼氢,G=60/4×0.4=6g 。
环氧树脂固化剂的概况
环氧树脂固化剂的概况双酚A环氧树脂的结构稳定,能够加热到200℃不发生变化,其他环氧树脂具有无限使用期,通过固化剂使环氧树脂实现交联反应,由于固化过程中不放出H2O或其他低分子化合物,环氧树脂固化物避免了某些缩聚型高分子在热固化过程中所产生的气泡和界面上的多孔性缺陷。
环氧树脂固化物性能在很大程度上取决于固化剂,其种类繁多。
一、环氧树脂固化剂分类1. 按化学结构分为碱性和酸性两类1.1碱性固化剂:脂肪二胺、多胺、芳香族多胺、双氰双胺、咪唑类、改性胺类。
1.2酸性固化剂:有机酸酐、三氟化硼及络合物。
2. 按固化机理分为加成型和催化型2.1加成型固化剂:脂肪胺类、芳香族、脂肪环类、改性胺类、酸酐类、低分子聚酰胺和潜伏性胺。
2.2催化型固化剂:三级胺类和咪唑类。
二、环氧树脂固化剂的发展我国1998年环氧树脂产量为7.5万吨, 固化剂需求量约为2万吨, 实际的固化剂产量仅为1.2万吨, 生产厂家分布在沿海城市, 如天津、上海、江苏和浙江等地。
例如:脂肪多胺:常州石化厂650吨/年间苯二胺:上海柒化八厂80吨/年T—31改性胺:江苏昆山助剂厂60吨/年低分子聚酰胺:天津延安化工厂200吨/年590#改性胺和593#改性胺:上海树脂厂17吨/年793#改性胺:天津合材所6吨/年SK—302改性胺:江阴颐山电子化工材料厂5吨/年另外:B—系列固化剂,N—苄基二甲胺,DMP—30,801#改性胺,HD—236改性胺,GY—051缩胺,CHT—251改性胺,105#缩胺,810#水下固化剂,NF—841固化剂,703#改性胺等。
三、胺类固化剂1.胺类固化机理1.1一级胺固化机理若按氮原子上取代基(R)数目可分为一级胺、二级胺和三级胺;若按N数目可分为单胺、双胺和多胺;按结构可分为脂肪胺、脂环胺和芳香胺。
一级胺对环氧树脂固化作用按亲核加成机理进行,每一个活泼氢可以打开一个环氧基团,使之交联固化。
芳香胺与脂环胺的固化机理与一级胺相似(伯胺、仲胺和叔胺)①与环氧基反应生成二级胺②与另一环氧基反应生成三级胺③生成的羟基与环氧树脂反应1.2固化促进机理:在固化体系中加入含给质子基团的化合物如苯酚,就会促进胺类固化,这可能是一个双分子反应机理,即给质子体羟基上的固发氢首先与环氧基上的氧形成氢键,是环氧基进一步极化,有利于胺类的N对环氧基Cδ+的亲核进攻,同时完成氢原子的加成。
环氧树脂固化剂分类
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.促成固化反应的物质.二、环氧树脂固化剂分类(一). 按化学结构分为碱性和酸性1碱性固化剂:脂肪二胺、多胺、芳香族多胺、双氰双胺、咪唑类、改性胺类。
2酸性固化剂:有机酸酐、三氟化硼及络合物。
(二) 按固化机理分为加成型和催化型1加成型固化剂:脂肪胺类、芳香族、脂肪环类、改性胺类、酸酐类、低分子聚酰胺和潜伏性胺。
2催化型固化剂:三级胺类和咪唑类。
三、典型环氧树脂固化剂固化机理(一).胺类固化机理1.一级胺固化机理若按氮原子上取代基(R)数目可分为一级胺、二级胺和三级胺;若按N数目可分为单胺、双胺和多胺;按结构可分为脂肪胺、脂环胺和芳香胺。
一级胺对环氧树脂固化作用按亲核加成机理进行,每一个活泼氢可以打开一个环氧基团,使之交联固化。
芳香胺与脂环胺的固化机理与一级胺相似(伯胺、仲胺和叔胺)①与环氧基反应生成二级胺②与另一环氧基反应生成三级胺③生成的羟基与环氧树脂反应2.固化促进机理:在固化体系中加入含给质子基团的化合物如苯酚,就会促进胺类固化,这可能是一个双分子反应机理,即给质子体羟基上的固发氢首先与环氧基上的氧形成氢键,是环氧基进一步极化,有利于胺类的N对环氧基的亲核进攻,同时完成氢原子的加成。
(二).有机酸酐固化剂特点和反应机理酸酐类固化剂优点:1.挥发性小,毒性低,对皮肤的刺激性小;2.对环氧树脂的配合量大,与环氧树脂混熔后粘度低,可以加入较多的填料以改性,有利于降低成本;3.使用期长,操作方便。
缺点::1.由于固化反应较慢,收缩率较小;2.所需的固化温度相对比较高,3.不易改性;4.贮存时易吸湿生成游离酸造成不良影响(固化速度慢、固化物性能下降);5.固化产物的耐碱、耐溶剂性能相对要差一些。
这一类固化反应以有无促进剂的存在分成两种形式(I)、在无促进剂存在时,首先环氧树脂中的羟基与酸酐反应,打开酸酐,然后进行加成聚合反应,其顺序如下:(1)羟基对酸酐反应,生成酯键和羧酸;(2)羧酸对环氧基加成,生成羟基;(3)生成的羟基与其他酐基继续反应。
几种环氧树脂固化剂介绍
几种环氧树脂固化剂介绍D-8 酮醛环氧化合物与脂肪族多元胺加成物,粘度低,固化速度适中,涂料适用期长。
涂装方便,形成的涂膜有良好的防腐性能,但是颜色较深T—31改性胺酚醛-胺加成物,粘度大,固化速度快,可水下固化,但涂膜较脆591#二乙烯三胺一丙烯腈共聚物(B氰乙基化),浅黄色液体,毒性低,放热量小,使用寿命长,需要加热固化,固化条件:80℃,12h;用量为20—25%。
GY—051缩胺浅棕色液体,用量12—14%,固化条件:室温,48小时h。
590#间苯二胺与环氧苯烷苯基醚缩合物棕黑色液体,软化点20℃以下,用量为15—20%,可室温固化。
701#苯酚甲醛己二胺缩合物25—35%,室温固化4—8h。
702#苯酚甲醛间苯二胺缩合物用量23—35%,室温固化4—8h。
703#苯酚甲醛乙二胺缩合物用量为36—42%,室温固化4—8h706#固化剂钛酸三异丙醇叔胺酯棕黄色液体,用量为20—30%,固化:100℃,1 h;142℃,2h。
120# 乙二胺、二乙烯三胺在少量水存在下与环氧乙烷反应。
粘性液体,其挥发性和毒性比乙二胺少1000倍以上。
在室温快速固化环氧树脂,用量16—18%593 #二乙烯三胺与丁基缩水甘油醚的加成物25℃粘度为0.2 Pa.s,活性大,毒性低,室温快速固化环氧树脂,固化物柔性好。
用量为23—25%,与环氧树脂放热反应缓和,使用寿命约1小时。
70#酸酐由丁二烯与顺丁烯二酸酐合成毒性和挥发性小,用量为70—80%,固化条件是150℃,4H。
天津津东化工厂生产的液体酸酐。
浅黄色液体,粘度低。
环氧树脂固化剂
环氧树脂固化剂固化剂1.脂肪族多元胺1.1乙二胺(eda)它由1,2-二氯乙烷(EDC)和氨反应制备。
乙二胺也可以由单乙醇胺(MEA)与氨反应制备。
对于脂肪胺,伯胺基与环氧的反应速度约为仲胺的2倍。
但环氧基与伯胺的反应与生成的仲胺基和环氧基的反应几乎是同时进行的。
伯胺易与空气中的二氧化碳反应生成白色的固体碳酸铵盐,不能与环氧基发生反应,但加热可以放出二氧化碳,可继续反应。
1.2二亚乙基三胺(deta)在25℃下24小时内完全固化,7天内达到最大值。
经过加热和固化,其性能可以进一步提高。
二亚乙基三胺的粘度非常低,与空气接触生产白烟,环氧当量为185的双酚a型环氧树脂其计算用量为11%。
在其化学计算量的当量点附近有最大的交联密度。
而实际用量为化学计算量的75%即可,有助于减少固化放热。
二乙烯三胺固化的环氧树脂具有良好的耐化学性。
二乙烯三胺变性剂:二亚乙基三胺与环氧乙烷(eo)、环氧丙烷(po)的加成物。
生成n,n’-二羟乙基二亚乙基三胺,由于加成物中含有羟基,加速了环氧树脂的固化速度,其适用期比二亚乙基三胺要短。
固化放热温度随羟乙基化程度提高而降低。
且改善了固化剂对树脂的溶解性,降低了固化剂的挥发性和毒性。
但其吸湿性变强。
二亚乙基三胺与丙烯晴的加成反应成为氰乙基化反应,加成后反应活性降低,适用期增长,受湿度的影响也变难。
随着氰乙基化程度的增加,最高放热温度降低,树脂固化物的耐溶剂性得到改善,特别是耐氯化溶剂性能,但固化物电性能有所下降。
二乙烯三胺与甲醛或多聚甲醛之间的反应称为羟甲基化反应。
可制成低毒固化剂,使用周期短,适用于快速固化的要求。
二亚乙基三胺与环氧树脂及单环氧化物反应,生成具有羟基和氨基的胺加成物,由于加成物的分子量较大,挥发性小,没有胺臭味,毒性亦低,与树脂的配合量较多,称量不严格,生成的羟基具有促进其固化的作用,由于胺加成物的粘度高,使适用期变短。
二乙氨基三胺与苯酚和醛的反应为曼尼希反应,三元反应产物为曼尼希碱。
环氧固化剂的种类
环氧固化剂的种类
环氧固化剂是一种化学物质,在环氧树脂中起着固化作用的重要组成部分。
不同种类的环氧固化剂具有不同的物化性质和适用范围,以下是几种常见的环氧固化剂:
1. 脂肪族胺固化剂:这种固化剂常用于常温下固化的环氧树脂,具有反应速度快、固化效果好的优点,但固化后的产品容易出现黄变现象。
2. 芳香族胺固化剂:这种固化剂固化后的环氧树脂具有优异的耐热性、耐化学性和机械性能,但反应速度较慢,需要加热才能达到较好的固化效果。
3. 酸酐固化剂:这种固化剂常用于高温下固化的环氧树脂,具有固化速度快、固化后的产品耐高温性能优异的优点。
4. 多元醇固化剂:这种固化剂常用于水性环氧树脂的固化,具有固化速度快、环保性好的优点,但固化后的产品性能稍逊于其他固化剂。
以上是几种常见的环氧固化剂类型,用户在选择时应根据具体的使用要求和环境条件进行选择。
- 1 -。
环氧树脂固化剂类型
3
酚醛类固化剂
耐热性、耐化学腐蚀性极佳
航空、航天领域的高性能材料
4
潜伏性固化剂
在常温下不反应,需加热或光照等条件引发
胶粘剂、粉末涂料、电封装
4.1
微胶囊型
固化剂被包覆在微胶囊中,需破坏胶囊壳才能释放
长时间储存的胶粘剂
4.2
阻聚剂型
含有阻聚剂,需移除阻聚剂才能开始固化
光固化材料
环氧树脂固化剂类型
序号
固化剂类型
特性描述
应用领域示例
1
胺类固化剂
反应速度快,可低温固化,强度高
涂料、胶粘剂、复合材料
1.1
脂肪胺
活性高,但易挥发,毒性较大
低端涂料、临时粘接
1.2
芳香胺
活性适中,耐热性好
耐高温涂料、结构胶
1.3
聚酰胺
固化速度慢,柔韧性好
涂料、地坪漆
2
酸酐类固化剂
耐热性、电绝缘性优异,但固化条件较苛刻
5
硫醇类固化剂
低温快速固化,但气味较大
某些特殊要求的胶粘剂
6
其他类型
包括咪唑类、脲醛类、异氰酸酯类等
根据具体特性应用于不同领域
环氧树脂固化剂种类大全
环氧树脂固化剂种类大全环氧树脂是一种重要的高分子合成材料,广泛应用于涂料、粘合剂、封装材料等领域。
环氧树脂通过与固化剂发生化学反应形成3D网络结构的交联体,从而获得优异的物理、化学性能。
根据固化剂的不同,环氧树脂固化剂可以分为以下几类:1.胺固化剂胺固化剂是环氧树脂常用的固化剂之一、胺具有与环氧树脂反应活性较高的官能团,能够迅速与环氧树脂进行开环反应,形成交联结构。
根据不同的胺固化剂,可以得到具有不同性质的固化体。
常见的胺固化剂有乙二胺、三乙烯四胺、二乙烯三胺、苯胺等。
2.酸酐固化剂酸酐固化剂具有酸酐官能团,与环氧树脂进行酸酐环化反应,形成环状酯结构,从而固化环氧树脂。
酸酐固化剂的固化过程需要通过加热来加速反应速率。
常见的酸酐固化剂有马来酸酐、酞酸酐等。
3.酸碱固化剂酸碱固化剂是通过酸碱中和反应来固化环氧树脂的固化剂。
酸碱固化剂具有酸性团和碱性团,加入环氧树脂后,酸和碱中和反应,生成盐类化合物,从而实现固化。
常见的酸碱固化剂有胺与有机酸的盐类、有机酸与有机碱的盐类等。
4.酚酸固化剂酚酸固化剂是通过酚与酸的缩聚反应来固化环氧树脂的固化剂。
酚酸固化剂的固化反应需要通过加热来加速反应速率。
常见的酚酸固化剂有环状酚酸酐、脂肪酸与多元酚的缩聚产物等。
5.其他固化剂除了上述几类常见的固化剂外,还有一些其他类型的固化剂,如丙烯酰氨基填料、季铵盐类固化剂等。
这些固化剂都有着特定的固化机理和应用领域。
总结起来,环氧树脂固化剂种类繁多,根据化学结构和固化机理的不同,可以分为胺固化剂、酸酐固化剂、酸碱固化剂、酚酸固化剂、以及其他类型的固化剂。
不同的固化剂能够给予环氧树脂不同的性能和应用特点。
在实际应用中,需要根据具体的需求选择合适的固化剂来配制环氧树脂体系。
环氧树脂的固化剂
环氧树脂的固化剂双酚A环氧树脂的结构稳定,能够加热到200℃不发生变化,其他环氧树脂具有无限使用期,通过固化剂使环氧树脂实现交联反应,由于固化过程中不放出H2O或其他低分子化合物,环氧树脂固化物避免了某些缩聚型高分子在热固化过程中所产生的气泡和界面上的多孔性缺陷。
环氧树脂固化物性能在很大程度上取决于固化剂,其种类繁多。
一、环氧树脂固化剂分类1.按化学结构分为碱性和酸性两类1.1碱性固化剂:脂肪二胺、多胺、芳香族多胺、双氰双胺、咪唑类、改性胺类。
1.2酸性固化剂:有机酸酐、三氟化硼及络合物。
2.按固化机理分为加成型和催化型2.1加成型固化剂:脂肪胺类、芳香族、脂肪环类、改性胺类、酸酐类、低分子聚酰胺和潜伏性胺。
2.2催化型固化剂:三级胺类和咪唑类。
二、环氧树脂固化剂的发展我国1998年环氧树脂产量为7.5万吨,固化剂需求量约为2万吨,实际的固化剂产量仅为1.2万吨,生产厂家分布在沿海城市,如天津、上海、江苏和浙江等地。
例如:脂肪多胺:常州石化厂650吨/年间苯二胺:上海柒化八厂80吨/年T—31改性胺:江苏昆山助剂厂60吨/年低分子聚酰胺:天津延安化工厂200吨/年590#改性胺和593#改性胺:上海树脂厂17吨/年793#改性胺:天津合材所6吨/年SK—302改性胺:江阴颐山电子化工材料厂5吨/年另外:B—系列固化剂,N—苄基二甲胺,DMP—30,801#改性胺,HD—236改性胺,GY—051缩胺,CHT—251改性胺,105#缩胺,810#水下固化剂,NF—841固化剂,703#改性胺等。
三、胺类固化剂1.胺类固化机理1.1一级胺固化机理若按氮原子上取代基(R)数目可分为一级胺、二级胺和三级胺;若按N数目可分为单胺、双胺和多胺;按结构可分为脂肪胺、脂环胺和芳香胺。
一级胺对环氧树脂固化作用按亲核加成机理进行,每一个活泼氢可以打开一个环氧基团,使之交联固化。
芳香胺与脂环胺的固化机理与一级胺相似(伯胺、仲胺和叔胺)①与环氧基反应生成二级胺②与另一环氧基反应生成三级胺③生成的羟基与环氧树脂反应1.2固化促进机理:在固化体系中加入含给质子基团的化合物如苯酚,就会促进胺类固化,这可能是一个双分子反应机理,即给质子体羟基上的固发氢首先与环氧基上的氧形成氢键,是环氧基进一步极化,有利于胺类的N对环氧基Cδ+的亲核进攻,同时完成氢原子的加成。
环氧树脂和固化剂种类
环氧树脂和固化剂种类用于环氧树脂的固化剂虽然种类繁多,但是大体上可分为两类。
一类是可与环氧树脂进行合成,并通过逐步聚合反应的历程使它交联成体型网状结构。
这类固化剂又称反应性固化剂,一般都含有活泼的氢原子,在反应过程中伴有氢原子的转移,例如:多元伯胺、多元羧酸、多元硫醇和多元酚等。
另一类是催化性的固化剂,它可引发树脂分子中的环氧基按阳离子或阴离子聚合的历程进行固化固化反应,例如叔胺、三氟化硼络合物等。
两类固化剂都是通过树脂分子结构中具有的环氧基或仲羟基的反应完成固化过程的固化剂种类:常用环氧树脂固化剂有脂肪胺、脂环胺、芳香胺、聚酰胺、酸酐、树脂类、叔胺,另外在光引发剂的作用下紫外线或光也能使环氧树脂固化。
常温或低温固化一般选用胺类固化剂,加温固化则常用酸酐、芳香类固化剂。
固化剂酸酐类是固态稀释剂的选择其作用是降低粘度,改善树脂的渗透性。
稀释剂可分惰性及活性二大类,用量一般不超过30%。
常用稀释剂如下:活性稀释剂名称牌号用途备注二缩水甘油醚600 ~30% 需多加计算量固化剂多缩水甘油醚630 同上同上环氧丙烷丁基醚660 ~15% 同上环氧丙烷苯基醚690 同上同上二环氧丙烷乙基醚669 同上同上三环氧丙烷丙基醚662 同上同上惰性稀释剂名称用量备注二甲苯~15% 不需多加固化剂甲苯同上同上苯同上同上丙酮同上同上在加入固化剂之前,必须对所使用的树脂、固化剂、填料、改性剂、稀释剂等所有材料加以检查,应符合以下几点要求:(1)、不含水份:含水的材料首先要烘干,含少量水的溶剂应尽量少用。
(2)、纯度:除水份以外的杂质含量最好在1%以下,若杂质在5-25%时虽也可使用权,但须增加配方的百分比。
少量使用时用试剂级较好。
(3)、了解各材料是否失效。
填料的选择填料的作用是改善制品的一些性能,并改善树脂固化时的散热条件,用了填料也可以减少环氧树脂的用量,降低成本。
因用途不同可选用不同的填料。
其大小最好小于100目,用量视用途而定。
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一、脂肪多元胺型固化剂环氧树脂固化物具有优良的机械性能、电器性能、耐化学药品性能,因而得到广泛的应用。
固化剂是环氧树脂固化物必需的原料之一,否如此环氧树脂就不会固化。
为适应各种应用领域的要求,应使用相应的固化剂。
固化剂的种类很多,现介绍于下: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、有剌激臭味,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 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℃功率因数〔50赫、23℃体积电阻2x1016 Ω-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 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DPTA H2N〔CH2〕3 NH〔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响,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:60-70℃4小时。
性能:适用期50克25℃4小时,热变形温78-94℃,抗压强度920-1050kg/cm2,抗拉强度480-640kg/cm2,冲击强度洛氏硬度90-98。
介电常数〔50赫、23℃功率因数〔50赫、23℃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1150kg/cm2,冲击强度20Kg-cm/cm2 tg δ0.0009(23℃,100C/S〕Ω〔300V〕体积电阻9x1015Ω.cm〔300V〕中温固化、低温性能好。
二已基三胺H2N〔CH2〕6 NH〔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-100℃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 活泼氢当量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105℃,抗弯强度1150kg/cm2,抗拉强度650kg/cm2,伸长率4.4%,冲击强度。
介电常数〔50赫、23℃功率因数〔50赫、23℃体积电阻9x1015 Ω-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响。
聚醚二胺H2N〔CH2〕nO〔CH2CH2O〕mNH2二、脂环多元胺型固化剂二氨甲基环已烷1,3 BAC C260 〔H2NCH2〕2C6H8 棕色液体每100份标准树脂用18份该环状多元胺在常温下不能完全固化,需进展后固化80-150℃,得HDT达150℃左右。
常需加促进剂:叔胺、亚磷酸三苯酯、水杨酸、甲酚等。
孟烷二胺MDA 〔CH3〕〔H2N〕C6H8 C〔CH3〕2NH2 分子量169 浅黄色液体每100份标准树脂用6-22份加温固化80-130℃2小时-30分钟适用期50克25℃长8-16小时。
热变形温度148-158℃抗弯强度1050-1190kg/cm2,抗压强度710kg/cm2,抗拉强度610kg/ cm2,伸长率2.9%,冲击强度洛氏硬度105。
粘度低、适用期长。
加热迅速固化,毒性小。
氨乙基呱嗪AEP H2NC2H4N2C4H9 分子量129 活泼氢当量43 无色液体每100份标准树脂用13-23份常温-200℃固化3天-30分钟适用期50克25℃30分钟,热变形温度100-12 0℃抗压强度590kg/cm2,抗拉强度610kg/cm2,伸长率8.8%,冲击强度洛氏硬度95-105。
可常温固化、放热量大、适用期短。
耐冲击性好六氢吡啶HHP NC5H11 分子量85 活泼氢当量85 无色液体每100份标准树脂用5-7份异佛尔酮二胺IPDA 〔CH3〕2 C6H3〔CH3〕〔CH2NH2〕分子量169 无色液体每100份标准树脂用24份固化80℃4小时+150℃4小时、常温24小时。
性能:适用期400克25℃7 5分钟或50℃10-15分钟,马丁耐热135℃,(热变形温度149℃) 抗弯强度1250kg/cm2,冲击强度17Kg-cm/cm2 抗X强度730 kg/cm2,tg δ0.002(25℃,100C/S〕外表电阻大於1012Ω〔1000V〕体积电阻大於1016Ω.cm〔1000V〕介电常数〔50赫23℃功率因数〔50赫23℃中温固化、低温性能好。
二氨基环已烷DAHM 〔NH2〕2 C6H4 分子量112 无色液体活泼氢当量28 每100份标准树脂用14-16份固化常温7天、70℃、2小时。
二氨甲基环已基甲烷DAMHM C-260 [〔NH2〕〔CH3〕C6H4 ]2CH2 分子量232 活泼氢当量58 无色液体每100份标准树脂用33份固化80℃2小时+150℃2小时热变形温度130-15 0℃抗弯强度1070kg/cm2,抗X强度770 kg/cm2,介电常数〔50赫23℃功率因数〔50赫2 3℃体积电阻大於2x1016Ω.cm二氨基环已基甲烷DACHM [〔NH2〕C6H4 ]2CH2 分子量206 熔点40℃每100份标准树脂用30份固化60℃3小时+150℃2小时。
三、芳香胺类型固化剂间苯二胺m-PDA MPD 〔NH2〕2C6H4 分子量107 白色结晶〔黑色固体?〕熔点62℃每100份标准树脂用14-16份固化60℃2小时+150℃2小时适用期500克50℃热变形温度150℃抗弯强度1050kg/cm2,抗压强度710kg/cm2,抗拉强度540kg/cm2,伸长率3.0%,冲击强度洛氏硬度108。
介电常数〔50赫23℃功率因数〔50赫23℃耐热、耐腐蚀性优,电性能好,毒性小。
因是固体,使用不方便,与树脂加热混合时需注意防止凝胶。
间苯二甲胺MXDA 〔NH2CH2〕C6H4 分子量135 无色液体每100份标准树脂用16-18份固化常温24小时+70℃1小时或常温4天。
适用期100克25℃50分钟热变形温度130-150℃抗弯强度1200kg/cm2,抗压强度1030kg/cm2,抗拉强度720kg/cm2,伸长率6.7%,介电常数〔50赫23℃功率因数〔50赫23℃体积电阻大於2x1016Ω.cm 可常温固化耐热、耐腐蚀性优,电性能好,毒性小。
固化温度低、粘度低、毒性小,适用期长、耐溶剂性好。
它易吸收空气中的二氧化碳是造成制品气泡的原因。
二氨基二苯基甲烷DDM HT-972 DEH-50 [〔NH2〕〔CH3〕C6H4 ]2CH2 分子量196 活泼氢当量49 白色结晶长期暴露在日光下呈褐色熔点89℃每100份标准树脂用25-30份固化60℃2小时+150℃2小时。
适用期500克50℃3小时热变形温度145-150℃抗弯强度1190kg/cm2,抗压强度710kg/cm2,抗拉强度550kg/cm2,伸长率4.4%,冲击强度洛氏硬度106。
介电常数〔50赫23℃功率因数〔50赫23℃体积电阻大於1015Ω.cm 耐热、耐腐蚀性优,电性能好,毒性小。
耐热、机械强度高。
因是固体,使用不方便,与树脂加热混合时需注意防止凝胶。
二氨基二苯基砜DDS HT-976 [〔NH2〕C6H4 ]2SO2 分子量248 活泼氢当量62 熔点17 5℃每100份标准树脂用35-40份固化130-150℃3天-2小时。
适用期500克130℃通常以BF3-胺络合物为促进剂〔用量为0.5-2%) 热变形温度175-190℃抗弯强度1220kg/cm2,抗压强度710kg/cm2,抗拉强度580kg/cm2,伸长率3.3%,冲击强度洛氏硬度110。
耐热、耐腐蚀性优,电性能好,毒性小。
反响慢。
耐热175℃。
间氨基甲胺MAMA 〔NH2〕〔CH2NH2〕C6H4 分子量123 熔点38℃每100份标准树脂用14-18份固化130-150℃3天-2小时。
断裂伸长率高。
联苯胺〔NH2〕C6H4 C6H4 〔NH2〕4-氯邻苯二胺CPDA 〔NH2〕2C6H3 CL苯二甲胺三聚体GY-51 CH-2 粘度60℃2000-6000cps 每100份标准树脂用30-60份固化常温-60℃7天-1小时。
毒性低。
WA-060 CH-3 粘度60℃6000-10000cps 每100份标准树脂用30-60份固化常温-60℃7天-1小时。