苯甲醛改性双氰胺环氧固化剂的研究
甲醛改性双氰胺水性环氧树脂潜伏性固化剂的研制_周建萍
甲醛改性双氰胺水性环氧树脂潜伏性固化剂的研制周建萍1,曾庆煜1,曹万荣2,狄宁宇2(1.南昌航空大学材料学院高分子材料与工程系,南昌330063;2.浙江荣泰科技企业有限公司,浙江嘉兴314007)摘 要:合成了一种新型的甲醛改性双氰胺水性环氧树脂潜伏性固化剂,对反应条件进行了优化,采用差热分析(DTA )研究了其固化E -51环氧树脂的固化性能,并对其配制的水性环氧涂料的漆膜性能进行了研究。
研究结果表明:改性双氰胺固化环氧树脂的固化温度为138e ;其配制的单组分水性环氧涂料乳液稳定性好,以3000r/m i n 离心30m i n 不分层,乳液粒径为0136L m,室温有4个月的贮存期,该水性涂料漆膜性能优良。
关键词:水性环氧树脂;潜伏性固化剂;双氰胺;改性;贮存期中图分类号:TQ 63014+93 文献标识码:A 文章编号:0253-4312(2010)12-0013-04Preparation of Latent Curi ng Agents for W aterborne Epoxy viaM odification of D icyandi a m i de w ith For mal dehydeZhou Ji a nping 1,Zeng Q ingyu 1,C ao W anr ong 2,D iN ingyu2(1.S chool of M ater i al Science and Engineer in g,N anchang H angk ong Universit y,N anchang 330063,Ch i na ;2.Zhej i ang Rongtai T ec hnical Industry Co.Ltd ,J i ax ing Zhej i ang ,314007,China )Abstract :A k i n d of latent curing agent for w ater bor ne epoxy w as synthesized by m od ify i n g dicyand ia -m ide w ith for m a l d ehyde .The m od ification conditions w ere opti m ized and the curi n g properties of the pr od -ucts w ere characterized by DTA.A sing le-co m ponentw ater bor ne epoxy e m ulsion w as prepared and t h e bas -ic properties of its cured fil m w ere st u died .Results sho w ed t h at the curing te m perature is 138e when epoxy resi n w as cured w ith the synthesized latent cur i n g agen.t The partic le size o f the w aterbased epoxy resi n e -m ulsi o n is about 0136L m and w ill not be separated at 3000r/m i n centrifugation for 30m in and has a stor -age period up to 4m onths at a m bient te m perature .Its cured pa i n ts have good fil m properties .K ey W ords :w ater borne epoxy resi n ;latent curi n g agen;t dicyandia m i d e ;m odificati o n ;storage per i o d[基金项目]嘉兴市科技局资助项目(2008AZ1013)作者简介:周建萍(1971)),女,博士,副教授,主要从事功能材料的研究。
甲醛改性双氰胺水性环氧树脂潜伏性固化剂的研制
Pr pa a i n o t n e r to f La e t Curng Ag nt o a e bo n i e s f r W t r r e Epo y v a x i
M o i c to f Di y ndi m i t r a d hy e df ain o c a i a de wih Fo m l e d Z o i pn Z n igu , a no g ,D igu h uJ n ig , e gQ ny C oWarn i ny a N
( .Sh o o t il c neadE gnen , aca gH n kn n e i , aca g3 0 6 ,C ia 1 colfMae a S i c n nier g N nh n ag ogU i r t N nh n 30 3 hn ; r e i v sy
mi e wih f r l h d . T d fc to o iin r p i z d a d t e c rn r p ri s o h r d— d t o made y e he mo i a in c nd t s we e o tmie n h u i g p o e t ft e p o i o e u t r h r ce ie y DTA.A ig e—c mp n ntwa e b r e e x mu so spr p r d a h a ・ cs we ec a a t rz d b sn l o o e tr o n po y e lin wa e a e nd t e b s i o e t so t urd f m r t d e c pr p ri fisc e l wee su i d.Re u t h we h tt e c rngt mpea u ei 8 c e i s lss o d t a h u i e r t r s 1 c whe p x 3 neoy r sn wa u e t h y t e ie ae tc rn g nt Th a il ie o h tr a e p x e i — e i sc r d wih t e s n h sz d lt n u i g a e . e p r c e sz ft e wa e b s d e o y r sn e t mu so s a o t0. 6 I a d wiln tb e a a e t3 00 /mi e ti a in f r3 i n a t r lin i b u 3 xm n l o e s p r t d a 0 r n c n rf to o 0 r n a d h s a so — ug a a e pe id u o4 mo t s a mbin e e au e Isc r d p i t v o d fl p o e te . g ro p t n h ta e ttmp r t r . t u e a n sha e g o m r p ri s i Ke o , wa ebo n p x e i yW , ds: t r r e e o y r sn;l t n u ig a e t iy n imi e;mo i c t n;so a e p ro ae tc rn g n ;d e a d a d df ai i o tr g e i d
环氧/双氰胺固化体系的研究
文志红. 环氧 / 双氰胺固化体系的研究
环氧 / 氰胺 固化体 系 的研 究 双
文 志红
( 天津科 技 大学 材料 科学 与化 学工程 学 院 ,天津
30 5 ) 04 7
摘要 :以环氧 F 1 一5 /双氰胺制作粘合剂 ,研 究 了双氰胺经化学、物理改性后在体 系中的溶 解性。还研 究了在加入不 同促进剂 品种及 用量 、溶剂等 因素对环氧/ 双氰胺体 系的储存稳定性 、固
从表 3 的测 试 结果可 以看 出, 氧树 脂 中加 入 环 促进 剂 ,在 无 溶剂 体系 中储 存期 全部 变短 ,而 在
有溶 剂体 系 中储存 期有 不 同程 度 的延 长 。这是 由 于发 生 了热 效 应 。在 无 溶剂 体系 中 因部分 交联 而
中配方 4即加 入 1 %的 K 促 进剂 在 10 . 5 A 6 ℃时 的
及改变体系粘度和加入助剂等手段,使其长期均
匀悬 浮达到 均匀 高温 固化 的 目的 。
2 0 .0. 0 9N 6
文志红.环氧 /双氰胺固化体系的研究
表 3促进剂对 固化条件 、溶解性及贮存期 的影响
3
注:1 +” “ 为固化 ,“ 为没有 固化 ;2环氧树脂 :双氰胺/( 一” 质量 比)= 0 :9 10 ;3 储存期温度为室温 。
N H H N一 2 N + c 。+ H H l- Nc一 . - H - NC一 N H—— C H + 2 H 0
—
—
作者简介 :文志红 ( 9 0 ),女 ,助理 实验 员,主要从事高分子涂料 的合成 、高分子材料的化学及物理性能测试 、 16 一
表征 。 一
2
糠醛改性双氰胺的制备及性能研究
糠醛改性双氰胺的制备及性能研究将制备了一种新型糠醛改性双氰胺潜伏型固化剂。
研究了反应液的pH值和糠醛与双氰胺配比对糠醛改性双氰胺收率的影响。
结果表明,当反应液的pH=1,n(糠醛):n(双氰胺)=1:1.5时,反应收率为91.2%。
用硬度表征了涂膜的固化性能,糠醛改性双氰胺与环氧树脂较佳质量比为1:5,糠醛改性双氰胺可使固化温度降至130 ℃,固化20 h,硬度可达8 H。
糠醛改性双氰胺的潜伏性与双氰胺相同。
标签:糠醛;双氰胺;环氧树脂;硬度;潜伏性中国分类号:TQ314.256 文献标识码:A 文章编号:1001-5922(2016)10-0042-04双氰胺作为环氧树脂潜伏型固化剂具有优异的性能。
但其与环氧树脂相容性较差,固化温度高出很多器件和生产工艺所能承受的温度,使用范围受到限制[1]。
苯胺改性双氰胺[2]、邻甲苯胺改性双氰胺[3]、间甲苯胺改性双氰胺[4~5]、对甲苯胺改性双氰胺[6]、苯胺和甲醛改性双氰胺[7]以及环氧基改性双氰胺[8]等都能不同程度降低固化温度,但同时都使潜伏性明显降低,部分改性产品收率分别为:苯胺改性双氰胺的收率为88.35%[2]、邻甲基苯胺改性双氰胺的收率为87.01%[3]、间甲苯胺改性双氰胺的收率为62.45%[9]和对甲苯胺改性双氰胺的收率为88%[6]。
只有苯甲醛改性双氰胺的潜伏性与双氰胺相同,固化温度比双氰胺降低了30 ℃。
但收率仅为65.67%[10],明显低于大多数芳胺类改性双氰胺收率,使改性成本提高,不利于实现工业化。
本研究对糠醛改性双氰胺进行了研究,该改性固化剂的潜伏性与双氰胺相同,固化温度明显降低,收率达90%以上,且糠醛价格比苯甲醛低。
因此,糠醛改性双氰胺是一种有工业化价值的潜伏型固化剂。
1 实验部分1.1 主要试剂与仪器双氰胺,分析纯,天津市大茂化学试剂厂;糠醛,分析纯,天津市福晨化学试剂厂;浓盐酸,分析纯,沈阳市新华试剂厂;环氧树脂(E-51),中国无锡树脂厂;丙酮,国药集团化学试剂有限公司。
改性双氰胺-甲醛絮凝剂的合成与应用研究的开题报告
改性双氰胺-甲醛絮凝剂的合成与应用研究的开题报告题目:改性双氰胺-甲醛絮凝剂的合成与应用研究一、研究背景与意义水是人类生存和发展的必需品,但随着人类的发展,工业、农业、生活等各种活动都会排放大量的废水,其中含有各种有机和无机污染物。
这些废水如果直接排放会严重破坏水环境,导致水资源的浪费,甚至威胁人类健康。
因此,对水的污染物进行有效处理和净化成为了一项重要的任务。
目前,常用的水处理技术有生物处理、化学处理等。
其中,絮凝技术是一种广泛应用的化学处理方法,它可以将废水中的悬浮物和胶体粒子凝聚成较大的团块,从而方便沉淀和过滤,进而达到净化水的目的。
传统的絮凝剂使用铝盐和铁盐,但由于它们的活性较强,处理后的废水中可能会含有较高的铝和铁离子,对环境和人体健康有害。
因此,研究一种环境友好型的絮凝剂对于水处理行业的发展至关重要。
改性双氰胺-甲醛絮凝剂是一种新型的絮凝剂,具有良好的稳定性、高效性、良好的洁净度等优点。
本研究旨在合成改性双氰胺-甲醛絮凝剂,并对其进行表征和应用性能研究,为推广环保型絮凝剂提供理论和实践支持。
二、研究内容和方法(一)研究内容:1.合成改性双氰胺-甲醛絮凝剂;2.研究改性双氰胺-甲醛絮凝剂的物理化学性质;3.研究改性双氰胺-甲醛絮凝剂对水处理的效果;4.分析改性双氰胺-甲醛絮凝剂的应用前景。
(二)研究方法:1.根据文献资料,选择合适的材料和方法进行合成;2.通过SEM、FTIR、UV-vis等测试方法,对改性双氰胺-甲醛絮凝剂进行表征;3.采用试验室模拟实验方法,研究改性双氰胺-甲醛絮凝剂对不同水体的净化效果;4.结合实验结果,评估改性双氰胺-甲醛絮凝剂在水处理行业的应用前景。
三、研究进展与计划(一)研究进展:1.查阅文献,对改性双氰胺-甲醛絮凝剂的制备方法和应用进行了初步了解;2.对改性双氰胺-甲醛絮凝剂的合成方法进行了思考和探索;3.初步确定了改性双氰胺-甲醛絮凝剂的表征方法;4.制定了以下研究计划。
改性双氰胺研究进展
改性双氰胺研究进展南巡;周宇;凌辉;蒋文革【摘要】针对双氰胺固化温度较高、在环氧树脂中分散不均等缺点,综述了物理和化学改性方法对双氰胺固化反应活性和储存性能的影响,结合双氰胺的固化机理,分析了双氰胺的改性原理,展望了其未来的发展方向.【期刊名称】《宇航材料工艺》【年(卷),期】2019(049)002【总页数】4页(P7-10)【关键词】双氰胺;环氧树脂;化学改性;物理改性【作者】南巡;周宇;凌辉;蒋文革【作者单位】航天材料及工艺研究所,北京 100076;航天材料及工艺研究所,北京100076;航天材料及工艺研究所,北京 100076;航天材料及工艺研究所,北京100076【正文语种】中文【中图分类】TP330 引言作为一种潜伏性能优良的环氧树脂固化剂,双氰胺在环氧预浸料中应用极为广泛,双氰胺与树脂混合后的产物室温潜伏期超过6 个月,且固化产物拥有极为优异的化学稳定性、力学性能和电性能等。
但双氰胺在实际应用中存在很大缺陷,主要有:⑴固化温度较高(双氰胺单独固化环氧树脂时,固化温度高达175-185℃,这并不能满足工业上要求的尽可能在150℃以下完全固化的要求[1];⑵在环氧树脂中溶解性较差,易结块,所以与树脂混合前必须研磨至一定粒径(粒径低于5 μm,才能在树脂体系中分散较为均匀,从而对固化产物性能的影响较小),且制备的双氰胺/环氧树脂体系室温静置一段时间后,可能会发生双氰胺析出等现象,从而对产品质量产生不良影响[2]。
导致这些问题的原因主要有:⑴双氰胺本身熔点过高,在207~209℃才能熔化,这源于双氰胺分子结构中氰基的强极性,使得双氰胺具有很强的结晶性从而造成过高的熔点;⑵双氰胺分子结构中的强吸电子基团如—CN、—(C—N)—等减弱了末端氨基上的电子云密度,使得氨基上氢的反应活性明显下降,从而严重削弱双氰胺的固化反应活性;⑶双氰胺与环氧树脂结构极性差异较大,彼此相容性差,所以很容易发生相分离。
4苯胺改性双氰胺衍生物潜伏性固化剂的合成及性能
在一定条件下合成产物的熔点如下:
实验种类
熔程/℃
双氰胺
207~210
对甲苯胺
42~44
产物1
231.5~232.5
产物2
231.5~232.5
产物3 产物平均熔程
232.0~233.O 231.7~232.7
从以上结果可看出,实验所合成的对甲苯胺改
性双氰胺衍生物具有较高的熔点,并且熔程较窄,说
明该化合物纯度很高。
关键词:双氰胺;对甲苯胺;潜伏性固化剂}合成 中圈分类号:TQ314.256 文献标识码:A文章编号:1001—5922(2004)04一0017一03
双氰胺是一种被广泛应用且具有优良潜伏性能 的环氧树脂固化剂,但其应用的最大缺点是固化温 度过高(单独用双氰胺作环氧树脂固化剂时,其固化 温度高达150~170℃),因而不能适应许多成型的 生产工艺要求。国内外已有一些对双氰胺改性以降 低其固化温度的报道[1 ̄5],所采取的主要途径为寻 找一种有效的促进剂,在不太影响双氰胺适用期和 使用性能的前提下,降低其固化温度。本文采用对 甲苯胺改性双氰胺的方法,在双氰胺分子中引入活 性的胺类基团,制备了一种新型的双氰胺衍生物,对 其合成工艺条件进行了研究,同时初步研究了其对 环氧树脂的固化。
究[J].化学与粘合,1999(2):64—65,68. [3]金志红.改性双氰胺的制备及凝胶实验[J].广东化工,
1996(1):21. [4]焦剑,蓝立文.金属配合物促进双氰胺固化环氧树脂研
究[J].材料工程,1999(10):27—30. [5]陈平,费敏明.双氰胺一环氧树脂体系固化反应及固化
由图3可知,产物中苯环上甲基的3个氢原子 为同一类型,谱峰在化学位移艿=2.196处;而苯环 上有2种类型的氢原子,均为2重峰,谱峰分别出现 在艿=6.981~7.008和艿=7.084~7.111处;而产 物中N原子上所连的H原子被溶剂DzO中的D所 交换,在谱图中表现为8—4.673处出现了一个很大 的峰。
间甲苯胺双氰氨衍生物
第27卷 第8期2005年8月武 汉 理 工 大 学 学 报JOURNALOFWUHANUNIVERSITYOFTECHNOLOGYVol.27 No.8 Aug.2005间甲苯胺改性双氰胺衍生物的合成陈连喜,张惠玲,刘全文,雷家珩(武汉理工大学理学院,武汉430070)摘 要: 合成了一种新型的潜伏性环氧树脂固化剂———间甲苯胺改性的双氰胺衍生物,讨论了反应条件对合成的影响,并通过熔点测定、红外光谱法对其进行了表征。
初步的固化实验和力学性能实验结果表明,这种固化剂具有较好的固化性能,复配制成的单组分固化体系具有较长的贮存期。
关键词: 双氰胺; 间甲苯胺; 潜伏性固化剂; 合成中图分类号: O623.738文献标志码: A 文章编号:1671-4431(2005)08-0011-03SynthesesofCuringAgentModifiedDicyandiamidebym-ToluidineCHENLian-xi,ZHANGHui-ling,LIUQuan-wen,LEIJia-heng(SchoolofSciences,WuhanUniversityofTechnology,Wuhan430070,China)Abstract: Anewkindoflatentcuringagentforepoxyresin,thedicyandiamidemodifiedbym-Toluidinewassynthesizedunderdifferentconditions.Theproductwascharacterizedbymeltingpoint,IRspectrum.Theresultsofthecuringexperimentsindicatethatthenewcuringagenthasimprovedcuringperformance,andthesystemofone-componentepoxyresinpossessesalongstoragelifeatroomtemperature.Keywords: dicyandiamide; m-Toluidine; curingagent; synthesis收稿日期:2005-04-23.作者简介:陈连喜(1964-),男,副教授.E-mail:clx@mail.whut.edu.cn环氧树脂是一类具有良好粘接性能的热固性高分子材料,由于同时具有好的介电性能、化学稳定性、加工性,使其在胶粘剂、涂料、电子、电器和航空航天等领域得到广泛的应用。
芳香胺改性双氰胺_环氧树脂体系的固化特性
表 !" 不同组成的芳香胺改性双氰胺 # 环氧树脂 $%&& 体系的固化反应放热量 固化体系 组成 %! ’ %&& "& ’ %&& "" ’ %&& "! ’ %&& "+ ’ %&& ,& ’ %&& ,! ’ %&& !" " %!?# , %??# + "&!# @ "%+# * "%!# ? "%,# @ %$?# + !" # %+!# , %$!# ! "&+# ! ""%# ? "%$# @ "%!# ? %$,# , !"$ %@"# + %$&# @ "%&# ! "%?# @ "%!# " "%"# ! %$?# , < ・ = >%
文章编号: @&A@?’’>& ( "%%& ) %#?%#"&?%!
芳香胺改性双氰胺 ! 环氧树脂体系的固化特性
陈连喜,张惠玲,刘全文,王$ 钧
( 武汉理工大学 理学院,湖北 武汉 #>%%A% )
$ $ 摘$ 要:通过化学改性方法由苯胺、 对甲苯胺和间甲苯胺与双氰胺反应合成了改性双氰胺, 并以其作为环氧树 脂潜伏性固化剂, 采用差示扫描量热法 ( H4I) 和红外光谱法 ( JK?LM ) 研究了芳香胺改性双氰胺 N 环氧树脂 6?## 体 系的固化反应) 结果表明芳香胺改性双氰胺与双氰胺相比, 具有较高的固化反应活性, 可使环氧树脂 6?## 固化反 应的温度降低至低温范围 ( @@% = @"% O ) , 而且芳香胺改性双氰胺 N 环氧树脂 6?## 体系也具有较好的贮存稳定性) 同时对芳香胺改性双氰胺固化环氧树脂 6?## 的反应机理进行了初步探讨) 关$ 键$ 词:芳香胺;改性双氰胺;环氧树脂;差示扫描量热;红外光谱 中图分类号:KP >">) !$ $ $ 文献标识码: ;
改性双氰胺固化环氧树脂的研究
改性双氰胺固化环氧树脂的研究焦剑.蓝立文宁荣昌摘要采用一种改性双氰胺作为环氧树脂的固化剂,研究了该固化剂在环氧树脂和丙酮—酒精混合溶剂中的溶解性,发现它可以在加热时溶解于这两种物质中。
利用差动热分析(DSC)、红外分析(IR)和凝胶特性的测试,研究了该固化剂在促进剂存在时对环氧树脂的固化反应,并测试了其固化产物的物理—力学性能。
结果表明,它比未改性的双氰胺对环氧具有更高的反应活性和较低的固化温度,固化产物的耐热性能和水煮后的各项性能也有所提高。
关键词环氧树脂,改性双氰胺,固化,溶解性引言双氰胺作为环氧树脂的固化剂有优异的潜伏性,固化产物有较好的机械性能和电性能。
但双氰胺在普通溶剂中难以溶解,必须将它细化为粒度达到5..以下,才能使固化产物有良好的性能[1]。
这给国内大量采用的湿法成型预浸料带来了工艺上的困难。
因而对双氰胺进行改性使之能溶于低沸点溶剂中,对于复合材料的生产有重要的意义。
国内外对此已有一些报道[1~3],如双氰胺和甲醛的反应产物,和芳香胺类的加成产物,双氰胺钠和1,5-二氨基-2-甲基戊烷盐酸的反应产物等。
本文采用了一种苯胺—甲醛改性的双氰胺,它在某些低极性溶剂中有良好的溶解性,可以方便地制作预浸料,并且采用这种改性后的固化剂,使固化产物的性能也有很大的提高。
1实验1.1原材料618#环氧树脂,双酚A型,环氧值0.51;改性双氰胺,土红色粉末,熔点140℃;甲基丙烯酸钝化2,4—咪唑,棕红色液体;双氰胺,化学纯,熔点207~212℃。
表1树脂基体的配方配方环氧618改性双氰胺钝化咪唑双氰胺A100019B1009101.2试样的制备本文中所研究的配方如表1所示。
浇注体的制备:固化剂、促进剂与环氧树脂混合,加热到100℃左右,搅拌至溶解成透明液体,浇于涂有硅脂的玻璃模具中,于烘箱中固化成型。
1.3性能测试凝胶化时间,采用平板小刀法,测试不同温度下的凝胶时间;DSC分析,采用CDR-1型差动热分析仪;红外分析,采用SPECORD-2型红外光谱仪;浇注体的冲击强度根据GB2570-81测试;弯曲强度根据GB1042-79测试;热变形温度根据GB1643-79测试;玻璃化温度(Tg)采用DSC测试,升温速率10℃/min;吸水率的测试:将试样(尺寸为25mm×50mm×1mm)放于沸水中,每隔一定时间测试其吸水率,至饱和为止;湿态性能在沸水中煮48h后,测试其力学性能及热变形温度。
用于双氰胺环氧树脂固化体系促进剂的研究
用于双氰胺环氧树脂固化体系促进剂的研究
研
究
报
程秀莲\贾秀红2,霸书红1
告
(1.沈阳理工大学装备工程学院,辽 宁 沈 阳 110159; 2.沈 阳 理 工 大学环境与化学工程学院,辽 宁 沈 阳 110159)
及
专
轮
摘 要 :用 涂 膜 硬 度 表 征 环 氧 树 脂 固 化 反 应 的 速 度 和 固 化 反 应 完 成 程 度 , 研 宄 了 六 亚 甲 基 四
环 氧 树 脂 固 化 体 系 室 温 贮 存 时 间 可 达 2个 月 以 上 ;这6种 促 进 剂 均 使 涂 膜 吸 水 性 和 溶 胀 度 降 低 。
关 键 词 :双 氰 胺 ;环 氧 树 脂 ;促 进 剂 ;硬 度 ; 吸水性
中 图 分 类 号 :TQ433.4+37 文 献 标 识 码 :A 文 章 编 号 :1001-5922 ( 2019 ) 02-0032-04
间 、 涂 膜 吸 水 性 和 洛 胀 度 的 影 响 。结 果 表 明 , 促 进 剂 的 较 佳 用 量 为 1 . 5 % 〜 2. 5 % ; 三 乙 胺 的 促 进 作
用 最 大 , 可 使 双 氰 胺 环 氧 树 脂 固 化 体 系 的 固 化 温 度 降 至 120 °C ; 加 入 三 乙 基 苄 基 氯 化 铵 的 双 氰 胺
分 别 在 160°C 固化30 m i n , 各种 促进 剂 的 用量 对 涂 膜 硬 度 的 影 响 见 表 1。
表1 促进« 用置对涂膜硬度的影« Tab.1 Effect of accelerator content on hardness of coating film
ADHESION^
学术论文
潜伏性环氧树脂胶粘剂用液态改性双氰胺固化剂的研究
1 试 验 部 分
1 . 1 试 验 原 料
环 氧 树脂 ( E P ) , 工业级( 牌号 E 一 4 4 ) , 生新材 料科 技 有 限公 司 ; 双氰 胺 ( D C A) 、 1 , 2 一 环氧 丙烷 , 分析 纯 ,
摘
要: 以环氧 丙烷一 甲醛 作为 改性剂 , 合成 了一种 潜伏性 E P胶 粘 剂 用 液 态 改 性 D C A( 双 氰胺 ) 固 化
剂; 然 后 以改性 前后的 D C A分别 作为 E P的 固 化 剂 , 采 用红外 光谱 ( r r — I R) 法、 差 示扫 描量热 ( D S C ) 法 和 凝 胶 时 间 测 定 法 等 探 讨 了不 同 固 化 剂 对 E P胶 粘 剂 性 能 的 影 响 。 结 果表明 : 当 体系的 p H为 9 、 固 化 工 艺 为
0 前 言
D C A( 双氰胺) 作 为 潜伏 性 E P ( 环氧树脂 ) 固化
剂 ,可 使 固化 产 物具 有 较好 的力 学性 能 和 电性 能 ; 但其 存 在着 固化温 度 高 、 易黄 变 、 与E P不 相 容 以及 在 普通 溶 剂 中难 以溶 解 ( 必须 将 其 细化 至 粒 度低 于
1 . 2 试 验 仪 器
5 m时 ,才 能使 E P固化 产物 具有 良好 的性 能 ) 【 等
缺点 , 并且 不 利 于湿 法 成 型 的复 合材 料 的制 备 。针 对 上 述 难题 , 国 内外 研 究 者 进 行 了大 量 研 究 [ - 3 1 : 一
A MA — E A R 3 7 0型傅里叶红外光谱 仪 , 美国N i o c e t l
“ 8 O℃/ 1 0 mi n 一1 3 0%/ 6 0 mi n ” B 寸, 液 态改性 D C A对 E P具 有 较 高 的 反 应 活 性 , 相应 的单组 分 E P胶 粘 剂 具 有相对 较好 的综合性 能 , 其 固化 温 度 降低 了 3 O℃左 右 且 无 黄 变 现 象 , 并且 其室 温日 寸 有 2个 月 左 右 的 储 存 期、 一 5℃时 有 半 年 以上 的 储 存 期 。
改性双氰胺类环氧树脂潜伏性固化剂的研究及其应用
i 2 / 0 . I c n b u e uc l t1 0C a d te rs r etmec n b b v 0 a sa o m e e au e s 5 1 0 t a ec rd q ikya n h e e v i a ea o e 1 0d y tr o tmp r t r . 1
Ke r s e o y r sn; e l n ; t n u i g a e t mo i e iy n imi e y wo d : p x e i s a a t l e tc rn g n a df ddc a da
环氧树 脂是 指 含有 两个或 两个 以上 环 氧基 的高 分 子 低 聚体 , 可 以通 过 环 氧 基 与多 种 固化 剂 发 生 它 交联 反应 。 环氧树 脂 只有 与 固化剂 组成 配方 树脂 , 并
性 优 良、 膜 附着力 强 、 漆 具有 较好 的耐热 性 和 电绝 缘
性、 漆膜 保 色性 较好 等 , 要 用作 防腐蚀 漆 、 属 底 主 金
漆、 绝缘漆 等 。
1 1 2 胶 粘 剂 ..
且 在 一定 条 件下 进 行 固化 反应 , 联 生 成 三维 立 体 交 网状 结构 , 才能 成 为具有 真正 实 用价值 的环 氧材 料 。
Ab t a t Th p x e i e l n a x e sv p l a i n i h l c r n ca d e e t ia q i m e ti d sr . s r c ! ee o y r s n s aa th se t n i e a p i to n t ee e to i n lc rc l u p n u t y c e n
双氰胺阻燃环氧树脂制备与固化动力学分析
双氰胺阻燃环氧树脂制备与固化动力学分析刘琳琳;杨天林【摘要】2-Ethyl-4-methylimidazole modified graphene oxide(GO-IPDI-EMI)was used to cure the di-cyandiamide flame retardant epoxyresin.Friedman method was used to detect the effect of GO-IPDI-EMI. The peak activation temperature Tpvalue and the starting temperature Tonsetvalue of the non-isothermal heat flow map decrease with the increase of the modified graphene content after modification.The isoki-netic cure rate constants k 2and k1were calculated by Kamal model,and the corresponding autocatalytic activation energy Ea2and non-catalytic activation energy Ea1were obtained by using k2and k1,the modi-fied cyanide Amine epoxy flame retardant system activation energy decreased significantly.Finally,the rheological and calorimetric analysis showed that the modified graphene oxide had a good catalytic effect on the curing of dicyandiamide flame retardant epoxy resin.%用2-乙基-4-甲基咪唑改性的氧化石墨烯(GO-IPDI-EMI)催化固化双氰胺阻燃环氧树脂.通过Friedman法发现,从反应开始阶段GO-IPDI-EMI就能使反应活化能降低,非等温热流图谱的峰顶温度Tp值和起始温度Tonset值都随着改性氧化石墨烯含量的增加而降低.采用Kamal 模型计算得到等温固化速率常数k2和k1,求得相对应的自催化活化能Ea2以及非催化活化能Ea1,添加改性氧化石墨烯的双氰胺环氧阻燃体系活化能下降明显.流变和量热法综合分析表明,改性氧化石墨烯对双氰胺阻燃环氧树脂的固化起到了很好的催化作用.【期刊名称】《应用化工》【年(卷),期】2018(047)001【总页数】5页(P66-69,73)【关键词】阻燃环氧树脂;双氰胺;催化;量热法;流变;固化剂【作者】刘琳琳;杨天林【作者单位】宁夏大学化学化工学院,宁夏银川 750021;宁夏大学化学化工学院,宁夏银川 750021【正文语种】中文【中图分类】TQ323.5双氰胺固化环氧树脂一般在较髙的温度下发生[1],可作为环氧树脂的高温固化剂。
苯胺甲醛改性双氰
0808010319 孙龙
1、绪论
• 环氧树脂是指分子中含有两个或两个以上 环氧基的高分子低聚体,它可以通过环氧 基与多种固化剂发生交联反应。环氧树脂 具有优良的机械性能、电绝缘性能以及与 各种材料的粘结性能其使因此它在国民经 济的各个领域中得到广泛的应用。可用于 涂料、胶黏剂、工程塑料和复合材料、土 建材料。
序号 产量/g 双氰胺:盐 酸(摩尔比) 原料利用率 /% 产品颜色 铅笔硬度
1
2 3 4 5 6
1.000: 1.021
1.000: 0.903 1.000: 0.824 1.000: 0.705 1.000: 0.621 1.000: 0.532
2.938
2.982 5.752 11.022 15.699 19.851
6
1.000: 3.203
300
296
298
0.67
表3.8 改性双氰胺不同的质量配比对 产品硬度的影响
序号 1 2 3 4 5 双氰胺:环 氧树脂) 1.000: 3.123 1.000: 3.202 1.000: 3.315 1.000: 3.412 1.000: 3.514 t1 378 419 392 388 381 t2 376 417 404 390 379 t 377 418 398 390 379 硬度比 0.85 0.94 0.89 0.87 0.85
致谢
• 历时将近两个月的时间终于将毕业设计做完,在此过程中遇到了无数 的困难和障碍,在老师和同学们的帮助下度过了一个又一个难关。尤 其要强烈感谢我的论文指导老师李莉老师,她对我进行了无私的指导 和帮助,不厌其烦的帮助我进行论文的修改和改进。另外,在做实验 的过程中,王奕老师给了我很大的帮助,每当需要一些仪器的时候, 王老师都会耐心的帮我们寻找。在校图书馆查找资料的时候,图书馆 的老师也给我提供了很多方面的支持与帮助。在此向帮助和指导过我 的各位老师表示最热忱的感谢! • 本文引用了数位学者的研究文献,如果没有各位学者的研究成果的帮 助和启发,我将很难完成本篇论文的写作。 • 感谢我的同学和朋友,在我写论文的过程中给予我很多材料,还在论 文的撰写和排版过程中提供热情的帮助。 • 由于我的学术水平有限,所写论文难免有不足之处,恳请各位老师和 学友批评和指正!
改性双氰胺固化环氧树脂的研究
改性双氰胺固化环氧树脂的研究焦剑.蓝立文宁荣昌摘要采用一种改性双氰胺作为环氧树脂的固化剂,研究了该固化剂在环氧树脂和丙酮—酒精混合溶剂中的溶解性,发现它可以在加热时溶解于这两种物质中。
利用差动热分析(DSC)、红外分析(IR)和凝胶特性的测试,研究了该固化剂在促进剂存在时对环氧树脂的固化反应,并测试了其固化产物的物理—力学性能。
结果表明,它比未改性的双氰胺对环氧具有更高的反应活性和较低的固化温度,固化产物的耐热性能和水煮后的各项性能也有所提高。
关键词环氧树脂,改性双氰胺,固化,溶解性引言双氰胺作为环氧树脂的固化剂有优异的潜伏性,固化产物有较好的机械性能和电性能。
但双氰胺在普通溶剂中难以溶解,必须将它细化为粒度达到5..以下,才能使固化产物有良好的性能[1]。
这给国内大量采用的湿法成型预浸料带来了工艺上的困难。
因而对双氰胺进行改性使之能溶于低沸点溶剂中,对于复合材料的生产有重要的意义。
国内外对此已有一些报道[1~3],如双氰胺和甲醛的反应产物,和芳香胺类的加成产物,双氰胺钠和1,5-二氨基-2-甲基戊烷盐酸的反应产物等。
本文采用了一种苯胺—甲醛改性的双氰胺,它在某些低极性溶剂中有良好的溶解性,可以方便地制作预浸料,并且采用这种改性后的固化剂,使固化产物的性能也有很大的提高。
1实验1.1原材料618#环氧树脂,双酚A型,环氧值0.51;改性双氰胺,土红色粉末,熔点140℃;甲基丙烯酸钝化2,4—咪唑,棕红色液体;双氰胺,化学纯,熔点207~212℃。
表1树脂基体的配方配方环氧618改性双氰胺钝化咪唑双氰胺A100019B1009101.2试样的制备本文中所研究的配方如表1所示。
浇注体的制备:固化剂、促进剂与环氧树脂混合,加热到100℃左右,搅拌至溶解成透明液体,浇于涂有硅脂的玻璃模具中,于烘箱中固化成型。
1.3性能测试凝胶化时间,采用平板小刀法,测试不同温度下的凝胶时间;DSC分析,采用CDR-1型差动热分析仪;红外分析,采用SPECORD-2型红外光谱仪;浇注体的冲击强度根据GB2570-81测试;弯曲强度根据GB1042-79测试;热变形温度根据GB1643-79测试;玻璃化温度(Tg)采用DSC测试,升温速率10℃/min;吸水率的测试:将试样(尺寸为25mm×50mm×1mm)放于沸水中,每隔一定时间测试其吸水率,至饱和为止;湿态性能在沸水中煮48h后,测试其力学性能及热变形温度。
环氧粉末涂料的固化机制研究
环氧粉末涂料的固化机制研究鲁自界1李劲1周钟泉1贺智端2张立新1柯伟1(1 中国科学院金属腐蚀与防护研究所,金属腐蚀与防护国家重点实验室,沈阳110015)(2 中国科学院长春应用化学研究所,长春130022)摘要用丁酮作萃取溶剂,研究了环氧/双氰胺粉末涂层自由膜在160 ~ 230 C 温度下经不同时间固化后的萃取固化度,分析了涂膜固化反应的动力学过程。
在研究温度范围内,固化反应表现出单一的表观激活能。
环氧/双氰胺粉末涂料的固化反应相当复杂,既有环氧基与胺基的加成反应,又有体系中羟基与氰基的聚合反应。
文中讨论了固化反应机理,澄清了两种反应的相对作用。
关键词环氧粉末涂料萃取固化机制中图分类号:T @630.1文献标识号:A 文章编号:1003-154(52000)02-0008-04Th e Stud y of Cu r e M e c h a n i s m of a Fu s i o n-b o nd e dE p ox y Po wd e r C oa t i n gL u Zi i e1L i J i n1Zhou Z h o ng g uan1He Z h i d uan2Zhang L i x i n1K e W e i1(1 I ns t i t u t e O f C O rr O s i O n and P r O t ec t i O n O f M etaIs,the Ch i nese Academ y O f Sc i ences,Shenyang110015,Ch i na)(2 I ns t i t u t e O f A pp I i ed Chem i s t r y,t he Ch i nese Academ y O f Sc i ences,Chan g c hun130022,Ch i na)T h e degree O f cu r e(D OC)O f a new t ype O f ep O x y/d i cyand i am i de p O wder c O a t i ngs was detect ed by us i ng Ab s tr ac ts O I ven t ex t r ac t i O n O n t he f ree f i I m cured at tem p erat ures fr O m160 C t O230 C f O r d i ff e r en t t i m e and t he k i ne t i c p r O-cess was ana I y zed . T he resuIts reveaIed t hat t he cure r eac t i O n y i e I ded a s i n g I e Ar r hen i us ac t i v a t i O n ene r gy(91.4k J/ m O I),w h i c h i nd i ca t ed t hat t here m i g h t be O n I y O ne O ve r a II r eac t i O n mechan i s m i n t he ran g e O f t he t em p erat ure t es t- ed . T he cure r eac t i O n O f e p O x y/ d i c y and i am i de p O wder s y stem was c O m p I ex,i nv O I v i n g t w O p r i nc i p a I r eac t i O ns be- t ween e p O x i de and am i ne h y d r O g en,and be t w een h y d r O x y I g r O u p s and —C N.T he c ure mec han i sm was a I s O d i s-cussed.K e y w o r d s E p O x y p O wder c O a t i n g S O I v en t ex t r ac t i O n Cure mec han i sm熔融结合耐蚀粉末涂料的使用性能不仅取决于它在介质中的化学稳定性以及附着力,而且还取决于其固化所获得的交联结构。
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苯甲醛改性双氰胺环氧固化剂的研究
用苯甲醛对双氰胺进行改性,制备了一种新型改性双氰胺固化剂。
对合成条件进行了优化,并对其固化条件进行了研究。
结果表明,苯甲醛改性双氰胺的较佳工艺条件为pH值3~4,苯甲醛与双氰胺物质的量比为1∶1.5,于95 ℃,反应2 h,收率65.67%。
通过测试涂层硬度来考察固化工艺与性能。
作为环氧树脂固化剂单独使用时,与环氧树脂的质量比为1∶10,固化温度为130 ℃,固化8 h,涂膜硬度HV1=47.52。
比双氰胺体系固化温度(160 ℃)降低了30 ℃。
标签:苯甲醛;双氰胺;环氧树脂;硬度
双氰胺作为环氧树脂潜伏固化剂具有优异的性能。
但其与环氧树脂相容性差,固化温度高出很多器件和生产工艺所能承受的温度,使用范围受到限制[1]。
通过分子设计方法对双氰胺进行化学改性,提高其固化活性是降低固化温度的有效方法之一。
在双氰胺中引入苯胺基[1,2~5]前后其DSC曲线中的峰温最多降低41 ℃[4],室温贮存100 d未固化度86.1%[3]。
在双氰胺中引入亚甲基苯胺前后其DSC曲线中的起始放热温度降低10 ℃,120 ℃以下改性双氰胺的凝胶时间明显缩短,室温潜伏期明显下降[6]。
苯肼基可使固化温度降低至110 ℃[7]。
在双氰胺引入环氧基前后其DTA曲线中的起始放热温度最多降低39 ℃,但环氧基改性后与环氧树脂混合体系室温黏度明显增大,潜伏期下降[8]。
本文对苯甲醛改性双氰胺环氧固化剂进行了研究,该改性固化剂在降低固化温度的同时其潜伏性与双氰胺相同。
1 实验部分
1.1 主要仪器与试剂
R-S型调速控制器,江苏金坛荣华仪器有限公司;SHZ-DⅢ型循环水真空泵,巩义市予华仪器有限公司;HV-50维氏硬度仪,上海联尔实验设备有限公司;及一般常用试验仪器。
双氰胺,分析纯,天津北方天医化学试剂厂;苯甲醛,分析纯,沈阳市新光化工厂;浓盐酸,分析纯,沈阳市新华试剂厂;环氧树脂E-44,中国无锡树脂厂;692环氧树脂稀释剂,蓝星化工新材料股份有限公司。
1.2 实验方法
1.2.1 苯甲醛改性双氰胺的合成
在装有电动搅拌器、温度计、回流冷凝管的三口烧瓶中,加入计量的水和双氰胺,缓慢搅拌,并加热使双氰胺溶解,用稀盐酸调节pH值至预定值,加热至预定温度,滴加苯甲醛,并在预定温度保温一定时间后,自然冷却至室温,减压
过滤,用少量水洗涤至中性。
放入120 ℃烘箱中烘干,称量,研磨过200目筛。
计算改性双氰胺的收率。
1.2.2 苯甲醛改性双氰胺固化环氧树脂
首先用环氧稀释剂稀释环氧树脂,其用量为10%左右。
按一定配比将改性双氰胺和环氧树脂稀释液混合均匀。
将混合液均匀涂在干净的120 mm×70 mm玻璃片上,放入一定温度的烘箱中固化一定时间,取出,冷却至室温。
1.3 分析方法
1)铅笔硬度法
铅笔硬度法是采用已知硬度标号的铅笔刮划涂膜,以能够穿透涂膜到达底材的铅笔硬度来表示涂膜硬度的测定方法。
在改性固化剂合成条件优化阶段,用此法判断改性固化剂活性。
测试条件为环氧树脂与改性固化剂的质量比为4:1,胶膜于160 ℃固化2 h,降至室温,测试涂膜硬度。
2)HV硬度仪测试硬度
采用正四棱锥体金刚石压头,在试验压力作用下压入试样表面,保持规定时间后,卸除试验力,测量压痕对角线长度。
试验力除以压痕表面积的商就是维氏硬度值。
维氏硬度值计算公式见式(1):
HV=常数×试验力/压痕表面积≈0.1891 F/d2 (1)
式中:HV-维氏硬度;F-试验力,N;d-压痕两对角线d1、d2的算术平均值,mm。
2 结果与讨论
2.1 pH值对产品收率和性能的影响
pH值对苯甲醛和双氰胺反应及产品性能的影响见表1。
由表1可见,pH值为3~4时,产品收率和其固化涂膜的硬度均较高。
苯甲醛和双氰胺反应方程式见式(1):
该反应为亲核加成反应。
双氰胺中的伯氨基和仲氨基均和碳氮双键相连,其中氮上的孤对电子和碳氮双键中的π键发生p-π共轭,导致其亲核性较弱,需在酸的催化下进行反应,pH值较大时,酸性弱,反应收率低,产品中混有未反应的双氰胺,其固化活性低,导致其固化涂膜的硬度低。
pH值过小,酸性过大,可与双氰胺成盐,使其失去亲核性,使产品收率和其固化涂膜的硬度均较低。
2.2 投料比对产品收率和性能的影响
pH值为3~4时,苯甲醛与双氰胺物质的量比(n苯甲醛:n双氰胺)对产品收率和性能的影响见表2。
由表2可见,n苯甲醛:n双氰胺为1:1.5时性能较佳。
这是由于双氰胺水溶液在80 ℃以上时会慢慢分解,因此,双氰胺必须过量,但双氰胺过量太多,没参加反应的双氰胺与其改性产物一起析出,影响其改性产物的固化性能。
2.3 反应时间对产品收率和性能的影响
pH值为3~4,n苯甲醛:n双氰胺为1:1.5,反应时间对产品收率和性能的影响见表3。
由表3可见,反应时间为2 h,收率较高,其涂膜硬度最大。
延长反应时间收率和固化涂膜硬度基本无变化。
2.4 反应温度对产品收率和性能的影响
pH值为3~4,n苯甲醛:n双氰胺为1:1.5,于不同温度反应2 h,产品收率和其固化涂膜硬度见表4。
由表4可见,反应温度为95 ℃时,收率最高,其固化涂膜硬度最大。
2.5 环氧树脂与改性双氰胺固化剂质量比对涂膜硬度的影响环氧树脂和改性双氰胺配比对涂膜硬度的影响见表5。
双氰胺分子中氢当量为21,改性双氰胺分子中氢当量为63.3,理论上推测改性双氰胺的用量会比双氰胺多。
文献[9]报道双氰胺参考用量4~12份。
由表5可见,环氧树脂和改性双氰胺配比100:8.3以上,涂膜硬度相近且较高,改性双氰胺用量比双氰胺用量大。
由于改性双氰胺为固体,用量大时,对硬度影响不大,用量小时,硬度会明显降低。
因其水溶性远大于环氧树脂,用量大时,涂膜耐水性下降,故其用量不宜过大。
2.6 固化温度与时间对涂膜硬度的影响
固化温度与时间具有互补性。
环氧树脂和改性双氰胺质量比为100:10,在不同温度下获得最大硬度的最短时间,见表6。
由表6可见,苯甲醛改性双氰胺于130 ℃固化环氧树脂,仍能得到较好的硬度,但固化时间长,为8 h。
固化温度较双氰胺降低了30 ℃。
不如苯胺衍生物改性双氰胺[4]、苯胺甲醛改性双氰胺[6]和苯肼改性双氰胺[7]固化温度降低的多。
前述3类改性物依次在双氰胺中引入了苯胺基和亚氨基、苯胺基、苯肼基和亚氨基,使双氰胺固化活性提高,固化温度降低。
苯甲醛改性双氰胺仅在双氰胺
分子中引入苯甲基醇,对改性双氰胺固化活性的提高比苯胺基弱。
2.7 苯甲醛改性双氰胺与环氧树脂的相容性和潜伏性
将双氰胺和苯甲醛改性双氰胺分别研细,按1:4比例分别与环氧树脂混合均匀,室温贮存,每日观察体系黏度变化和分层情况。
用双氰胺者5 d出现明显分层,而用改性双氰胺者23 d才出现明显的分层,可见,改性双氰胺/环氧树脂体系的相容性明显好于双氰胺/环氧树脂体系的相容性。
分层后每天搅拌一次,观察体系黏度变化。
室温贮存近1年,苯甲醛改性双氰胺环氧体系的黏度和双氰胺环氧体系的黏度相同,表面二者潜伏性相同。
苯甲醛改性双氰胺在双氰胺分子中引入了苯环,与环氧树脂相容性显著提高,没有在其分子中引入固化活性高的氨基,仅引入一个羟基,故对其潜伏性无影响。
3 结论
(1)苯甲醛改性双氰胺较佳工艺为n苯甲醛:n双氰胺= 1∶1.5,pH值=3~4,于95 ℃反应2 h,收率为65.67%;
(2)环氧树脂与苯甲醛改性双氰胺的适宜质量比为100∶8.3以上;
(3)苯甲醛改性双氰胺固化环氧树脂的最低温度为130 ℃,HV1=47.52;
(4)苯甲醛改性双氰胺固化剂与环氧树脂的潜伏性与双氰胺相同,相容性好于双氰胺。
参考文献
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[4]陈连喜,张惠玲,刘全文,等.芳香胺改性双氰胺固化环氧树脂反应动力学研究[J]. 热固性树脂,2006,21(6):11-13.
[5]陈连喜,张惠玲,吴益,等.对甲苯胺改性双氰胺衍生物潜伏性固化剂的合成及性能[J].粘接,2004,25(4):17-19.
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[9]李子东,李广宇,宋颍韬,等.胶粘剂助剂[M].北京:化学工业出版社,2009:68.。