常温所有固化剂分类及其改性-1

定义：

固化剂又名硬化剂、熟化剂或变定剂，是一类增进或控制固化反应的物质或混合物。树脂固化是经过缩合、闭环、加成或催化等化学反应，使热固性树脂发生不可逆的变化过程，固化是通过添加固化（交联）剂来完成的。固化剂是必不可少的添加物，无论是作粘接剂、涂料、浇注料都需添加固化剂，否则环氧树脂不能固化。固化剂的品种对固化物的力学性能、耐热性、耐水性、耐腐蚀性等都有很大影响。

分类：

固化剂按化学成分分类

1.脂肪族胺类例如乙烯基三胺DETA 氨乙基哌嗪AE

2.芳族胺类例如间苯二胺m-PDA MPD 二氨基二苯基甲烷DDM HT-972 DEH-50

3.酰胺基胺类

4.潜伏固化胺类

5.尿素替代物。

温度特性：

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。

固化剂性质：

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；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）。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肪胺等。

一、脂肪族多胺

脂肪族多元胺类和酸酐类固化剂是用量最大的两类固化剂，其中脂肪族多元胺为室温固化剂，其固化过程放热量大，导致局部升温，加速黄化，降低光泽；产物脆性大，耐热性和耐酸性都不佳，而且刺激性强，毒性大；另外还易产生白化现象，进一步降低环氧固化物透明度。为此，需对原料胺进行改性。例如，在胺的N原子上取代羟烷基能有效降低毒性，并且可以改善其自身的色泽稳定性，在一定程度上抑制或延缓了固化过程中的黄变，提高了环氧胶粘剂的透明性。此外改性方法还有很多：Michacl加成、胺甲基化反应、多胺缩合、与硫脲缩合、与环氧化合物加成、与羰基化合物反应、与有机酸反应、与有机酸酐反应、共熔混多元胺等。脂肪胺和脂环胺固化剂在室温很快固化环氧树脂，固化反应为放热反应。热量能进一步促使环氧树脂与固化剂反应，其使用期较短。胺类固化剂与空气中的CO2反应生成不能与环氧基起反应的碳酸铵盐而引起气泡的发生。脂肪胺对皮肤有一定刺激作用，其蒸汽毒性很强。

常用的脂肪胺和脂环胺固化剂种类主要有：

1、乙二胺(EDA)。反应活性大，在常温迅速固化环氧树脂但完全固化需4天左右。它和环氧树脂混合后发热量大，可使用期短，用量为8%。

2、二乙烯三胺(DTA)和三乙烯四胺(TTA)。DTA和TTA是低粘度的浅黄色液体，在25℃一天内基本固化环氧树脂，4天内可以固化完全。二乙烯三胺用量为9-12%，最佳用量12%;三乙烯四胺用量10-14%，最佳用量14%。

3、N，N-二甲基氨基丙胺和N，N-二乙氨基丙胺。低粘度液体，加热催化固化，其固化物柔韧性好。

单一多胺主要是脂肪胺、脂环胺、芳香胺和聚酰胺四种。脂肪胺和聚酰胺是室温固化剂；而芳香胺需加热固化，其固化物耐热性、机械强度和耐腐蚀性远优于脂肪胺。就耐热性而言，最好的是芳香胺固化剂，其次是脂环胺，最差的是聚酰胺。脂肪胺具有较大毒性和刺激性，芳香胺固化温度较高，均需予以改性，故出现了多种改性多胺、如环氧化物加成多胺、迈克尔加成多胺、芳香胺混合物等。