环氧树脂各种酸酐固化剂性能

环氧树脂各种酸酐固化剂性能(二)
一、邻苯二甲酸酐(PA)
邻苯二甲酸酐为传统的固化剂，至今用量仍很大，主要用于电器的浇铸。

邻苯二甲酸酐为白色结晶，熔点128℃，最大的特点是价格便宜，固化放热峰低，电气性能优良。

邻苯二甲酸酐加热时易升华，并且需要在较高的温度下才能与环氧树脂相混熔，这可能导致配合物使用期变短，因此，使用时必须格外注意。

二、四氢苯酐(THPA)
四氢苯酐是顺丁烯二酸酐与丁二烯加成的产物，白色固体，熔点100℃，与环氧树脂混合比较困难，但没有升华性，可以改进PA大型浇铸配方的组份。

可用于电器浇铸方面，也可以用于粉末涂料、环氧树脂传递膜塑料的固化剂。

此外，还可以与苯酐、六氢苯酐一起混合作固化剂使用。

THPA经异构化，形成以下四种异构体。

这四种异构体组成的混合物，在室温下为液态，这种类型的固化剂，天津市津东化工厂生产的牌号为70酸酐。

异构化的THPA的技术指标如下——分子质量：152，酸当量：72，比重：1.26，黏度(4*杯)：
17.4s，折光指数n25：1.5021，熔点：室温液态。

三、六氢苯酐(HI--IPA)
HHPA由THPA加氢而成，白色固体，有吸湿性，熔点36℃，在50～60℃时即易与环氧树脂混合，混合物黏度很低，使用期长，固化放热小，但应用的工艺性能较Me THPA、Me HHPA 为差。

由于分子结构中无双键，所固化的环氧树脂为无色透明物，所固化的脂环族环氧树脂具有优良的耐候性能和耐漏电痕迹性能。

在美国，已用这类材料来浇铸发光二极管和外用的大型电器绝缘件。

此外，用HHPA固化的环氧树脂还可以用来制作药品贮槽和耐油阀体材料，它对在100℃的30％H2S04有良好的耐蚀性，也能较好地耐苯、甲苯和醇类等溶剂，但不耐碱和卤化烃类溶剂。

m(HHPA)：m(THPA)=90：10的混合物在室温下为液态共熔混合物。

m(HHPA)：m(HET)=70：30的混合物反应活性低，室温下为液态，可以构成阻燃酸酐配合物。

四、甲基四氢苯酐(Me THPA)
用顺丁烯二酸酐分别与两种不同的二烯烃单体合成，可以得到两种结构不同的甲基四氢苯酐：4一甲基四氢苯酐和3一甲基四氢苯酐。

它们都是固态酸酐(熔点分别为65℃和63℃)，很少单独作为固化剂使用。

经催化异构化可以得到同分异构的液态混合物。

商品的液态Me THPA为不同的异构体混合物，不同制造厂的产品异构体的组成比各不相同，表3-25为日本两个牌号的甲基四氢苯酐固化剂的有关性能指标。

由于甲基四氢苯酐固化的环氧树脂的电绝缘性能、机械强度、耐热性等综合性能较好，价格也相对便宜，因而用途比较广泛，主要用于发电机、机车马达线圈的浸渍，绝缘子、绝缘套管、变压器、互感器的浇铸，电视机电源变压器的灌封、，使甲基四氢苯酐成为一种最为通用的新型液态酸酐固化剂。

在美国，还用它作单丝缠绕成型玻璃钢的固化剂，用于制造原油输送管、灌溉用管、兵器及宇航部件等。

五、甲基六氢苯酐(MeHHPA)
甲基六氢苯酐是MeTHPA加氢的产物。

如前述MeTHPA有不同的异构体，因此，商品化的
MeHHPA也随制造厂不同而在性能上略有差异。

表3—26列出了日本的三种牌号的甲基六氢苯酐固化剂的性能指标。

与MeTHPA相比较MeHHPA具有不同特点。

主要有：(1)分子结构中不含双键，并且无色透明，所以可用于浇铸无色透明的固化物，用来生产发光二极管、镜片、激光磁盘等产品；
(2)由于分子结构相对的非极性，所以其固化物具有较好的耐湿性；(3)其固化物的热变形温度较高，所需的固化时间较短，有利于大型电机的浸渍成型；(4)由于分子结构中不含双键，所以其固化的环氧树脂具有较好的耐气候性能。

从不同配方浇铸物固化后的特性数据，可以看出组份中使用脂环族环氧树脂或者使用MeHHPA固化剂的，有较高的热变形温度；组份中使用HHPA，或者MeHHPA、或者脂环族环氧树脂的，在高温下其介电常数和介质损耗角正切也都比较低。

这些都说明，树脂或者固化剂中的双键对固化物的性能有一定的影响。

六、甲基纳迪克酸酐(MNA)
又称甲基内次甲基四氢邻苯二甲酸酐(MHAC)，由顺丁烯二酸酐与甲基环戊二烯通过双烯加成反应生成。

这是一种有较长应用历史的液态酸酐固化剂，在国外广泛通用。

对双酚A
型环氧树脂(液态)用量为70％～90％，加入0.5％的叔胺类后，在室温下仍有两个月的适用期，固化条件为120℃／16h+180℃／lh。

如果采用阶梯升温固化条件：90℃／2h+120℃／2h+160℃／4h，可以得到综合性能更好的固化物。

商品MHAC的有关性能如下——外观：淡黄色透明液体，色泽(加德纳法)：1，比重(25℃)：1.23，黏度／(25℃，mPa·s)：200～230，凝固点／℃：<-15，中和当量：88～92，相对分子质量：178。

与Me THPA、Me HHPA相比，MNA的黏度稍高一点，但其吸湿性小，与环氧树脂混合物的使用期长，固化时放热量少，固化后体积收缩小，固化物颜色浅，电气性能，特别是耐电弧性优良，因而国外广泛用于电器绝缘材料，尤其是大型电器(大型电机和大型变压器等)的绝缘材料。

另外，MNA固化的环氧树脂具有较高的热变形温度，和良好的高温长期热稳定性，因此，还用于制作要求可靠性极高的半导体封装材料和碳纤维增强塑料。

表3-28列出了用MHAC固化的环氧树脂的有关性能。

七、偏苯三甲酸酐(TMA)及其改性物
偏苯三甲酸酐(TMA)为白色晶体，熔点168℃，分子质量192，与双酚A 型环氧树脂反应较快，所得到的固化物耐热性(HDT)能达到200℃，另外，还具有良好的化学稳定性，耐药品性能好，电气性能也十分优良。

固化100份双酚A型环氧树脂时，加入量为33份，但需要研成粉末，均匀分散于树脂中，加热至125℃才能溶解。

TMA能溶于丙酮中，也能溶于丙酮与环氧树脂的溶液中。

这两种溶液都可以用作芳胺固化剂的促进剂。

TMA由于熔点高而应用困难，现在用乙二醇、丙三醇对其改性，制成酯类，目前已用于涂料方面，具有较好的应用前景。

八、脂肪族酸酐和脂肪聚酐
脂肪酸酐应用较多的是十二烯基琥珀酸酐(DDSA)，它由丙烯四聚体和顺丁烯二酸酐反应合成，常温下呈液态。

这种酸酐与环氧树脂混熔性好，配合料有较长使用期。

多与其他酸酐
配合使用，以提高其固化物的热变形温度。

美国在电气绝缘产品成型中，应用这种固化剂已有多年业绩，而且用量比较大。

脂肪聚酐脂肪聚酐是脂肪族二元羧酸经分子间脱水反应缩合而成的产物，其中以聚己二酸酐、聚壬二酸酐和聚癸二酸酐较常用。

在我国环氧树脂浇铸行业中，这类线型聚酐常用作增韧固化剂。

目前，国内已生产的主要是PAPA、PSPA两种。

PAPA的分子质量为2000～5000，白色粉末，熔点60℃，易吸水，60℃时黏度为0．8～1Pa·s。

PAPA用量一般为E-51环氧树脂100g；PAPA 70g；DMP一30 lg。

固化物延伸率为100％，拉伸强度35MPa，在150℃下热老化8周，失重仅为1％左右。

PAPA熔点偏高，可与其它多种酸酐形成低温共熔混合物，以方便应用工艺操作。

PSPA的熔点80℃，一般与液态双酚A型环氧树脂配合，用量为每100g树脂加入85g，加人DMP-30 1份，在90℃时使用期为1h，120℃下固化2h后，拉伸强度可达21MPa，延伸率为80％。

单用聚酐固化的环氧树脂的热变形温度低，但耐冷热冲击性能与电绝缘性能优良。

聚乙基十七烷二羧酸酐(SB-20AH)、聚二苯基取代十六烷二羧酸酐(ST-2P-AH)是两种新型的聚酐类环氧类固化剂，在常温下为液态，容易与环氧树脂混熔。

SB-20AH固化物的热变形温度与机械强度都很低，基本上无实用价值;而ST-2PAH固化物则有相对高的热变形温度与机械强度，但与DDSA、Me HHPA固化物相比，其数值仍然较低。

聚酐类固化剂最突出的性能是其固化物具有良好的耐冷热冲击性能，表3-35列出了有关试验数据。

从中可以看出，用Me HHPA固化的环氧树脂基本上不耐冷热冲击；DDSA的固化物略好，但也不理想；聚酐类固化物这方面的性能都良好，其中又以SB--20AH和PSPA的固化物最好。

转载自“中国环氧树脂行业在线”。