低温固化剂性能测试对几种市售的低温下使用的固化剂产品性能进行了研究测定。
在低温固化剂性能测试研究里采用一种苯基烷基胺固化剂作为对照物,这是因为在工业上它的低温性能为大家所熟悉。
低温固化剂性能测试中，固化剂1是一种低温下使用的改性胺加成物。固化剂2是一种胺加成物,它是以60%wt固体份的正丁醇/二甲苯溶液提供的。低温环氧涂料以它为固化剂时固化迅速而且有优秀的耐溶剂性。固化剂3是一种非酚类的改性Mannich碱,可使低温固化涂料快速固化。
本研究的第一部分是对这些固化剂固化标准的双官能度液体环氧树脂(WPE=198,附录1)性能进行评价。每一种漆料混合均匀并用混合溶剂(甲基异丁酮/二甲苯/正丁醇=1:1:1)稀释到GardnerH粘度。清漆混合5min,然后用一刮板刮涂到玻璃板上(干膜厚1.5mil,湿膜63μ),施工后涂膜立即放入恒温恒湿箱中。
对涂膜的透明性、粘性以及铅笔硬度进行周期性测定,测定进行一个周期(二星期)。每种漆基体系均采用三种不同的环境条件进行固化:25℃,相对湿度(RH)55%;10℃,RH90%,和4.5℃,RH80%。
除了测定清漆漆膜的性能之外,我们还用差示扫描热量仪(DSC)测试漆基体系的固化速率。该测定法包括三步。第一步是通过DSC/TGA(热重分析)的联用对混合组份(不加溶剂)进行温度扫描范围的测定。测定结果表明,温度范围受固化放热所决定,在温度上限,失重仍然可以忽略不计(即小于1%重量份)。
运用DSC/TGA(从-50到170F)确定温度扫描范围之后,在恒定加热速率(10℃/min)下以DSC扫描,对每种漆基体系的总反应热(△H总)进行测定。达到温度上限后,将样品骤冷到-50℃,重新加热测定看是否有后固化现象出现。在所有的情况下,当每二次DSC扫描时都没有发现有后固化现象。
二乙基甲苯二胺产品用途
DETDA是一只十分有效的聚氨酯弹性体扩链剂，尤其适用于RIM（反应注射成型）和SPUA（喷涂聚脲弹性体）上；同时也可用作是聚氨酯弹性体以及环氧树脂的芳香族二胺固化剂，用于浇注、涂料、RIM及胶黏剂，也是聚氨酯及聚脲弹性体的扩链剂。 detda是一种位阻型芳香族二胺，乙基和甲基的位阻作用使得其活性比甲苯二胺(TDA)低得多。它与聚氨酯预聚体的反应速度比DMTDA快数倍，比MOCA快约30倍。主要用于RIM聚氨酯体系以及喷涂聚氨酯(脲)弹性体涂料体系，具有反应速度快，脱模时间短、初始强度高、制品耐水解、耐热等优点。另外该品还可用作弹性体、润滑剂及工业油脂的抗氧剂，以及化学合成中间体。
测试工作的最后一步是将一新混合好的样品装载于DSC器皿里并立即冷冻样品至-130℃(用干冰);同时制备齐七个样品,制备七个样品的总时间小于5min,将密封的DSC器皿贮存在4.5℃的冷冻器里至预定天数。
到了规定的天数,从冷冻器中取出一个密封的样品并立即在0℃/min恒定升温速率下用DSC进行扫描测定。按此得到七个数据,画出一曲线,积分DSC扫描线下方的面积,得出漆基体系于4.5℃下经X天固化后的剩余反应热(△H剩),用下面方程式(1)来计算每个样品的反应程度(或固化%):
反应程度,%=(1-［△H剩/△H总］×100)(1)
我们发现当在标准室温条件下(25℃,RH55%),每一种固化剂同液体环氧树脂相混合所得的涂料有相对较快的干燥时间及胶化时间。因固化剂3有最短的胶化时间与Gardner干燥时间,所以它具有最大的活性。
固化剂2看起来胶化时间最长,是因它含有溶剂以至使Shyodu胶化时间变长了。在没有溶剂的情况下,固化剂2是一种固体树脂,因此它的胶化时间的测量无法如实进行。固化剂2与液体环氧树脂的掺合物的Gardner干燥时间是第二位快的,但是这个速度可能包含某些来自这种胺加成物溶液的假挥发性漆干燥的因素。
理论上来讲，环氧树脂的固化是一个活化氢分子与一个环氧分子作用，形成完整的三维空间结构，但是水性环氧涂料固化固化过程是以固化剂为中心，逐渐向环氧树脂微粒内部扩散，固化剂分子首先与环氧树脂分散相粒子的表面接触并发生固化固化反应，随着固化反应的进行，粒子表面的环氧树脂相对分子质量和玻璃化温度均逐渐提高，使得固化剂分子向粒子内部的扩散速度逐渐变慢，这就意味着环氧树脂分散相粒子内部进行的固化反应较其表面少，导致内部固化密度低，最终并非所有的环氧基都有机会与固化剂的活化基团作用。因此，在实际应用中需要研究水性环氧乳液与固化剂的比例对涂层性能的影响，找出最佳配比。
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