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用于环氧树脂的固化剂
| 来源：邵君( 先生，国内国际部经理 ) 发布时间：2017-6-5 16:37:29 |
本文介绍用于环氧树脂的固化剂。
环氧树脂本身是热塑性的线型结构，不能直接拿来就应用，必须在向树脂中加入第二组份，在一定温度（或湿度）等条件下，与环氧树脂的环氧基进行加成聚合反应，或催化聚合反应，生成三维网络结构（体型网络结构）的固化物后才能使用。这个充当第二组分的化合物或树脂就是用于环氧树脂的固化剂。
双氰胺又称二氰二胺，很早就被用于环氧树脂的固化剂，应用于粉末涂料、胶粘剂等领域。双氰胺与环氧树脂混合后室温下贮存期可达半年之久。双氰胺的固化机理较复杂，除双氰胺上的4个氢可参加反应外，氰基也具有一定的反应活性。
双氰胺单独用于环氧树脂的固化剂时固化温度很高，一般在150～170℃之间，在此温度下许多器件及材料由于不能承受这样的温度而不能使用，或因为生产工艺的要求而必须降低单组分环氧树脂的固化温度。解决这个问题的方法有两种，一种是加入促进剂，在不过分损害双氰胺的贮存期和使用性能的前提下，降低其固化温度。
这类促进剂很多，主要有咪唑类化合物及其衍生物和盐、脲类衍生物、有机胍类衍生物、含磷化合物，过渡金属配合物及复合促进剂等，这些促进剂都可以使双氰胺的固化温度明显降低，理想的固化温度可降至120℃左右，但同时会使贮存期缩短，而且耐水性能也会受到一定的影响。
另一种降低单组分环氧树脂固化温度的有效方法是通过分子设计的方法对双氰胺进行化学改性。在双氰胺分子中引入胺类，特别是芳香族胺类结构，以制备双氰胺衍生物，如HT 2833,HT 2844是一种用3,5 二取代苯胺改性的双氰胺衍生物。
二乙基甲苯二胺(DETDA)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。
据报道，此类固化剂与环氧树脂相溶性较好，贮存期长，固化速度快，在100℃下固化1h，剪切强度可达25MPa,150℃固化30min，剪切强度可达27MPa。
另外，有采用芳香族二胺如4,4’ 二氨基二苯甲烷（DDM),4,4’二氨基二苯醚（DDE),4,4’ 二氨基二苯砜（DDS），对二甲苯胺（DMB）分别与双氰胺反应制得其衍生物的报道。上述引入苯环后的双氰胺衍生物与双酚A型环氧树脂的相溶性与双氰胺相比明显增加，与E 44环氧树脂组成的单组分体系在室温贮存期长达半年之久，固化温度均低于双氰胺。
国内有关对双氰胺进行化学改性得到双氰胺衍生物的报道较少，采用环氧丙烷与双氰胺反应制得了双氰胺MD02，其熔点154～162℃，比双氰胺的熔点（207～210℃）低了45℃左右，采用100份E 44环氧树脂，15份MD 02和0 5份2 甲基咪唑组成的配方，150℃下凝胶的时间为4min。用苯胺 甲醛改性双氰胺所得的衍生物与双酚A型环氧树脂混溶性增加，在丙酮和酒精的混合溶液中有良好的溶解性，且反应活性增加，贮存性也较长。
咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑等咪唑类固化剂是一类高活性固化剂，在中温下短时间即可使环氧树脂固化，因此其与环氧树脂组成的单组分体系贮存期较短，必须对其进行化学改性，在其分子中引入较大的取代基形成具有空间位阻的咪唑类衍生物，或与过渡金属Cu、Ni、Co、Zn等的无机盐反应生成相应的咪唑盐络合物，才能成为在室温下具有一定贮存期的潜伏性固化剂。
对咪唑类固化剂进行化学改性的方法很多，从反应机理上来看，主要有两种:一种是利用咪唑环上1位仲胺基氮原子上的活泼氢对其进行改性，这类改性剂有异氰酸酯、氰酸酯、内酯等，改性后所得的咪唑类衍生物具有较长的贮存期和良好的机械性能。
另一种方法是利用咪唑环上3位N原子的碱性对其改性，使它与具有空轨道的化合物复合，这类物质包括有机酸、金属无机盐类、酸酐、TCNQ、硼酸等。其中金属无机盐类一般是含具有空轨道的过渡金属离子，如Cu2+、Ni2+、Zn2+、Cd2+、Co2+等，它们与咪唑形成配位络合物，具有很好的贮存性，而在150～170℃迅速固化，但无机盐类、有机酸及其盐类等的引入，将会破坏原咪唑固化产物的耐水解性和耐湿热性。
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