胺類固化劑對固化物性能的影響

胺類固化劑對固化物性能的影響【字號大中小】發(fā)布時間：2010年12月18日打印本頁1固化劑對耐水性的影響在環(huán)氧樹脂分子內(nèi)有親水性氫氧基和醚基。不同種類的固化劑固化環(huán)氧樹脂帶來的耐水性是不同的。同時固化劑對吸水性的影響，也反映在固化劑固化環(huán)氧樹脂形成的網(wǎng)絡結構對環(huán)氧樹脂吸濕的影響。濕氣對環(huán)氧樹脂的擴散系數(shù)取決于4個主要因素：①聚合物的網(wǎng)絡結構；②聚合物的極性，決定聚合物濕氣親和力；③聚合物的物理狀態(tài)；④高濕條件下微障礙的產(chǎn)生。圖1.1表示氯化脂環(huán)族酸酐、芳香二胺及路易斯酸-胺絡合物固化的環(huán)氧樹脂在72°C蒸餾水中浸泡，吸水性隨時間變化。由圖中看到，在溫熱水中，酸酐的吸水性相對較低。圖1.1各固化劑樹脂固化物吸水性（72C蒸餾水）O—氯化脂環(huán)族酸酐；口一芳香二胺；△—路易斯酸-胺絡合物圖1.2表示不同固化劑固化雙酚A環(huán)氧樹脂漆膜的吸水性。由圖中可見，同一種固化劑在不同的固化條件下吸水性差異很大。當在20C固化時，吸水性為：聚酰胺〈己二胺〈二亞乙基三胺;而在120C固化時，吸水性為：二亞乙基三胺〈己二胺〈聚酰胺。

$ 6 7R9 10$ 6 7R9 10Gi筒/犬圖1.2不同固化劑對環(huán)氧漆膜耐水性的影響1,1'-聚酰胺P0-200；2,2'-P0-300；3,3'-己二胺；4,4'-二亞乙基二胺固化條件：1~4——120°C/2h；1'~4'——20°C/10天2固化劑對耐藥品性的影響環(huán)氧樹脂能耐一般的酸堿、油脂及一般的溶劑，但不耐硝酸、乙酸和極性溶劑。耐堿性優(yōu)于其耐酸性。多元胺固化的環(huán)氧樹脂由于絡網(wǎng)結構里含-C-N-鍵，致使粘結性、耐堿性優(yōu)良。氨基的N和金屬易形成氫鍵、防銹效果好，胺濃度高，效果越明顯。就耐藥品性而言，通常芳香胺優(yōu)于脂肪胺。在BF-胺絡合物中BF-MEA。33三亞乙基四胺是室溫固化常用的固化劑。它的耐堿性好，但耐酸性和耐福爾馬林性較弱。圖1.3和圖1.4分別表示三乙基四胺固化的環(huán)氧樹脂在各種化學藥品中浸泡后的質(zhì)量變化及彎曲模量的變化。12咫乙議100嘶三輒乙烯蒸制水辭鍬氮酸抽甸％苛性訥40帕暦爾馬林25%?酸:S5%iK酸鋁鈉圖1.3TTA固化物的耐藥品性沒淸混度充全靄迪條件24X??藥品時間］溫度55VeKJVo福爾迪林30呵f4-慶）245C就J| 82質(zhì)最蠻化用量14份，常溫21天固化）/jfl-PDA\

f*14出\

[?/jfl-PDA\

f*14出\

[?fi5OChI

\4h<K'x4h/STqnL vjfiJIlDDSI■2M!?12gX2h\+2txrr>2h無變化無變化嚴重發(fā)詁無變優(yōu)I表血輕橄梶糊覆面輕懺權制發(fā)暗也繹軒徴戦屜輕微巻鮎微發(fā)暗徹發(fā)暗無變化無*ftrtt黏糊道恫￡鑿XH対讐翔暗無輕鐫發(fā)發(fā)當：XXJ邊緣微膨潤表聞微奧無靈化I試驗藥品I 卻曲強度帰持率/% I外觀蜜化j0 30舸藝帥[ffi]<笳％flirts—圖1.4TTA固化物的耐藥品性（用量14份，常溫21天固化）表1.2表示脂肪族多胺固化雙酚A環(huán)氧樹脂的耐丙酮性和耐水性。顯示N-氨乙基哌嗪和聚酰胺固化物的耐沸丙酮性不如二亞乙基三胺，同時耐沸水性也不如后者。表1.2脂肪胺固化物的耐藥品性（增重/%）固化劑二乙烯三胺烷二胺N—氨乙基哌嗪聚酰胺縮水甘油醚胺加成物沸丙酮3h0.631.70破壞破壞1.50沸水24h0.511.52.83.62.0脂環(huán)胺和和脂肪族環(huán)氧樹脂，例如乙二醇、三羥甲基丙烷、丁二醇、新戊二醇等的縮水甘油醚混合，可以得到室溫固化的優(yōu)良的無溶劑材料。涂料的耐藥品性優(yōu)良，強于脂肪族多胺。表1.3表示脂環(huán)族多胺固化脂肪族環(huán)氧樹脂涂料的耐藥品性。由表中可見，涂料顯示了優(yōu)良的耐

藥品性。表1.3脂環(huán)族多胺/脂肪族環(huán)氧樹脂涂料的耐藥品性藥品浸泡時間/月246812丙酮+++++50%乙醇+****95乙醇％+++**乙酸乙酯++++*溶纖劑+++++汽油0+++++苯+++DX乙酸丁酯+++++丁醇+++++10%苛性鈉+++++30%苛性鈉+++++三氯乙烯+++++去離子水+++++合成海水+++++雙丙酮醇+++++甲苯+++++氨水10%，25%DX注：+——無影響；*——梢軟；D——損傷；X——破壞。芳香胺中的代表性固化劑是間苯二胺（m-PDA）和二氨基二本砜（DDS）。它們的耐藥品性以彎曲強度保持率和外觀變化來表示（見表1.4所列）。由表中可見，芳香多胺對堿比較穩(wěn)定；對酸強度有所下降，但外觀上沒有太大的變化；對氧化物（次氯酸鈉）強度不降低，但外觀上變化較大（發(fā)黏）。就耐酸性而言，DDS不如m-PDA，在鹽酸中DDS固化樹脂的彎曲強度降幅較

大。表1.4芳香胺樹脂固化物的耐藥品性54C浸潰四」心丸、<J產(chǎn)IITf大。表1.4芳香胺樹脂固化物的耐藥品性54C浸潰四」心丸、<J產(chǎn)IITf［固化環(huán)氧撈脂］/w-prM■14(^”S5VX2H+150C^4hDOS?訕\*12()rX2hL■+2(KrcX2h雌綠無變化無變化嚴重發(fā)黏無變化1表面輕微模糊衣面輕微模糊發(fā)暗邊緣輕微膨潤輕微發(fā)點微發(fā)暗微發(fā)暗無變化無變化嚴誼發(fā)黏無變化輕微模糊輒了道撒發(fā)暗的邊發(fā)暗邊韁徹膨漓表面啓裂無變化「25%鹽戢 25%乙猷 100%三氯乙烯次氯酸衲-I蒸僵水 50%NaOH——25%H2SO4—J25%HC1 40%甲盛 25%鋸酸 I為3州硫戢鉗的LJ'%鹽戢 25%乙酸 100%三氯乙烯坍6%次氯駿鈉—蒸溜水 …50%NaOH 25%H3S<1, 25%HCI 理0%甲醛 25%^flfe I2出3%址赧鉗的I試驗虧品I 彎曲強度保持率/% |外觀變化］0 20 40 60 80 10（］f ■****" —「 ^ -ML3固化劑對耐熱性的影響未固化的雙酚A環(huán)氧樹脂有較好的熱穩(wěn)定性，而且分子量越大耐熱性越好，圖1.5表示未固化雙酚A環(huán)氧樹脂（E-40）在高溫下的熱失重，顯示有足夠高的耐熱性。超過200°C,氧化分解,在①位斷裂，生成酚氧游離基；進一步在②位生成苯基游離基（如下所示），逐次分解成C0、CH4、酚等，最后碳化。圖1.5未固化雙酚A環(huán)氧樹脂在加熱時的質(zhì)量損失

■Q2$SO75iOO125150175200環(huán)氧樹脂里加入固化劑之后，由于固化劑種類不同，固化條件和固化程度的不同，環(huán)氧樹脂固20QX：■Q2$SO75iOO125150175200環(huán)氧樹脂里加入固化劑之后，由于固化劑種類不同，固化條件和固化程度的不同，環(huán)氧樹脂固20QX：十175壬時間巾化物的耐熱性就不像未固化的環(huán)氧樹脂那樣表現(xiàn)單一。不同固化劑的環(huán)氧樹脂膠黏劑的耐熱性與其他膠黏劑耐熱性相比如圖1.6所示，固化劑不同，耐熱性相差很大。427圖1.6各種膠黏劑的耐熱性【膠黏劑】?PBl（聚苯并咪理.短時間）【耐熱性】re538-482PI（427圖1.6各種膠黏劑的耐熱性【膠黏劑】?PBl（聚苯并咪理.短時間）【耐熱性】re538-482PI（聚酰亞胺，短時間）371PBI（長時間）P1（長時間）316?硅樹脂，變性硅樹脂260?環(huán)氧/酚醛樹脂環(huán)氧/線型酚醛204-W149?環(huán)氧/芳香二胺聚乙烯醇縮丁醛/酚醛82?環(huán)氧/聚酰胺,酚醛/氯丁膠環(huán)氧/尼龍,環(huán)氧/脂肪胺環(huán)氧樹脂經(jīng)固化劑之后的耐熱性可從物理的和化學的兩個角度評價。物理上常用熱變形溫度（HDT），玻璃化溫度（T/，馬丁耐熱等值表示；化學上常用熱穩(wěn)定性、熱老化性、熱分解溫度等值表示。表1.5表示各種胺類固化劑的雙酚A環(huán)氧樹脂的熱變形溫度。芳胺固化劑的耐熱性高于脂肪胺和聚酰胺。提高固化溫度有利于固化物耐熱性的提高，就加聚型固化劑而言，固化溫度升高對耐熱性的提高以如下序列遞增：脂肪族多胺＜脂環(huán)族多胺＜芳香多胺=聚酚＜酸酐。

表1.5胺類固化劑對HDT的影響固化劑促進劑固化條件熱變形溫度。c二乙烯三胺23°C/4d66~76三乙烯四胺20°C/2h+115°C/0.5h95~120二乙基氨基丙胺60C/5h75~80120C/5h90間苯二胺(常溫/120h)+(150°C/6h)150165C/4~5h144二氨基二苯甲烷常溫/數(shù)目60~80聚酰胺150°C/20min11365C/3h60~10020°C/3d80°C/lh鄰苯二甲酸酐BDMA1%150°C/8h140~150六氯苯二甲酸酐BDMA1%(90°C/2h)+(200°C/lh)135甲基納迪克酸酐BDMA1%~2%(80C/4h)+(150°C/15h)122圖1.7表示各種芳胺固化物的HDT。在圖中所有芳胺之中的間苯二