環(huán)氧樹脂固化劑分類(lèi)
1.堿性固化(huà)劑:脂肪二胺、多胺、芳香族多胺、雙氰雙胺、咪唑(zuò)類、改性胺類(lèi)。
2.酸性固化劑:有機酸酐、三氟化硼及(jí)絡合物。
3.加成型固化劑(jì):脂肪胺(àn)類(lèi)、芳香族(zú)、脂肪環類、改性胺類、酸酐類、低分子聚酰胺和潛伏性胺。
4.催化(huà)型固化劑:三級胺類和咪唑(zuò)類。
典(diǎn)型環氧樹脂固化劑固化機理
(1)胺類固化機理
1.一級胺固化機理
若按氮原子上取代基(R)數目可分為一(yī)級胺、二級胺和三級胺;若(ruò)按N數目可分為單胺、雙胺和多(duō)胺;按結構可分為脂肪胺、脂(zhī)環(huán)胺和芳香(xiāng)胺。
一級胺對環氧樹脂固化作用按親核加成機理進行,每一個活潑氫可以打開一個環氧(yǎng)基(jī)團,使之交聯固化。芳香(xiāng)胺與脂環胺的固(gù)化機理與一級胺(àn)相似(伯胺、仲胺和叔胺) ① 與環氧基反應生成二(èr)級胺(àn)② 與另一環氧基反應生成三級(jí)胺(àn) ③ 生(shēng)成的(de)羥基(jī)與環氧樹(shù)脂反應
2.固化促進機理:在固化體係中(zhōng)加(jiā)入含給質子基團的化合物如苯酚(fēn),就會(huì)促(cù)進胺類固(gù)化,這可能(néng)是一個雙分(fèn)子反應(yīng)機理,即給質子體羥基上的固發氫(qīng)首先與環(huán)氧基上的氧形成氫鍵,是環氧基進一步極化,有(yǒu)利於(yú)胺類的N對環氧基的親核進攻,同時完成氫原子的加成。
(2)有機酸(suān)酐固化劑特點和反應機理(lǐ)
酸酐(gān)類固化劑優點:1.揮發性小,毒(dú)性低,對(duì)皮膚的刺激性小;2.對環氧樹脂的配合量大,與(yǔ)環氧樹脂混熔後粘度低,可以(yǐ)加入較(jiào)多的填料(liào)以(yǐ)改(gǎi)性,有利於降低成本;3.使用期長,操作方便。缺點::1.由於固(gù)化反應較(jiào)慢,收縮率較小;2.所需的固化溫度相對比較高,3.不易改性;4.貯(zhù)存時易吸濕生成(chéng)遊離酸造成不(bú)良影響(固化速度慢、固化物性能下降);5.固化產(chǎn)物的耐堿(jiǎn)、耐溶(róng)劑性能相對要差一些。
這一類固化反應以有無促進劑的存在分成兩種形式(shì)
(I)、在無促進劑存在(zài)時,首先環氧樹脂中(zhōng)的羥基與酸酐反應,打開酸酐,然後(hòu)進行加(jiā)成聚合反應,其順序如下:(1)羥基對酸酐反應,生成酯鍵和羧酸;(2)羧酸對環氧基加成,生成(chéng)羥基;(3)生成的羥基與其他酐基繼續反應。這個反應過程反複進行,生成體型聚合物。另外,在此種體係中,由於處於酸性狀(zhuàng)態,與上述(shù)反應平(píng)行進行的反應是別的環氧基(jī)與羥基的(de)反應,生成(chéng)醚鍵。從上述機理中可以看出,固化物中含有醚鍵和酯鍵兩種結構,而且反應速(sù)度受環氧基濃度、羥基濃度的支配。
(II)、在促進劑(jì)存在的條件下,酸酐固化反應用路(lù)易斯堿促進。促進劑(一般采用叔胺)對酸酐的進攻引發反應開始,其主要反應有:(1)促進劑進攻酸酐,生成羧酸鹽(yán)陰離子;(2)羧酸鹽陰離子和環氧基反應,生(shēng)成氧陰離子;(3)氧陰離子與別的酸酐(gān)進行反應,再次生成羧酸鹽(yán)陰(yīn)離子。這樣,酸酐與環氧基交互(hù)反應,逐步進行加成聚合。在促進劑路易斯堿存在的條件下,生成的鍵全是酯鍵,未發(fā)現如同無促進劑存在時所生成的醚鍵。在促進劑存在時,環氧(yǎng)樹脂的固化(huà)速度也受體(tǐ)係(xì)內羥基濃(nóng)度的支(zhī)配。因此,添加促(cù)進劑對液態環氧(yǎng)樹脂非常有效,120~150℃即能完成固化反應。但對於固態環氧樹脂,則要(yào)充分(fèn)注意適用期非常(cháng)短的問題。在促進劑不存在時,從理論上講,應當一個環(huán)氧基對(duì)一個酸酐,而實際(jì)上僅用化學理(lǐ)論量的80%~90%就足夠(gòu)了。在促進劑存在時,酸酐用量為化學理論量。
(3)咪唑類固化劑的反應機理
咪唑類固化劑分子(zǐ)結構中存在著1位(wèi)仲胺氮原子和3位叔胺氮原子,它對環氧樹脂進行固化反(fǎn)應時,一般(bān)認為是咪(mī)唑環上3位氮原子(zǐ)首(shǒu)先(xiān)使環氧樹脂中的環(huán)氧基開環,當1位氮原子(zǐ)上存在氫原子(zǐ)時,發生氫質子轉移,然後1位氮原子再與環氧樹(shù)脂反應(yīng),形(xíng)成1:2加成產物;而(ér)當1位氮原子上存在取代基時,1位氮原子不與環氧脂反應,僅3位氮原子使環氧樹脂中的環氧(yǎng)基開環形成1:1加成產物。在上述2種情況下,最後環氧基開環產生的氧負(fù)離子繼續催化環(huán)氧樹脂開環聚合。
本文出自:
東莞市東(dōng)升地坪材料有(yǒu)限公司www.abcvx.com
環氧地坪漆效果圖