環(huán)氧樹(shù)脂目前正向著功能化、專用化、配套化、系列化、精細(xì)化、高純化、綠色化的方向發(fā)展,其所使用的固化劑也應(yīng)適應(yīng)它的發(fā)展性能要求。當(dāng)前,對(duì)固化劑的研究主要是改善樹(shù)脂的耐溫性、耐候性、脆性和固化速度等方面的缺陷,提高樹(shù)脂的某些特殊性能或整體性能。??
現(xiàn)有固化劑改性
?? 固化劑改性技術(shù)由于方法多、成本低、效果好,所以應(yīng)用為廣泛。改性的主要思路是在原來(lái)的結(jié)構(gòu)上引入新的基團(tuán)或特殊結(jié)構(gòu),以合成出新的固化劑品種,達(dá)到改善樹(shù)脂性能的目的。
?? 多元胺類固化劑改性方法?
?? 胺類固化劑種類多、用量大、用途廣。它包含脂肪族類、聚酰胺類、脂環(huán)族類、芳香族類以及各種改性多元胺類等多種不同結(jié)構(gòu),因而其性狀、固化溫度、固化速度和固化物的性能相差很大。通常的胺類固化劑(如乙二胺,二乙烯三胺等)存在毒性大、配比太嚴(yán)、固化偏快、常溫下?lián)]發(fā)性大,還要吸收空氣中的co2導(dǎo)致固化效果低等缺點(diǎn)。對(duì)其改性可提高環(huán)氧樹(shù)脂固化物的綜合性能,克服上述不足。
?? 改性脂肪胺類,如三乙烯四胺、二乙烯三胺、乙二胺等可與有機(jī)酮類進(jìn)行親核加成反應(yīng)脫水生成亞胺,亞胺再與環(huán)氧樹(shù)脂組成的體系經(jīng)過(guò)水分和濕氣的作用將酮亞胺分解成胺,從而使環(huán)氧樹(shù)脂固化,其缺點(diǎn)是使用期短、固化速度慢。武田敏之及其日本專利對(duì)此提出了相應(yīng)的解決方法。李志宏[2]將改性劑含酚羥基有機(jī)烷氧基硅烷加入到雙酚f型環(huán)氧樹(shù)脂中,兩者相容性較好,固化物力學(xué)性能高,改性后的玻璃態(tài)線性熱膨脹系數(shù)與楊氏彎曲模量同時(shí)下降,內(nèi)應(yīng)力指數(shù)降低,彎曲強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度提高較大,抗開(kāi)裂指數(shù)提高。
?? 改性芳香族二胺類:常用的芳香二胺類固化劑有m-pda(間二胺)、ddm(二胺基二甲烷)、dds(二胺基二砜)等,以對(duì)dds研究得多,其固化溫度可達(dá)到200℃,常采用加入促進(jìn)劑的方法來(lái)降低其固化溫度。dds與環(huán)氧樹(shù)脂的混合物適用期可達(dá)一年之久。
?? 改性咪唑類:根據(jù)反應(yīng)機(jī)理不同可分為兩種,一種是利用咪唑環(huán)上1位處仲胺上的活潑氫進(jìn)行改性,常用的改性劑有異氰酸酯、氰酸酯、內(nèi)酯等[4-5];二是利用咪唑環(huán)上3位處n原子的堿性進(jìn)行改性,常用的改性劑有酸酐、有機(jī)酸、硼酸、金屬無(wú)機(jī)鹽類等。
?? 酸酐類固化劑改性方法
?? 酸酐類固化劑的缺點(diǎn)是固化周期長(zhǎng)、固化溫度高,通常要加熱至80℃以上才能起固化反應(yīng)。因此,為了降低固化溫度,常與促進(jìn)劑一起使用。dmp-30是一種很好的固化促進(jìn)劑,能降低溫度30~50℃,縮短固化時(shí)間2~4 h,固化產(chǎn)物的強(qiáng)度也有所提高,對(duì)高溫固化有很好的促進(jìn)作用。
?? 酸酐類固化劑一般不容易改性,顯在型固化劑通常直接使用,潛伏型固化劑則需加入適當(dāng)?shù)拇龠M(jìn)劑,如單乙胺、三氟化硼、鋁配合物、磷翁復(fù)合物等,可降低固化溫度、縮短固化時(shí)間[8]。
? 2.1.3雙氰胺類固化劑改性方法
?? 雙氰胺為潛伏型固化劑,它有多個(gè)活性基團(tuán)能參加反應(yīng),但固化溫度較高,固化機(jī)理復(fù)雜。常采用加入促進(jìn)劑或在雙氰胺分子中引入芳香族胺類結(jié)構(gòu)的方法來(lái)降低固化溫度,這類促進(jìn)劑主要是氯基二甲基脲、聚乙烯哌嗪、咪唑類化合物等。采用引入芳香族胺類結(jié)構(gòu)的方法來(lái)降低固化溫度以日本研究較多,如有用dde(4,4二氨基二醚)、ddm(4,4二氨基二甲烷)、dds(4,4二氨基二砜)等芳香族二胺分別與雙氰胺反應(yīng)制得其衍生物的報(bào)道。國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)此研究較少,溫州清明化工采用雙氰胺與環(huán)氧丙烷反應(yīng)制得雙氰胺md-02,其熔點(diǎn)比雙氰胺降低了45℃左右。
?? 其他改性方法
?? 有機(jī)酰肼類固化劑與環(huán)氧樹(shù)脂混合后可貯存4個(gè)月,降低固化溫度所使用的促進(jìn)劑與雙氰胺類相似[13]。路易斯酸胺類絡(luò)合物也是較好的一種潛伏型固化劑,徐曉鳴等新合成的三氟化硼胺絡(luò)合物具有良好的性能。另外,微膠囊類固化劑采用將固化劑用微細(xì)的油滴包裹起來(lái)形成膠囊的方法,加入到樹(shù)脂中暫時(shí)封閉起來(lái),在一定的條件下釋放出固化劑進(jìn)行固化反應(yīng)。