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低溫固化劑性能測(cè)試
| 來源：邵君( 先生，國(guó)內(nèi)國(guó)際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時(shí)間：2017-5-19 15:40:15 |
低溫固化劑性能測(cè)試對(duì)幾種市售的低溫下使用的固化劑產(chǎn)品性能進(jìn)行了研究測(cè)定。
在低溫固化劑性能測(cè)試研究里采用一種苯基烷基胺固化劑作為對(duì)照物,這是因?yàn)樵诠I(yè)上它的低溫性能為大家所熟悉。
低溫固化劑性能測(cè)試中，固化劑1是一種低溫下使用的改性胺加成物。固化劑2是一種胺加成物,它是以60%wt固體份的正丁醇/二甲苯溶液提供的。低溫環(huán)氧涂料以它為固化劑時(shí)固化迅速而且有優(yōu)秀的耐溶劑性。固化劑3是一種非酚類的改性Mannich堿,可使低溫固化涂料快速固化。
本研究的第一部分是對(duì)這些固化劑固化標(biāo)準(zhǔn)的雙官能度液體環(huán)氧樹脂(WPE=198,附錄1)性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。每一種漆料混合均勻并用混合溶劑(甲基異丁酮/二甲苯/正丁醇=1:1:1)稀釋到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,濕膜63μ),施工后涂膜立即放入恒溫恒濕箱中。
對(duì)涂膜的透明性、粘性以及鉛筆硬度進(jìn)行周期性測(cè)定,測(cè)定進(jìn)行一個(gè)周期(二星期)。每種漆基體系均采用三種不同的環(huán)境條件進(jìn)行固化:25℃,相對(duì)濕度(RH)55%;10℃,RH90%,和4.5℃,RH80%。
除了測(cè)定清漆漆膜的性能之外,我們還用差示掃描熱量?jī)x(DSC)測(cè)試漆基體系的固化速率。該測(cè)定法包括三步。第一步是通過DSC/TGA(熱重分析)的聯(lián)用對(duì)混合組份(不加溶劑)進(jìn)行溫度掃描范圍的測(cè)定。測(cè)定結(jié)果表明,溫度范圍受固化放熱所決定,在溫度上限,失重仍然可以忽略不計(jì)(即小于1%重量份)。
運(yùn)用DSC/TGA(從-50到170F)確定溫度掃描范圍之后,在恒定加熱速率(10℃/min)下以DSC掃描,對(duì)每種漆基體系的總反應(yīng)熱(△H總)進(jìn)行測(cè)定。達(dá)到溫度上限后,將樣品驟冷到-50℃,重新加熱測(cè)定看是否有后固化現(xiàn)象出現(xiàn)。在所有的情況下,當(dāng)每二次DSC掃描時(shí)都沒有發(fā)現(xiàn)有后固化現(xiàn)象。
二乙基甲苯二胺產(chǎn)品用途
DETDA是一只十分有效的聚氨酯彈性體擴(kuò)鏈劑，尤其適用于RIM（反應(yīng)注射成型）和SPUA（噴涂聚脲彈性體）上；同時(shí)也可用作是聚氨酯彈性體以及環(huán)氧樹脂的芳香族二胺固化劑，用于澆注、涂料、RIM及膠黏劑，也是聚氨酯及聚脲彈性體的擴(kuò)鏈劑。 detda是一種位阻型芳香族二胺，乙基和甲基的位阻作用使得其活性比甲苯二胺(TDA)低得多。它與聚氨酯預(yù)聚體的反應(yīng)速度比DMTDA快數(shù)倍，比MOCA快約30倍。主要用于RIM聚氨酯體系以及噴涂聚氨酯(脲)彈性體涂料體系，具有反應(yīng)速度快，脫模時(shí)間短、初始強(qiáng)度高、制品耐水解、耐熱等優(yōu)點(diǎn)。另外該品還可用作彈性體、潤(rùn)滑劑及工業(yè)油脂的抗氧劑，以及化學(xué)合成中間體。
測(cè)試工作的最后一步是將一新混合好的樣品裝載于DSC器皿里并立即冷凍樣品至-130℃(用干冰);同時(shí)制備齊七個(gè)樣品,制備七個(gè)樣品的總時(shí)間小于5min,將密封的DSC器皿貯存在4.5℃的冷凍器里至預(yù)定天數(shù)。
到了規(guī)定的天數(shù),從冷凍器中取出一個(gè)密封的樣品并立即在0℃/min恒定升溫速率下用DSC進(jìn)行掃描測(cè)定。按此得到七個(gè)數(shù)據(jù),畫出一曲線,積分DSC掃描線下方的面積,得出漆基體系于4.5℃下經(jīng)X天固化后的剩余反應(yīng)熱(△H剩),用下面方程式(1)來計(jì)算每個(gè)樣品的反應(yīng)程度(或固化%):
反應(yīng)程度,%=(1-［△H剩/△H總］×100)(1)
我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)在標(biāo)準(zhǔn)室溫條件下(25℃,RH55%),每一種固化劑同液體環(huán)氧樹脂相混合所得的涂料有相對(duì)較快的干燥時(shí)間及膠化時(shí)間。因固化劑3有最短的膠化時(shí)間與Gardner干燥時(shí)間,所以它具有最大的活性。
固化劑2看起來膠化時(shí)間最長(zhǎng),是因它含有溶劑以至使Shyodu膠化時(shí)間變長(zhǎng)了。在沒有溶劑的情況下,固化劑2是一種固體樹脂,因此它的膠化時(shí)間的測(cè)量無法如實(shí)進(jìn)行。固化劑2與液體環(huán)氧樹脂的摻合物的Gardner干燥時(shí)間是第二位快的,但是這個(gè)速度可能包含某些來自這種胺加成物溶液的假揮發(fā)性漆干燥的因素。
理論上來講，環(huán)氧樹脂的固化是一個(gè)活化氫分子與一個(gè)環(huán)氧分子作用，形成完整的三維空間結(jié)構(gòu)，但是水性環(huán)氧涂料固化固化過程是以固化劑為中心，逐漸向環(huán)氧樹脂微粒內(nèi)部擴(kuò)散，固化劑分子首先與環(huán)氧樹脂分散相粒子的表面接觸并發(fā)生固化固化反應(yīng)，隨著固化反應(yīng)的進(jìn)行，粒子表面的環(huán)氧樹脂相對(duì)分子質(zhì)量和玻璃化溫度均逐漸提高，使得固化劑分子向粒子內(nèi)部的擴(kuò)散速度逐漸變慢，這就意味著環(huán)氧樹脂分散相粒子內(nèi)部進(jìn)行的固化反應(yīng)較其表面少，導(dǎo)致內(nèi)部固化密度低，最終并非所有的環(huán)氧基都有機(jī)會(huì)與固化劑的活化基團(tuán)作用。因此，在實(shí)際應(yīng)用中需要研究水性環(huán)氧乳液與固化劑的比例對(duì)涂層性能的影響，找出最佳配比。
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