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芳香胺類固化劑
| 來(lái)源：邵君( 先生，國(guó)內(nèi)國(guó)際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時(shí)間：2017-6-28 20:41:46 |
研究了幾種不同芳香胺類固化劑與環(huán)氧樹(shù)脂的固化性能，確定一種可用于覆銅板的芳香胺固化劑。通過(guò)凝膠化實(shí)驗(yàn)和DSC掃描的方式測(cè)試幾種芳香胺類固化劑的反應(yīng)活性，并測(cè)試了樹(shù)脂澆鑄體的介電性能。
結(jié)果表明，MOCA固化劑綜合性能優(yōu)異，Ethacure100固化劑工藝性能優(yōu)良，DDS固化劑固化溫度比較高，使用起來(lái)相對(duì)比較困難。最后，選用Ethacure100固化劑固化酚醛環(huán)氧樹(shù)脂，制備覆銅箔層壓板(CCL)，并測(cè)試板材的基本性能。
芳香胺類固化劑的分子結(jié)構(gòu)里都含有穩(wěn)定的苯環(huán)結(jié)構(gòu)，胺基直接與苯環(huán)相連。由于苯環(huán)的主體障礙作用，與環(huán)氧樹(shù)脂的固化交聯(lián)反應(yīng)活性比脂肪胺小;由于苯環(huán)的存在，固化物具有較高的耐熱性和良好的耐水性、電性能以及力學(xué)性能。因此在宇航材料和絕緣材料行業(yè)有很大的應(yīng)用前景。
常用的芳香胺類固化劑有二氨基二苯甲烷(DDM)、二氨基二苯砜(DDS)等，而對(duì)3，3-二乙基-4，4二氨基二苯甲烷(DEDDM)、3，3-二氯-4，4二氨基二苯甲烷(MOCA)和二乙基甲苯二胺(Ethacure100)，這些芳香胺的性能研究的很少，尤其是Ethacure100固化劑是一種液態(tài)的、低黏度、低毒性的芳香胺固化劑，特別適合于樹(shù)脂澆鑄件和層壓制品，目前這類固化劑還未有報(bào)道。
實(shí)驗(yàn)原料。DDM:工業(yè)級(jí);DDS:工業(yè)級(jí);MOCA:工業(yè)級(jí);Ethacure100:工業(yè)級(jí);DEDDM:工業(yè)級(jí);鄰甲基酚醛環(huán)氧樹(shù)脂:環(huán)氧當(dāng)量200~240g/mo，l工業(yè)級(jí)。
實(shí)驗(yàn)儀器凝膠化測(cè)試儀:GT!型;介電常數(shù)測(cè)試儀:HP4921型;差示掃描分析:DSC204，升溫速率10?/min;蒸汽壓機(jī);剝離強(qiáng)度測(cè)儀:ASIDALTIIA型;阻抗測(cè)試儀:4339B;材料試驗(yàn)機(jī):ROELLZ005。
試樣制備膠液的配制:鄰甲基酚醛環(huán)氧樹(shù)脂/芳香胺類固化劑=1/1(環(huán)氧基和胺的活潑氫理論當(dāng)量)，其中DDS和MOCA體系加入少量的三氟化硼單乙胺做促進(jìn)劑。
樹(shù)脂澆鑄體的制備:將上述配制好的膠液倒入提前制備好的模具中，并涂上脫模劑。然后將模具放入到真空烘箱中，60?抽真空8h。然后程序升溫。
升溫程序如下:120?/2h+140?/2h+160?/2h。
二乙基甲苯二胺(DETDA)是聚氨酯彈性體以及環(huán)氧樹(shù)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。
凝膠化實(shí)驗(yàn)熱固性高分子在生成體型高分子的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)凝膠化現(xiàn)象，即當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時(shí)，反應(yīng)體系的黏度會(huì)突然增加，突然轉(zhuǎn)變成不溶、不熔、具有交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的彈性凝膠。
這時(shí)的反應(yīng)程度稱為凝膠點(diǎn)，達(dá)到凝膠點(diǎn)的時(shí)間即為凝膠化時(shí)間。凝膠時(shí)間太長(zhǎng)或太短都不利于工業(yè)生產(chǎn)，適宜的凝膠化時(shí)間對(duì)實(shí)驗(yàn)和工業(yè)性生產(chǎn)控制具有重要意義。由于樹(shù)脂在凝膠點(diǎn)時(shí)的反應(yīng)程度相等，所以樹(shù)脂反應(yīng)的速率可以用凝膠化時(shí)間來(lái)表示。
一定溫度下，樹(shù)脂的凝膠化時(shí)間越短，反應(yīng)的速率越快，樹(shù)脂的活性越高;相反樹(shù)脂的凝膠化時(shí)間越長(zhǎng)，反應(yīng)的速率越慢，樹(shù)脂的活性則越低。
通過(guò)在171?無(wú)促進(jìn)劑作用的條件下凝膠化時(shí)間測(cè)試看出:DDS和MOCA這兩種芳香胺類固化劑在高溫?zé)o促進(jìn)劑作用的條件下反應(yīng)活性非常低，幾乎沒(méi)有反應(yīng);DDM的反應(yīng)活性最高，其次是DEDDM，Ethacure100居中。
通過(guò)測(cè)試室溫條件下放置不同時(shí)段膠液的凝膠化時(shí)間可以看出;DDM體系膠液的貯存溫度性最差，一周后膠液已經(jīng)凝膠無(wú)法使用;DDS和MOCA兩種膠液體系的貯存穩(wěn)定性最好，兩周內(nèi)基本上沒(méi)有發(fā)生交聯(lián)反應(yīng);DEDDM和Ethacure100兩種膠液體系在一周內(nèi)的凝膠化時(shí)間變化約50s，說(shuō)明體系僅有輕微的凝膠現(xiàn)象發(fā)生。
作者認(rèn)為發(fā)生上述現(xiàn)象的原因?yàn)?DDM類的固化劑分子結(jié)構(gòu)中兩端的端胺基活性較高，很容易和環(huán)氧基發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，DEDDM分子中由于在鄰位有乙基的存在，空間位阻的作用使得DEDDM同等條件下的反應(yīng)活性較DDM稍低;但是，MOCA分子中在胺基的鄰位有氯原子的存在，強(qiáng)烈的吸電子作用使得胺基氫的活性大大降低，類似于DDS分子中的硫砜鍵，因而二者的反應(yīng)性很低。
文章版權(quán)：張家港雅瑞化工有限公司
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