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改性芳香胺環(huán)氧樹脂室溫固化劑
| 來源：邵君( 先生，國(guó)內(nèi)國(guó)際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時(shí)間：2017-6-24 17:49:59 |
本文介紹改性芳香胺環(huán)氧樹脂室溫固化劑。
改性芳香胺環(huán)氧樹脂室溫固化劑通過甲醛與苯胺縮合所生成的縮聚多元伯胺能獲得良好的固化性能。著重研究了改性芳香胺環(huán)氧樹脂室溫固化劑中胺醛物質(zhì)的量比、催化劑對(duì)縮合物的影響。
環(huán)氧樹脂是一種應(yīng)用非常廣泛的熱固性樹脂，它的應(yīng)用及性能很大程度上依賴固化劑的性能。在固化劑中芳香胺固化劑的性能優(yōu)于脂肪胺固化劑，但必須在高溫下固化才能獲得優(yōu)良的性能，這使它在應(yīng)用上受到很大限制，人們一直在尋找一種能在室溫下固化并具有芳胺性能的固化劑。
眾所周知，許多線型合成樹脂低聚物如酚醛樹脂、聚酰胺樹脂、聚硫橡膠等都可以作環(huán)氧樹脂固化劑，但仍需加熱或長(zhǎng)時(shí)間固化才能賦予優(yōu)良的性能，苯胺醛類樹脂具有芳香胺的結(jié)構(gòu)，因此它具有芳香胺的性能。
本文重點(diǎn)研究了影響苯胺與醛類縮聚反應(yīng)因素及固化劑的基本性能及用途，并得到工業(yè)化生產(chǎn)工藝配方和技術(shù)參數(shù)。
實(shí)驗(yàn)所用的原材料均為工業(yè)品。苯胺，99%(南京化工廠)，促進(jìn)劑—9(自制)、甲醛，36%～37%(蘇州精細(xì)化工集團(tuán)公司)，其它的DMMP、二乙二醇甲醚、鄰苯二甲酸二丁酯均系進(jìn)口。
苯胺-醛縮聚物合成方法。苯胺與甲醛在酸催化下縮聚生成線型縮聚多元伯胺，具體操作:將苯胺和催化劑投入反應(yīng)容器，在嚴(yán)格控制溫度(90±5)℃下滴加甲醛。滴加完畢繼續(xù)反應(yīng)2h，反應(yīng)完畢靜止分水、脫水。制得苯胺-甲醛縮聚物。
催化劑的選擇。在合成苯胺-甲醛縮聚物時(shí)用酸性催化劑。酸性催化劑可選用無機(jī)酸或有機(jī)酸，在同樣條件下，兩種酸所得產(chǎn)物粘度不相同，說明兩種酸催化劑所得的縮聚胺分子質(zhì)量分布不盡相同。
二乙基甲苯二胺(DETDA)是隨著聚氨酯的發(fā)展,于80年代初工業(yè)化并大量使用的一種位阻芳香二胺擴(kuò)鏈劑,為低粘度、無毒、無味的液體。用于聚氨酯中,可提高制品強(qiáng)度和耐水解性,使制品生產(chǎn)率大大提高,并使大尺寸、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的聚氨酯制品工業(yè)化成為可能。detda與異氰酸醋較快的反應(yīng)速度還特別適用于無溶劑、快固型涂料。此外,還可作為環(huán)氧、醇酸樹脂固化劑,橡膠油類抗氧劑、染料、農(nóng)藥中間體,是一種很有前途的化工新產(chǎn)品。
無機(jī)酸通常選用鹽酸，其缺點(diǎn)是酸含量低，水含量大，反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，需要中和、水洗。有機(jī)酸避免上述缺點(diǎn)。我們選用自制的促-9作催化劑。苯胺與甲醛物質(zhì)的量比的影響。隨著苯胺與甲醛物質(zhì)的量比、介質(zhì)pH值、催化劑種類不同，得到縮合物有很大差異。文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)(如表1所示)，通過調(diào)節(jié)醛與苯胺物質(zhì)的量比可以得到油狀液體、粘稠液體、半固態(tài)、固體的縮聚物。
不同熔點(diǎn)的縮聚物其固化終端產(chǎn)品性能不同，高熔點(diǎn)固化物耐熱好，韌性好。
為了得到液態(tài)的縮聚胺考察了物質(zhì)的量比對(duì)粘度的影響。此時(shí)的反應(yīng)條件是催化劑8%，反應(yīng)溫度80℃，反應(yīng)時(shí)間3h。
催化劑用量對(duì)粘度影響 此時(shí)反應(yīng)條件為n(苯胺)∶n(甲醛)=1∶ 015，反應(yīng)溫度80℃，反應(yīng)時(shí)間3h。
通過上述實(shí)驗(yàn)得出最佳合成條件為苯胺-甲醛物質(zhì)的量比為1∶015，催化劑用量8%，反應(yīng)溫度80℃，反應(yīng)時(shí)間3h。所得縮合物的粘度為910～1410Pa?s。4 固化劑配制及固化物性能411 固化劑配制在上述縮聚胺中加入適量的稀釋劑，加熱、充分混合，粘度控制在(110±012)Pa?s，胺值13～15。
將618環(huán)氧樹脂與固化劑按質(zhì)量比為100∶65～70混合，在室溫25℃，2～3h凝膠，24h固化完全。以此配比制成的試樣經(jīng)室溫固化后其材料性能如表4所示。在此配方基礎(chǔ)上添加填料制成的灌注料性能如表5所示。加溫固化，可采用80℃/015h+100℃/1h，性能進(jìn)一步提高。
以有機(jī)酸為催化劑合成苯胺-甲醛縮聚物工藝簡(jiǎn)單，操作方便，生產(chǎn)周期短，易于工業(yè)化生產(chǎn)。
以苯胺-甲醛縮聚物配制的固化劑粘度低，特別適于室溫固化、大型灌注絕緣工藝的行輸出變壓器、鎮(zhèn)流器、點(diǎn)火線卷的灌封，產(chǎn)品表面亮度優(yōu)異。固化物性能基本滿足各領(lǐng)域使用要求。 固化劑成本低，適宜推廣。
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