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環(huán)氧樹脂室溫快速固化劑
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時間：2017-7-8 15:59:22 |
本文介紹環(huán)氧樹脂室溫快速固化劑。
以羥基化合物（聚己內(nèi)酯三元醇、正丁醇）和多聚磷酸為原料合成環(huán)氧樹脂室溫快速固化劑。
結(jié)果表明：正丁醇與聚己內(nèi)酯三元醇、羥基化合物與多聚磷酸的摩爾比分別為1.0∶10.0，2.0∶1.0，在75 ℃條件下反應(yīng)4 h，合成了能使環(huán)氧樹脂室溫快速固化的固化劑。環(huán)氧樹脂室溫快速固化劑用量為環(huán)氧樹脂質(zhì)量的30%時，環(huán)氧樹脂在室溫條件下5 min即可固化，且膠黏劑具有優(yōu)異的黏接性能。
環(huán)氧樹脂（EP）膠黏劑是一種應(yīng)用非常普遍的膠黏劑。它具有黏結(jié)力大、黏結(jié)強度高、收縮率小、尺寸穩(wěn)定、電性能優(yōu)良、耐介質(zhì)性好等優(yōu)點。EP必須與固化劑反應(yīng)形成體型結(jié)構(gòu)才具有實用價值。固化劑的結(jié)構(gòu)與品質(zhì)將直接影響EP的應(yīng)用效果，因此，開發(fā)新型固化劑遠比開發(fā)新型EP更為重要。
EP最為常用的室溫固化劑是脂肪胺，但該類固化劑調(diào)配的環(huán)氧體系放熱量大，使用期短，固化物硬且脆，且普遍毒性較大。
所以，目前迫切需要研制出一種毒性低，且在室溫下即可使EP快速固化的固化劑。本工作以聚己內(nèi)酯三元醇、正丁醇和多聚磷酸為原料，合成一種含磷固化劑，通過測定產(chǎn)物中磷酸酯的含量及其與EP混合后的凝膠時間，確定了合成該固化劑的最優(yōu)條件，并考察了固化劑用量對EP膠黏劑性能的影響。
實驗原料。正丁醇，分析純；聚己內(nèi)酯三元醇，相對分子質(zhì)量為540，工業(yè)品；多聚磷酸，P2O5質(zhì)量分 數(shù)為85%，分析純；EP，E51。
儀器和設(shè)備。Avatar 360型紅外光譜儀；CMT4304型萬能電子材料試驗機。
分析測試。采用混合指示劑法檢測磷酸酯、游離磷酸含量[4]；按GB/T 7124—2008測試剪切強度；將一定比例的EP與固化劑混勻，膠液從混合開始由可流動的液態(tài)轉(zhuǎn)變成固體凝膠所需時間即為凝膠時間。
二乙基甲苯二胺產(chǎn)品物理指標(biāo)
外觀（室溫下）： 淡黃色至棕色透明液體
沸點,(℃)： 308
密度(g/cm3)at(20℃)： 1.02
凝固點(℃)： -8
閃點,TCC，(℃)： 135
粘度,Cps at（20℃） 280
（25℃） 155
異氰酸酯當(dāng)量： 89.5
環(huán)氧樹脂當(dāng)量： 44.3
實驗方法。在裝有溫度計、攪拌器的四口燒瓶中加入羥基化合物[正丁醇和聚己內(nèi)酯三元醇的混合物，兩者摩爾比為（0.5~1.5）∶10.0，羥基化合物以—OH計算]，N2氣氛，攪拌，分批加入多聚磷酸（以P2O5 計算），n（—OH）/n（P2O5）為（1.8~2.2）∶1.0，控制反應(yīng)溫度為40~60 ℃，滴加完畢后將反應(yīng)體系 的溫度升至65~85 ℃，反應(yīng)2~5 h，再加入質(zhì)量為多聚磷酸質(zhì)量的5%的水，恒溫水解1~3 h，停止反應(yīng)得無色稀薄液體，即為磷酸酯固化劑。
測定產(chǎn)物中磷酸單、雙酯含量和殘留磷酸量，并將所得固化劑與EP按比例混勻，測定凝膠時間。
正丁醇用量對固化劑性能的影響 聚己內(nèi)酯三元醇與多聚磷酸反應(yīng)生成的磷酸酯有很好的強度和韌性，但固化劑黏度大；小分子羥基化合物所制磷酸酯反應(yīng)活性高，能快速與EP發(fā)生固化反應(yīng)，但固化物硬且脆。
將兩種磷酸酯固化劑混合使用，便會削弱各自的缺點，得到性能優(yōu)良的固化劑。因此，在聚己內(nèi)酯三元醇與多聚磷酸的反應(yīng)體系中加入定量正丁醇，正丁醇和聚己內(nèi)酯三元醇分別與多聚磷酸反應(yīng)生成磷酸酯化合物，所得產(chǎn)物為兩種磷酸酯的混合物，該產(chǎn)物與EP混合后的固化速率比單獨用聚己內(nèi)酯三元醇制備的固化劑快，同時，反應(yīng)物及產(chǎn)物的黏度降低，膠黏劑的強度提高。
選擇n（—OH）/n（P2O5）為2.0∶1.0，在75 ℃ 條件下反應(yīng)4 h，按EP與固化劑質(zhì)量比為100∶30將兩者混合，進行固化反應(yīng)，在室溫（25 ℃）下測定凝膠時間。隨著正丁醇含量的增加，膠黏劑的凝膠時間變短，剪切強度提高。
但是，固化速率太快也會導(dǎo)致固化劑與EP反應(yīng)不完全，使體系含有殘留的P—O，游離的P—O會促進樹脂的破壞，從而影響膠黏劑性能。為了使膠黏劑既能快速固化，同時又具有較好的強度，選擇正丁醇與聚己內(nèi)酯三元醇的摩爾比為1.0∶10.0。
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