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環(huán)氧樹脂體系擴鏈劑
| 來源：邵君( 先生，國內國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時間：2018-1-29 11:12:53 |
制備了聚氨酯改性環(huán)氧樹脂體系，并通過紅外光譜分析，研究了異氰酸酯端基的聚氨酯預聚體、環(huán)氧樹脂體系擴鏈劑、環(huán)氧樹脂及其固化劑之間相互反應的規(guī)律。
聚氨酯、環(huán)氧樹脂二者之間形成IPN結構過程中，環(huán)氧樹脂與其固化劑之間發(fā)生固化反應;環(huán)氧樹脂體系擴鏈劑對PU預聚體進行擴鏈;同時TDE-85同PU預聚體之間還發(fā)生兩相間的化學反應，環(huán)氧樹脂體系擴鏈劑有效地提高2種聚合物之間的相容性和穩(wěn)定性，從而可以提高環(huán)氧樹脂性能，達到改性目的。
環(huán)氧樹脂具有很多優(yōu)點，如機械強度高、粘結力強、收縮率低、穩(wěn)定性好、加工性能優(yōu)良等，被 廣泛使用于涂料、粘結劑、電氣產(chǎn)品、土木建筑、復合材料等領域。然而由于其性脆、不夠強韌、抗沖擊性差，成為影響其市場進一步擴大的難題，為此必須對其進行改性。
目前對環(huán)氧樹脂采用的主要改性方法之一，就是聚氨酯改性環(huán)氧樹脂，在適當?shù)臈l件下使得二者形成互穿網(wǎng)絡結構，從而達到提高環(huán)氧樹脂韌性，同時不降低其強度、耐熱性的目的。
然而，在聚氨酯改性環(huán)氧樹脂時由于原料的多樣性，且各種原料所含官能團在一定程度上可發(fā)生 反應并且相互產(chǎn)生影響，使得聚氨酯改性環(huán)氧樹脂體系的固化機理復雜化。
通常的文獻上只是籠統(tǒng)的根據(jù)各種原料的官能團指出了體系內可能存在的反應，或者僅就開始原料和最終產(chǎn)物做結構分析，而并未對反應過程做進一步的研究。
甲基環(huán)己二胺(脂環(huán)胺類固化劑擴鏈劑HTDA)是一種帶側甲基的脂環(huán)胺單體，是一支新型的脂環(huán)胺類環(huán)氧樹脂固化劑。
該產(chǎn)品可單獨用作固化劑，還可與其他普通環(huán)氧固化劑（如：脂肪胺，脂環(huán)胺、芳香胺、酸酐等）或通用促進劑（如：叔胺、咪唑）混合使用，在寬廣的溫度范圍類固化環(huán)氧樹脂，適用于復合材料、涂料、膠粘劑和地坪等領域;可用于聚酰胺、聚酰亞胺等有機合成;可用于聚氨酯做胺類擴鏈劑，與異氰酸酯基形成脲鍵，提高產(chǎn)品的綜合性能。
3001cm-1、2931 cm-1左右處的吸收峰是飽和C—H伸縮振動峰，1736cm-1處是羰基伸縮振動峰，1180cm-1、1133cm-1左右處出現(xiàn)的兩個醚鍵C—O—C吸收 峰，處于高頻的為反對稱伸縮振動峰，強度很高，出現(xiàn)在低頻的為對稱伸縮振動峰，強度較小。
908cm-1左右處的是環(huán)氧基的特征峰，727cm-1左右處的寬峰，是采用四氯化碳稀釋TDE-85時引入的C—Cl鍵的吸收峰。對比TDE-85和1#譜線，發(fā)現(xiàn)1#樣品的紅外光譜圖中908cm-1左右處的環(huán)氧基特征峰已基本消失，且在3629cm-1左右處出現(xiàn)了吸收峰，這應該是CO雙鍵的倍頻峰。結合文獻，可以推測1#樣品的反應歷程可分為以下3個階段: 首先，促進劑DMP-30進攻酸酐生成羧酸鹽陰離子。其次，羧酸鹽陰離子和環(huán)氧基(TDE-85中脂環(huán)上的環(huán)氧基也會發(fā)生類似反應，下同)反應生成氧陰離子。
此羧酸鹽陰離子再與環(huán)氧基發(fā)生開環(huán)聚合反應，這樣一步一步地交替進行固化反應。 TDE-85和2#樣品的紅外光譜對比2#、TDE-85的紅外光譜圖，可以看到，2條譜線非常相似，除了2#3535cm-1左右處多了O—H伸縮振動吸收峰外，其余各峰基本相同，且2# 樣品經(jīng)過程序固化溫度，沒有固化，仍然為液體，這些說明了在給定的條件下，TDE-85和環(huán)氧樹脂體系擴鏈劑并未發(fā)生反應。多的羥基振動峰是因為加入的環(huán)氧樹脂體系擴鏈劑和TDE-85沒有反應，引入了羥基的緣故。
在聚氨酯（脲）彈性體中，必須加入催化劑來提高樹脂組分的反應活性。催化劑通常有兩類：有機金屬催化劑和胺類催化劑。催化劑對凝膠反應和發(fā)泡反應的催化活性是不同的。一般叔胺類催化劑對發(fā)泡反應的催化效率大于對凝膠反應的催化效率，有機金屬類催化劑則對凝膠反應的催化效果明顯。
有機金屬催化劑中最常用的是有機錫和有機鉍。由于端氨基聚醚與異氰酸酯基的化學活性非常高，通常無需使用催化劑就能在瞬間生成聚脲材料。而通常使用的聚醚多元醇一般為端仲羥基，在無催化劑的條件下與異氰酸酯反應較慢，所以必須使用催化劑加快異氰酸酯與羥基的反應，并且，由于聚醚二醇和聚醚三醇與異氰酸酯的反應活性又有不同，所以配方中必須根據(jù)體系中聚醚多元醇和擴鏈劑的類型合理選擇催化劑的品種、控制用量，才有可能得到性能良好的彈性體。
文章版權：張家港雅瑞化工有限公司
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