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環(huán)氧樹脂有機(jī)酸酐固化劑
| 來(lái)源：邵君( 先生，國(guó)內(nèi)國(guó)際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時(shí)間：2017-6-16 11:53:53 |
環(huán)氧樹脂有機(jī)酸酐固化劑，也屬于加成聚合型固化劑。早在1936年，瑞士的Dr．pierre Castan就開(kāi)始用鄰苯二甲酸酐固化的環(huán)氧樹脂作假牙的材料。
環(huán)氧樹脂有機(jī)酸酐固化劑用于大型澆鑄等重電部門，至今仍是這類固化劑應(yīng)用的主要方向。日本這類固化劑消費(fèi)量每年在3 kt以上，約占環(huán)氧樹脂固化劑全部用量的23％，僅次于有機(jī)多胺的用量。
在我國(guó)，以鄰苯二甲酸酐為固化劑的環(huán)氧樹脂澆鑄、以桐油酸酐為固化劑的環(huán)氧樹脂電機(jī)絕緣，都有20多年的應(yīng)用歷史。
近年來(lái)，隨著電氣、電子工業(yè)的發(fā)展，酸酐類固化劑在中、小型電器方面也獲得廣泛的應(yīng)用，特別是弱電方面，也獲得了充分重視，如集成電路的包封、電容器的包封等。在涂料方面，如粉末涂料，這類固化劑也受到重視。
環(huán)氧樹脂有機(jī)酸酐固化劑與多元胺類固化劑相比，有許多優(yōu)點(diǎn)。從操作工藝性上看，主要有以下幾點(diǎn)：一是揮發(fā)性小，毒性低，對(duì)皮膚的刺激性??；二是對(duì)環(huán)氧樹脂的配合量大，與環(huán)氧樹脂混熔后粘度低，可以加入較多的填料以改性，有利于降低成本；三是使用期長(zhǎng)，操作方便。
從固化物的性質(zhì)上看，它主要特征有：一是由于固化反應(yīng)較慢，收縮率較?。欢怯休^高的熱變形溫度，耐熱性能優(yōu)良，固化物色澤淺；三是機(jī)械、電性能優(yōu)良。
但是，環(huán)氧樹脂有機(jī)酸酐固化劑所需的固化溫度相對(duì)比較高，固化周期也比較長(zhǎng)；不容易改性；在貯存時(shí)容易吸濕生成游離酸而造成不良影響(固化速度慢、固化物性能下降)；固化產(chǎn)物的耐堿、耐溶劑性能相對(duì)要差一些，等等，則是這類固化劑的不足之處。
在已知的酸酐化合物中，多數(shù)正在被廣泛用作環(huán)氧樹脂固化劑，大約有20余種，可以分為單一型、混合型、共熔混合型。
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(diǎn),(℃)： 308
密度(g/cm3)at(20℃)： 1.02
凝固點(diǎn)(℃)： -8
閃點(diǎn),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
從化學(xué)結(jié)構(gòu)上分，則可分為直鏈型、脂環(huán)型、芳香型、鹵代酸酐型；如按官能團(tuán)分類，又有單官能團(tuán)型、兩官能團(tuán)型，兩官能團(tuán)以上的多官能團(tuán)型無(wú)實(shí)用價(jià)值。
和多胺類固化劑的情況相類似，官能團(tuán)的數(shù)量也直接影響固化物的耐熱性；另外，也可按游離酸的存在與否分類，因?yàn)橛坞x酸的存在對(duì)固化反應(yīng)起著促進(jìn)作用。
這一類固化反應(yīng)以有無(wú)促進(jìn)劑的存在分成兩種形式
一、在無(wú)促進(jìn)劑存在時(shí)，首先環(huán)氧樹脂中的羥基與酸酐反應(yīng)，打開(kāi)酸酐，然后進(jìn)行加成聚合反應(yīng)，其順序如下：(1)羥基對(duì)酸酐反應(yīng)，生成酯鍵和羧酸；(2)羧酸對(duì)環(huán)氧基加成，生成羥基；(3)生成的羥基與其他酐基繼續(xù)反應(yīng)。
這個(gè)反應(yīng)過(guò)程反復(fù)進(jìn)行，生成體型聚合物。另外，在此種體系中，由于處于酸性狀態(tài)，與上述反應(yīng)平行進(jìn)行的反應(yīng)是別的環(huán)氧基與羥基的反應(yīng)，生成醚鍵。從上述機(jī)理中可以看出，固化物中含有醚鍵和酯鍵兩種結(jié)構(gòu)，而且反應(yīng)速度受環(huán)氧基濃度、羥基濃度的支配。
二、在促進(jìn)劑存在的條件下，酸酐固化反應(yīng)用路易斯堿促進(jìn)。促進(jìn)劑(一般采用叔胺)對(duì)酸酐的進(jìn)攻引發(fā)反應(yīng)開(kāi)始，其主要反應(yīng)有：(1)促進(jìn)劑進(jìn)攻酸酐，生成羧酸鹽陰離子；(2)羧酸鹽陰離子和環(huán)氧基反應(yīng)，生成氧陰離子；(3)氧陰離子與別的酸酐進(jìn)行反應(yīng)，再次生成羧酸鹽陰離子。
這樣，酸酐與環(huán)氧基交互反應(yīng)，逐步進(jìn)行加成聚合。在促進(jìn)劑路易斯堿存在的條件下，生成的鍵全是酯鍵，未發(fā)現(xiàn)如同無(wú)促進(jìn)劑存在時(shí)所生成的醚鍵。
在促進(jìn)劑存在時(shí)，環(huán)氧樹脂的固化速度也受體系內(nèi)羥基濃度的支配。因此，添加促進(jìn)劑對(duì)液態(tài)環(huán)氧樹脂非常有效，120～150℃即能完成固化反應(yīng)。
但對(duì)于固態(tài)環(huán)氧樹脂，則要充分注意適用期非常短的問(wèn)題。在促進(jìn)劑不存在時(shí)，從理論上講，應(yīng)當(dāng)一個(gè)環(huán)氧基對(duì)一個(gè)酸酐，而實(shí)際上僅用化學(xué)理論量的80％～90％就足夠了。在促進(jìn)劑存在時(shí)，酸酐用量為化學(xué)理論量。
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