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濕氣致活的潛伏性固化劑
| 來(lái)源：邵君( 先生，國(guó)內(nèi)國(guó)際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時(shí)間：2017-6-23 23:55:09 |
濕氣致活的潛伏性固化劑在高濕或水存在下致活進(jìn)而與環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行反應(yīng)，最具代表性的濕氣致活的潛伏性固化劑是酮亞胺類化合物及吸附了脂肪族多胺的硅鋁酸鹽分子篩等。
濕氣致活的潛伏性固化劑中的酮亞胺類化合物。該類固化劑研究較多，系由脂肪族多胺與酮類進(jìn)行親核加成反應(yīng)脫水而得，為控制反應(yīng)活性，分子中殘存的胺基必須再用單環(huán)氧化合物封閉。它與環(huán)氧樹(shù)脂混合構(gòu)成的單組分環(huán)氧膠粘劑可通過(guò)吸收空氣中水分或接觸潮濕粘接面的水分使固化劑離解，重新釋放出胺類化合物而使環(huán)氧樹(shù)脂常溫下固化。
但它存在著固化速度較慢、貯存穩(wěn)定性不足(適用期8h左右)的問(wèn)題，且酮亞胺分子中氮原子上的孤對(duì)電子易對(duì)環(huán)氧基進(jìn)行親核進(jìn)攻發(fā)生開(kāi)環(huán)聚合，導(dǎo)致體系增黏或凝膠化。
目前，一是通過(guò)加入水分或用脂肪族多胺作促進(jìn)劑及工藝上采用較薄涂層加快其固化速度;二是武田敏充等巧妙地利用體積較大的立體位阻基團(tuán)對(duì)酮亞胺分子中氮原子上孤對(duì)電子進(jìn)行保護(hù)，有效地抑制了其與環(huán)氧基的親核開(kāi)環(huán)聚合反應(yīng)，在保持快速固化的同時(shí)，也大大改善了其貯存穩(wěn)定性。
當(dāng)然基團(tuán)的選擇十分重要，位阻基團(tuán)的體積太大會(huì)影響酮亞胺水解的水分子進(jìn)入，進(jìn)而影響固化速度。采用酮亞胺潛伏性固化劑的室溫固化單組分環(huán)氧膠粘劑作為土木工程用膠，可用于預(yù)制混凝土構(gòu)件的粘接，其固化性能、粘接強(qiáng)度等均達(dá)到了橋梁用環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑的標(biāo)準(zhǔn)。
選用聚醚改性的胺類化合物與甲基異丁基酮縮合制得的酮亞胺作潛伏性固化劑配制的單組分環(huán)氧膠粘劑，對(duì)固化產(chǎn)物的脆性有很大改善，提高了韌性，伸長(zhǎng)率可達(dá)150%，且對(duì)灰泥面有很好的粘接力。
硅鋁酸鹽分子篩吸附型。除天然沸石之外，人工合成的沸石型水合硅鋁酸鹽分子篩已有幾十種，最主要的是A、X、Y型及絲光沸石型。分子篩具有多孔的骨架結(jié)構(gòu)，其中有許多孔徑均勻的通道和排列整齊、內(nèi)比表面相當(dāng)大的空穴。硅鋁酸鹽分子篩MX[AlySizO2(y+z)]?mH2O中Al3+ 及Si4+ 數(shù)目總和與O2- 數(shù)目比為1∶2，在其硅鋁酸根中，Al3+ 數(shù)必須小于Si4+ 數(shù)，以保證骨架強(qiáng)度。
SiO4四面體和AlO4四面體都是通過(guò)共用角頂氧原子連接而成多元環(huán)，其孔徑為分子篩窗口，被吸附分子通過(guò)窗口進(jìn)入內(nèi)部。吸附了脂肪族或脂環(huán)族多胺的1～3μm大小的分子篩粒子具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性及熱穩(wěn)定性。
二乙基甲苯二胺(DETDA)性能測(cè)試
制品在120℃的烘箱中熟化12h,室溫放置7天,按西德標(biāo)準(zhǔn)DNI53504測(cè)試制品性能與進(jìn)口品相當(dāng):
項(xiàng)目 自產(chǎn)detda 進(jìn)口DETDA,
拉伸強(qiáng)度(MPa) 18.52 16.9
斷裂伸長(zhǎng)率(%) 300 280
撓曲模量(MPa) 208,5 210.8
彎曲強(qiáng)度(MPa) 10.63 10.98
用于單組分環(huán)氧膠粘劑遇濕氣而解析，釋放出吸附物而參與固化反應(yīng)。它具有較好貯存穩(wěn)定性，其適用期可長(zhǎng)達(dá)1年，厚度為200μm以下的涂層在30℃左右，吸濕后4h即可固化。
壁材的組成及選擇對(duì)微膠囊的溶解性、緩釋性、流動(dòng)性有很大影響，要求壁材不與芯材反應(yīng)或混溶，一般油溶性芯材采用水溶性壁材，水溶性芯材則采用油溶性壁材。
以天然高分子、半合成高分子及合成高分子為壁材的微膠囊造粒技術(shù)已有很多報(bào)道，微膠囊在膠粘劑中的應(yīng)用始于厭氧膠生產(chǎn)。微膠囊可通過(guò)加熱、加壓或化學(xué)處理而破裂，釋放出芯材參與反應(yīng)。微膠囊用于單組分環(huán)氧膠粘劑的制備也已有不少報(bào)道。
如洪宗國(guó)等用熔融噴霧法制備了用非極性合成高分子為壁材的三氟化硼微膠囊，與E244混合后，常溫下可貯存3個(gè)月，研究了在不同溫度下固化速度及固化產(chǎn)物性能的變化規(guī)律。
方雷等以E251為芯材，用原位聚合法制得脲醛樹(shù)脂為壁材的環(huán)氧樹(shù)脂微膠 囊，研究了不同尿/醛用量比、溫度、體系pH值及攪拌速度等對(duì)微膠囊性能的影響。
這種微膠囊可分散在聚酰胺等固化劑中，制得了具有較好流動(dòng)性及貯 存穩(wěn)定性的單組分環(huán)氧膠，加熱后囊壁破裂而發(fā)生 固化反應(yīng)，其粘接強(qiáng)度與雙組分環(huán)氧膠效果相當(dāng)。
以纖維素、明膠、聚乙烯醇、聚酯、聚砜等作壁材及用不同物理、化學(xué)方法，制備不同厚度、不同屬性的單組分環(huán)氧膠的潛伏性熱敏微膠囊包覆型固化劑的研究已引起人們極大重視。
所謂潛伏性固化劑，是指加入到環(huán)氧樹(shù)脂中與其組成的單組分體系在室溫下具有一定的貯存穩(wěn)定性，而在加熱、光照、濕氣、加壓等條件下能迅速進(jìn)行固化反應(yīng)的固化劑。
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