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T31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：2017-6-26 23:31:17 |
固體甲醛法制備T31固化劑是有別于傳統(tǒng)方法的新工藝。
詳細(xì)研究了T31固化劑工藝條件，如加料方式、反應(yīng)溫度、保溫時(shí)間等對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響。深入分析了原料配比對(duì)產(chǎn)品性質(zhì)的影響，得出了較佳的工藝條件和原料配比。新工藝明顯優(yōu)于液體甲醛法，且基本無(wú)污染。所得T31固化劑顏色淺，pH值8.4～9，黏度較低、操作性能好。固化性能與液體甲醛法制備的T31固化劑相近。
T31固化劑是由苯酚、甲苯、乙二胺反應(yīng)而得的改性胺類(lèi)曼尼希型固化劑。我國(guó)曼尼希型固化劑的合成及應(yīng)用研究始于上世紀(jì)80年代初，1983年華東理工大學(xué)率先推出曼尼希型T31固化劑。在所有該類(lèi)固化劑中，T31固化劑的生產(chǎn)能力和產(chǎn)量均居首位。
我國(guó)曼尼希型固化劑的生產(chǎn)采用一步法滴加液體甲醛的工藝路線(xiàn)。國(guó)外合成曼尼希型環(huán)氧樹(shù)脂固化劑趨于一步法中的固體甲醛法，而我國(guó)這方面的研究基本上還是空白。
固體甲醛法與液體甲醛法相比的突出優(yōu)點(diǎn)如下:
①采用固體甲醛，引入的水量少，所產(chǎn)生的廢水也少。
②反應(yīng)時(shí)間和脫水時(shí)間縮短，大幅度降低能耗。
③產(chǎn)品透明度好，質(zhì)量高，成本較低。
④反應(yīng)條件溫和，易于工業(yè)化生產(chǎn)。
⑤甲醛逸散大大減少，基本對(duì)環(huán)境無(wú)污染。
本文對(duì)固體甲醛法制備T31固化劑的加料方式、反應(yīng)溫度、原料配比、反應(yīng)時(shí)間等重要影響因素進(jìn)行了深入研究，得出了較優(yōu)的工藝條件，產(chǎn)品性能與液體甲醛法制得的T31固化劑相近。
實(shí)驗(yàn)儀器和原料。三口燒瓶，250mL;球型回流冷凝管;溫度計(jì)，0～100℃;101-A型數(shù)顯電熱鼓風(fēng)干燥箱;2X-0.5旋片式真空泵;NDJ-79型旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)。 固體甲醛，工業(yè)品;苯酚，化學(xué)純;乙二胺，化學(xué)純;無(wú)水乙醇，分析純。
二乙基甲苯二胺(DETDA)產(chǎn)品介紹
detda化學(xué)名稱(chēng)二乙基甲苯二胺，等同于 Ethancure 100 和 Lonza DETDA 80。是一只十分有效的聚氨酯彈性體擴(kuò)鏈劑，尤其適用于RIM（反應(yīng)注射成型）和SPUA（噴涂聚脲彈性體）上；為聚氨酯彈性體以及環(huán)氧樹(shù)脂的芳香族二胺固化劑，用于澆注、涂料、RIM及膠黏劑，也是聚氨酯及聚脲彈性體的擴(kuò)鏈劑，同時(shí)也可用作聚氨酯和環(huán)氧樹(shù)脂固化劑，環(huán)氧樹(shù)脂的抗氧劑，工業(yè)油及潤(rùn)滑劑等。
本實(shí)驗(yàn)所發(fā)生的反應(yīng)為曼希反應(yīng)(DieMannichreaction)，又稱(chēng)胺甲基化反應(yīng)，是胺、醛、酚3種組分不對(duì)稱(chēng)縮合過(guò)程，最后成為多種成分的混合物。采用苯酚、固體甲醛、乙二胺為原料的反應(yīng)如下所示: 該反應(yīng)中胺過(guò)量，產(chǎn)物鏈端以—NH2為主，產(chǎn)品為 多種成分的混合物。
制備工藝。在帶有回流冷凝管和攪拌器的反應(yīng)瓶中，于室溫下投入定量的苯酚、乙二胺和無(wú)水乙醇，加熱使其溶解，升高到一定溫度后，一次投入固體甲醛，停止加熱，利用自身反應(yīng)熱使體系自動(dòng)升溫。保溫一定時(shí)間后，待體系溫度下降至不再變化時(shí)，得澄清液體，然后升溫，真空脫水至120℃，即得產(chǎn)品。
結(jié)果與討論影響產(chǎn)品質(zhì)量的主要因素有反應(yīng)溫度、保溫時(shí) 間及原料配比等。本實(shí)驗(yàn)用的原料苯酚在室溫下為固體、固體甲醛為粒狀物。與一步法滴加液體甲醛不同的是所用固體甲醛可一次投入，使操作大為簡(jiǎn)便。
反應(yīng)溫度影響。在實(shí)驗(yàn)中，加料溫度即為反應(yīng)開(kāi)始溫度，對(duì)反應(yīng)的最高溫度、反應(yīng)速度等有極大的影響。本反應(yīng)在50～90℃之間均可在液相中均相進(jìn)行。溫度低時(shí)，反應(yīng)速度慢，自動(dòng)升溫慢，反應(yīng)進(jìn)行的平穩(wěn);溫度高時(shí)，反應(yīng)速度快，升溫快，反應(yīng)激烈。從產(chǎn)品得率、反應(yīng)平穩(wěn)性來(lái)看，反應(yīng)溫度在60～70℃最佳。
保溫時(shí)間的影響。本反應(yīng)為放熱反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到最高溫度時(shí)，反應(yīng)并沒(méi)有進(jìn)行完全，需在最高溫度保溫一定時(shí)間，使 之完全反應(yīng)。研究表明，保溫時(shí)間30min已足夠，若再延長(zhǎng)時(shí)間，產(chǎn)品得率提高甚微，而產(chǎn)品顏色卻明顯加深。
原料配比的影響。當(dāng)m胺∶m酚∶m醛=1∶1.3∶2.0時(shí)，產(chǎn)物為網(wǎng)狀大分子，不能用作固化劑。T31固化劑中起固化作用的是胺基上的活潑氫。因此，為使產(chǎn)品有較強(qiáng)的固化能力，必須使胺過(guò)量，至少過(guò)量3倍，使每個(gè)乙二胺分子中，只有一個(gè)胺基氫參加反應(yīng)，剩余3個(gè)胺基氫起固化作用。
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