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酮亞胺類潛伏性固化劑
| 來(lái)源：邵君( 先生，國(guó)內(nèi)國(guó)際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時(shí)間：2017-6-26 23:31:07 |
本文以甲基異丁基酮對(duì)二苯甲胺改性得到脂肪族胺類潛伏性固化劑，并運(yùn)用紅外光譜法對(duì)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。
從酮亞胺類潛伏性固化劑的固化溫度、時(shí)間、強(qiáng)度等方面考察其固化性能及其與環(huán)氧樹脂構(gòu)成單組分體系的儲(chǔ)存穩(wěn)定性。酮亞胺類潛伏性固化劑實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，二苯甲胺酮亞胺的固化性能較優(yōu)越，其固化條件為:120℃、2h，拉伸剪切強(qiáng)度為8.9MPa，貯存期3個(gè)月以上。
環(huán)氧樹脂潛伏性固化劑是近年來(lái)研究的熱點(diǎn)。所謂潛伏性固化劑，是指加入到環(huán)氧樹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。
脂肪族胺類固化劑如乙二胺、己二胺、二乙烯三胺等是常用的雙組分環(huán)氧樹脂室溫固化劑，通過化學(xué)改性的方法，將其與有機(jī)酮類化合物進(jìn)行親核加成反應(yīng)，脫水生成亞胺是一種封閉、降低其固化活性，提高其儲(chǔ)存穩(wěn)定性的有效途徑。
酮亞胺是由甲基乙基酮、甲基異丁基酮等酮與一級(jí)胺縮合脫水而制成的化臺(tái)物，淡黃色液體，有氨味，室溫下穩(wěn)定。而在潮濕的環(huán)境中，通過濕氣和水分的作用，酮亞胺分解成胺和酮，因此在常溫下即可使環(huán)氧樹脂固化，這就是酮亞胺具有潛伏性的原理。
酮亞胺類潛伏性固化劑實(shí)驗(yàn)主要儀器與試劑：TENSOR27傅里葉紅外光譜儀；NDJ－7旋轉(zhuǎn)式粘度計(jì)；CMT4104萬(wàn)能材料實(shí)驗(yàn)機(jī)；876－1A真空干燥箱。
甲基異丁基酮，分析純；二苯甲胺，工業(yè)級(jí)；E－51環(huán)氧 樹脂，工業(yè)級(jí)。
二苯甲胺酮亞胺的合成。將溶解于甲苯中的胺類和過量的甲基異丁基酮（物質(zhì)的量比1：2），放入潔凈的單口燒瓶中，安裝分水裝置在油浴中升溫?cái)嚢璺磻?yīng)，升溫至約106℃開始回流，隨著縮合水的帶出，溫度逐漸升高，控制在115～120℃反應(yīng)兩個(gè)小時(shí)。
反應(yīng)完成后，換成常壓蒸餾裝置，蒸出燒瓶?jī)?nèi)的水、甲苯及過量的甲基異丁基酮，剩余的淺黃色透明液體 即為酮亞胺，再進(jìn)行減壓蒸餾精制。
二乙基甲苯二胺(DETDA)是聚氨酯彈性體以及環(huán)氧樹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。
固化實(shí)驗(yàn)測(cè)試。將合成所得的固化劑與環(huán)氧樹脂E－51按一定配比混合均勻后，在不同的溫度下測(cè)定其固化所用的時(shí)間。
膠黏劑性能測(cè)試參照GB/T7123.2－2002測(cè)試膠粘劑的貯存期；參照GB/T7124－2008測(cè)試膠粘劑的拉伸剪切強(qiáng)度。
甲基異丁基酮和二苯甲胺的摩爾比n1/n2對(duì)酮亞胺產(chǎn)率的影響。物料摩爾比對(duì)二苯甲胺轉(zhuǎn)化率的影響由反應(yīng)方程式，可知完全反應(yīng)時(shí)甲基異丁基酮與二苯甲胺的物料摩爾比為1：l。在反應(yīng) 溫度為120℃、 反應(yīng)時(shí)間為2小時(shí)的條件下，考察甲基異丁基酮和二苯甲胺的摩爾比n1/n2 對(duì)酮亞胺產(chǎn)率（酮亞胺產(chǎn)率由從分水器分出的水量除以理論產(chǎn)水量來(lái)計(jì)算）的影響。
當(dāng)甲基異丁基酮和二苯甲胺的摩爾比為1：1時(shí)，因二苯甲胺的沸點(diǎn)為295℃，甲基異丁基酮的沸點(diǎn)為115.8℃，反應(yīng)時(shí)有相當(dāng)部分的甲基異丁基酮需回流，因而反應(yīng)的出水率很低。當(dāng)物料比大于2.5：1時(shí)，酮亞胺的產(chǎn)率無(wú)太大變化，且比2：1時(shí)略高，從節(jié)省原料和便于提純產(chǎn)物考慮，選擇甲基異丁基酮和二苯甲胺的最佳摩爾比為2：1。
二苯甲胺酮亞胺紅外光譜圖。二苯甲胺與甲基異丁基酮加成產(chǎn)物的紅外光譜可以看出，在3381cm－1 有處強(qiáng)度較弱的 吸收峰，這是伯胺的N－H伸縮振動(dòng)峰，由于這個(gè)峰的強(qiáng)度較弱，可以認(rèn)為該反應(yīng)進(jìn)行的比較徹底；3026cm－1 處有個(gè)很強(qiáng)的吸收峰，這是甲基或亞甲基的C－H伸縮振動(dòng)產(chǎn)生的；1655cm－1處有個(gè)吸收峰，這是C=N雙鍵伸縮振動(dòng)的吸收峰，說明反應(yīng)合成了目標(biāo)產(chǎn)物酮亞胺。
1599cm－1和1493cm－1兩處為苯環(huán)的骨架振動(dòng)吸收峰；1030cm－1處為苯環(huán)的面內(nèi)彎曲振動(dòng)吸收峰；在698cm－1處有個(gè)極強(qiáng)的吸收峰，這是苯環(huán)的單取代面外變形振動(dòng)的吸收峰。合成所得的固化劑與環(huán)氧樹脂E－51以50：100的質(zhì)量比配制成單組分膠粘劑。一定溫度下的固化實(shí)驗(yàn)結(jié)果為：120℃，固化時(shí)間120min。固化后的環(huán)氧樹脂硬度較大，但質(zhì)脆。
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