有機酸酐類型固化劑在分子結(jié)構(gòu)中都含有酸酐基,個別的酸酐固化劑還含有羧基、醚鍵和酯基,不含氮原子上的活潑氫。與胺類固化劑性質(zhì)完全不同。多數(shù)酸酐揮發(fā)性較小,生理毒性低,對皮膚刺激性小。順丁烯二酸酐、鄰苯二甲酸酐等少數(shù)幾種除外。
有機酸酐類型固化劑和環(huán)氧樹脂配合量較大,室溫固化緩慢,不能完全固化樹脂,需要高溫加熱后固化,因此,室溫下適用期較長,固化速度慢,固化物收縮率較小,固化物熱變形溫度較高,耐熱性能好,力學(xué)及電性能優(yōu)良,所以在電絕緣領(lǐng)域多采用此類固化劑。由于固化物結(jié)構(gòu)里含有酯基,所以耐有機酸、無機酸性能好,但耐堿性較差。
有機酸酐類型固化劑存在的不足:
(1)吸濕性 酸酐容易吸收空氣中的水分,和其反應(yīng)生成游離酸,使酸酐邊渾濁,妨礙固化反應(yīng)進行。在使用酸酐時,應(yīng)盡量控制酸酐和空氣接觸面小,時間要短,避免高濕度環(huán)境,容器密封良好。
(2)脫二氧化碳反應(yīng) 酸酐在單獨受熱或叔胺存在下,會引起脫二氧化碳反應(yīng),釋放二氧化碳引起包裝酸酐容器內(nèi)壓增加現(xiàn)象,使固化物內(nèi)部形成針孔,二氧化碳釋放,使酸酐當量增加和粘度升高。
酸酐類固化劑按其化學(xué)結(jié)構(gòu)可大體分為:芳香族酸酐、酯環(huán)族酸酐、脂肪族線性酸酐、含鹵酸酐及酸酐加成物等。
芳香族酸酐在其分子結(jié)構(gòu)中都含有苯環(huán),固化物的耐熱好,熱變形溫度較高,電性能優(yōu)良。但因為都是固態(tài),熔點高,操作不便。
鄰苯二甲酸酐(PA):相對分子質(zhì)量148,白色粉末,熔點128℃。鄰苯二甲酸酐在固化時放熱量小,適用期長。固體樹脂先加熱到120~124℃,在加入鄰苯二甲酸酐,高溫酸酐會升華,因此,操作要迅速;液態(tài)樹脂可將混合物保溫在60~70℃,低于60℃酸酐會析出,此時可加入固化促進劑,可延長樹脂適用期。固化物的電性能優(yōu)良,除耐堿性較差外,耐藥品性能良好,適用于中溫固化的層壓材料及大型澆鑄件。
鄰苯二甲酸酐和二亞乙基三胺的加成物(PA-DETA)
二乙基甲苯二胺產(chǎn)品物理指標
外觀(室溫下): 淡黃色至棕色透明液體
沸點,(℃): 308
密度(g/cm3)at(20℃): 1.02
凝固點(℃): -8
閃點,TCC,(℃): 135
粘度,Cps at(20℃) 280
(25℃) 155
異氰酸酯當量: 89.5
環(huán)氧樹脂當量: 44.3
偏苯三甲酸酐(TMA):相對分子質(zhì)量192,可用做增塑劑TOTM(偏苯三酸三辛酯),電線電纜用的一些內(nèi)熱樹脂的原料、環(huán)氧樹脂固化劑、涂料、膠黏劑及染料等。TMA對雙酚A環(huán)氧樹脂的用量為30~33%,其固化物性能優(yōu)良,特別是耐熱性,力學(xué)、電及耐藥品性能優(yōu)良。由于熔點高,工藝性不好。
即使不加促進劑,自身具有有利羧酸,亦具有促進劑作用,所以可用時間短,利用這一不足可以將其快速固化的耐熱用組成物。為了改善時間短,操作困難的不足,可將TMA與其他酸酐(如HHPA,MNAH)混用,可明顯改善其工藝性。
偏苯三甲酸酐的乙二醇酯和甘油酯都是熔點90℃的固體,在兩種酸酐的結(jié)構(gòu)里含有酯鍵,比偏苯三甲酸酐多1~2個酸酐基,因而固化物的交聯(lián)密度高,各種性能優(yōu)良。這兩種酸酐的水解性都小于TMA。
TMA與雙酚A的加成物這種固化劑除了剝離強度高之外,高溫性能同樣良好;同樣可以使用2-甲基咪唑-三苯基磷或DMP-30作為促進劑。TMA的增柔,與相對分子質(zhì)量約1000的聚己內(nèi)酯反應(yīng)。
均苯四甲酸二酐(PMDA):相對分子質(zhì)量為218,酸酐當量為109,羧基當量54.5,白色粉末的熔點為286℃。由于熔點高,室溫下不容于液體EP,又由于和EP反應(yīng)性強,加熱與樹脂混合不容易。
酯環(huán)族酸酐分子結(jié)構(gòu)里不含苯環(huán),所以該類酸酐的耐候性好于芳香族酸酐。該類固化劑不少品種在室溫下為液態(tài)。均是由順丁烯二酸酐加成、加氫制得。
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二乙基甲苯二胺(DETDA) http://www.mctechserv.com