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脂肪族胺類潛伏性固化劑
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時間：2017-6-14 10:50:55 |
本文以甲基異丁基酮對二苯甲胺改性得到脂肪族胺類潛伏性固化劑，并運用紅外光譜法對產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)進行表征。
從脂肪族胺類潛伏性固化劑的固化溫度、時間、強度等方面考察脂肪族胺類潛伏性固化劑固化性能及其與環(huán)氧樹脂構(gòu)成單組分體系的儲存穩(wěn)定性。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，拉伸剪切強度為8.9MPa，貯存期3個月以上。
環(huán)氧樹脂潛伏性固化劑是近年來研究的熱點。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，通過化學改性的方法，將其與有機酮類化合物進行親核加成反應(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胺縮合脫水而制成的化臺物，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。
實驗主要儀器與試劑。TENSOR27傅里葉紅外光譜儀；NDJ－7旋轉(zhuǎn)式粘度計；CMT4104萬能材料實驗機；876－1A真空干燥箱。 甲基異丁基酮，分析純；二苯甲胺，工業(yè)級；E－51環(huán)氧 樹脂，工業(yè)級。
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攪拌反應(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)兩個小時。
二乙基甲苯二胺產(chǎn)品用途
DETDA是一只十分有效的聚氨酯彈性體擴鏈劑，尤其適用于RIM（反應(yīng)注射成型）和SPUA（噴涂聚脲彈性體）上；同時也可用作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鏈劑。 detda是一種位阻型芳香族二胺，乙基和甲基的位阻作用使得其活性比甲苯二胺(TDA)低得多。它與聚氨酯預(yù)聚體的反應(yīng)速度比DMTDA快數(shù)倍，比MOCA快約30倍。主要用于RIM聚氨酯體系以及噴涂聚氨酯(脲)彈性體涂料體系，具有反應(yīng)速度快，脫模時間短、初始強度高、制品耐水解、耐熱等優(yōu)點。另外該品還可用作彈性體、潤滑劑及工業(yè)油脂的抗氧劑，以及化學合成中間體。
反應(yīng)完成后，換成常壓蒸餾裝置，蒸出燒瓶內(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，再進行減壓蒸餾精制。
固化實驗測試。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，在不同的溫度下測定其固化所用的時間。
膠黏劑性能測試。參照GB/T7123.2－2002測試膠粘劑的貯存期；參照GB/T7124－2008測試膠粘劑的拉伸剪切強度。
物料摩爾比對二苯甲胺轉(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)時間為2小時的條件下，考察甲基異丁基酮和二苯甲胺的摩爾比n1/n2 對酮亞胺產(chǎn)率（酮亞胺產(chǎn)率由從分水器分出的水量除以理論產(chǎn)水量來計算）的影響。
當甲基異丁基酮和二苯甲胺的摩爾比為1：1時，因二苯甲胺的沸點為295℃，甲基異丁基酮的沸點為115.8℃，反應(yīng)時有相當部分的甲基異丁基酮需回流，因而反應(yīng)的出水率很低。當物料比大于2.5：1時，酮亞胺的產(chǎn)率無太大變化，且比2：1時略高，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 有處強度較弱的 吸收峰，這是伯胺的N－H伸縮振動峰，由于這個峰的強度較弱，可以認為該反應(yīng)進行的比較徹底；3026cm－1 處有個很強的吸收峰，這是甲基或亞甲基的C－H伸縮振動產(chǎn)生的；1655cm－1處有個吸收峰，這是C=N雙鍵伸縮振動的吸收峰，說明反應(yīng)合成了目標產(chǎn)物酮亞胺。
1599cm－1和1493cm－1兩處為苯環(huán)的骨架振動吸收峰；1030cm－1處為苯環(huán)的面內(nèi)彎曲振動吸收峰；在698cm－1 處有個極強的吸收峰，這是苯環(huán)的單取代面外變形振動的吸收峰。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驗結(jié)果為：120℃，固化時間120min。固化后的環(huán)氧樹脂硬度較大，但質(zhì)脆。
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二乙基甲苯二胺(DETDA) http://www.mctechserv.com
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