脂肪族胺類固化劑在各種固化劑之中用量僅次于聚酰胺。這因為它們絕大多數為液體,與環氧樹脂有很好的混溶性;可以在常溫下固化環氧樹脂,工藝上來的方便;反應時放熱,釋放出的熱量進一步促使環氧樹脂與固化劑的具體特性掌握適當的配合量。固化產物的耐熱性不高,為了提高其耐熱性可適當加熱固化;或者溫室凝膠(或部分固化后),再予以適當的溫度加熱固化。 脂肪族胺類固化劑常用于不能加熱(例如大型部件)或不允許加熱(熱敏感部件)的膠黏劑、密封膠、小型澆鑄、層壓材料,室溫固化涂料等。 脂肪族胺類固化劑有多種結構,比如脂肪族多元胺、聚亞甲基二胺,含芳香環的脂肪胺及其各種變性物等。 乙二胺是脂肪族胺類固化劑中最早使用的一個固化劑。工業上最初由UCC公司一1,2-二氯乙烷(EDC)和氨反應制備,稱為EDC。一乙醇胺(MEA)和氨反應生產乙二胺,以MEA法生產乙二胺。生產主產品乙二胺的同時還有一系列副產品多亞乙基多胺等,這些副產品經分餾精制可以得到。 在多亞乙基多胺之中像三亞乙基四胺、四亞乙基五胺、五亞乙基六胺等分子量高的脂肪多胺化合物都會含有多個異構體。 胺與環氧樹脂交聯固化反應,是通過氨基行的氫原子(有時稱該氫原子為活潑氫原子)與各種環氧樹脂分子結構中的環氧基進行的。因此將環氧樹脂固化成為立體交聯的網絡結構,固化劑一個分子中必須有三個以上的活潑氫原子,也就是說有兩個以上的氨基。 同一個胺類固化劑對不同種類的環氧樹脂的反應活性是不一樣的。表2-4為正已胺與各種環氧模型化合物的反應速度常熟。由表中可見,與縮水甘油醚型環氧(PGE——苯基縮水甘油醚)室溫下可圓滿地進行固化,對β-甲基縮水甘油醚型環氧(MPGE——苯基-β-甲基縮水甘油醚)反應要慢些;與環乙烯氧化物型及環氧化聚丁二烯等內環氧基型樹脂幾乎不能進行固化。縮水甘油酯型環氧樹脂比縮水甘油醚型環氧樹脂反應要快。 對脂肪胺講,伯胺基與環氧的反應速度約為仲胺的2倍。但環氧基和伯胺的反應與生成的伯胺基和環氧基反應幾乎是同時進行的。值得注意的是,伯胺和空氣中的二氧化碳(CO2)反應生成白色固體碳酸銨鹽,他不能和環氧基反應,一旦加熱可釋放出二氧化碳,再生出的胺繼續進行反應,這種現象通過向固化劑里添加促進劑可以防止。在使用脂肪胺作固化劑時,為了加速固化,或在溫室以下的溫度固化,也可以使用促進劑。通常使用酚類,用量為樹脂量的5%~10%。
k1,k2——L/(mol•g),k1伯胺的反應速度常數,k2生成仲胺的反應速度常數。 |
