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詳細(xì)介紹固化劑的分類及性能

來源：塑膠五金網(wǎng)發(fā)布時間：2013-11-12 08:57:45點擊率：

　　【塑膠五金網(wǎng)】熱固性樹脂的固化機(jī)理各不相同，所選用的固化劑也應(yīng)不同。環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、不飽和聚酯樹脂，這三大熱固性塑料的固化劑列舉于下。

　　(一)環(huán)氧樹脂

　　環(huán)氧樹脂用的固化劑品種較多，按化學(xué)結(jié)構(gòu)可分為：胺類、酸酐類、聚合物類、咪唑類及潛伏性固化劑。

　　1.胺類固化劑

　　胺類是環(huán)氧樹脂常用的一類固化劑，它包括脂肪族胺、芳香族胺及改性胺類。

　　(1)脂肪族胺：脂肪族胺為 常用的環(huán)氧樹脂固化劑，常溫下與縮水甘油醚型環(huán)氧樹脂反應(yīng)較快、放熱量大、適用期短，一般有毒，其毒性隨分子量增大而碘減小，用脂肪胺固化的環(huán)氧樹脂韌性好、粘接性較好，但耐熱耐溶劑等性能較差。

　　(i)乙二胺(EDA)

　　無色或淡黃色液體、呈堿性、有毒、易燃、有氨味，在空氣中發(fā)煙、能與水和醇任意混溶、與水作用生成水合物。

　　乙二胺每一個分子中含有四個活潑氯，可與四個環(huán)氧基起反應(yīng)。由于它的粘度低可室溫固化，使用方便，但乙二胺揮發(fā)性大，固化時放熱量大，使用壽命短，固化后樹脂的機(jī)械強(qiáng)度和熱變形溫度都較低。

　　(ii)二乙烯三胺(DTA)

　　無色或淡黃色粘稠液體，呈強(qiáng)堿性，易吸收空氣中的水份和二氧化碳，與水和醇能混溶而不溶于醚。二乙烯三胺分子中含有五個活潑氫，反應(yīng)能力強(qiáng)，使用期限短。

　　(iii)三乙烯四胺(TET)

　　淺黃色粘稠液體，呈強(qiáng)堿性，能與水和有機(jī)溶劑相混溶，在空氣中能吸收二氧化碳，有毒易燃。

　　(2)芳香族胺：用芳香胺固化后的環(huán)氧樹脂團(tuán)存在穩(wěn)定的苯環(huán)，故熱變形溫度校高。

　　(i)間苯二胺(DPDA)

　　白色或淺紅色結(jié)晶，置于空氣中或見光后會變色，溶于水和醇。用間苯二胺固化后的環(huán)氧樹酯耐熱、耐化學(xué)性優(yōu)良、機(jī)械強(qiáng)皮高，主要用于層壓制品。

　　(ii)苯二甲胺(MXDA)

　　無色透明液體，凝固點12℃，因在常溫下是液體，故比一般芳香胺固化劑的使用方便，使用期限較長，并可常溫固化。

　　(iii)4，4'二氨基二苯砜(DDS)

　　白色或淺黃色結(jié)晶性粉末，可溶于醇、丙酮、稀鹽酸而難溶于水。其特點是混合后粘度高，使用期限長。

　　(iv)4，4'次甲基二苯胺(MDA)

　　淡黃色粉末、熔點l01℃、它和間苯二胺一樣可以溶解于熱樹脂中。

　　(3)改性胺類：

　　(i)590固化劑

　　590固化劑是由間苯二胺經(jīng)部分與環(huán)氧丙烷苯基醚縮合而得的一種衍生物，呈黃包至棕黑色粘稠液體，軟化點為20℃以下。由于間苯二胺是固體，故須在63℃以上才與樹脂相混，因溫度高固化反應(yīng)加速，而使用壽命短，同時操作也不方便。但用590固化劑就無上述問題。

　　(ii)59l 固化劑

　　59l固化劑是二乙烯三胺與丙烯腈反應(yīng)，經(jīng)氰乙化后的產(chǎn)物，這是一種強(qiáng)黃色液體。由于氰乙化產(chǎn)物固化時放熱溫度低，故使用期限提高一倍以上，固化后產(chǎn)品抗沖性能及耐溶劑性能較好，而且毒性低，可代替乙二胺，主要用于粘合及層壓制品方面。

　　(iii)593固化劑

　　593固化劑是由二乙烯三胺和環(huán)氧丙烷丁基醚在一定溫度下加成反應(yīng)的產(chǎn)物，在室溫下呈淡黃色粘性透明液體，能溶于醇類及極性溶劑，與水有一定的互溶性。

　　593固化劑是脂肪胺改性體，粘度低，使用方便，它的分子結(jié)構(gòu)中具有較多氮原子及活潑氫還有對活潑性影響很大的醚鍵，故在室溫下固化。固化速率與二乙烯三胺相似，但放熱較緩

　　慢，使用壽命約1小時。593固化劑呈線型長鏈故與環(huán)氧樹脂

　　固化后塑料制品就有很好的彈性。此外七的標(biāo)性低。 由于593

　　分子鏈長、沸點高、蒸氣壓低，在空氣中濃度低，故對人體的危險

　　性很小。

　　(iv)120固化劑

　　120固化劑是乙二胺與環(huán)氧乙烷加成后的產(chǎn)物，在室溫下呈淡黃色粘性液體，它的毒性比乙二膠小六倍。其缺點是粘度較大，凝膠時間快，并容易吸潮。

　　(v)咪唑類固化劑

　　咪唑類固化劑是一種較為理想的中溫固化劑，固化產(chǎn)物的熱變形溫度較高，在室溫下以過冷液體狀出現(xiàn)，溶于水和乙醇，微溶于乙醚，可直接與樹脂混合。因瞇唑化合物是胺類中溫固化劑，在室溫下無揮發(fā)物，氣味小，毒性低，并有較長的使用期，故操作方便，可應(yīng)用于澆注、粘接和玻璃鋼等領(lǐng)域。

　　(vi)低溫固化劑T31

　　T31環(huán)氧低溫固化劑是胺類與其他化合物的縮聚物，為棕色的透明粘狀物，由華東化工學(xué)院研制。它能在0℃及高濕度環(huán)境中施工，性能優(yōu)于脂肪族胺類固化劑。

　　2.酸酐類固化劑

　　胺類固化劑雖能在常溫下固化環(huán)氧樹脂，操作工藝簡便、副作用小，但如要求較高的機(jī)械強(qiáng)度及較好的耐熱性和耐磨性，就應(yīng)選用酸酐類固化劑。酸酐類固化劑一般都帶有刺激性，除少數(shù)在室溫下呈液體外絕大多數(shù)為易升華的固體，故操作不便，但因固化后的產(chǎn)物具有較好的物理性熊、耐熱性和電性能，因此在電氣領(lǐng)域中的用途越來越大。

　　(1)順丁炳二酸酐(MA)

　　白色結(jié)晶體，也稱失水蘋果酸酐。溶于水、丙酮、三氯甲烷和醚，微溶于石油醚，受熱升華。用順丁烯二酸酐固化時放熱溫度低，因此使用期限長。

　　(2)鄰苯二甲酸酐(PA)

　　白色有光澤的針狀結(jié)晶，熔點130℃(升華)，溶于醇，微溶于水和二硫化碳，難溶于醚。用它固化時放熱量小，溫度低，使用壽命長，操作方便。

　　(3)內(nèi)次甲基四氫鄰苯二甲酸酐(NA)

　　白色結(jié)晶體，由環(huán)戊二烯與順丁烯二酸酐進(jìn)行雙烯加成反應(yīng)制得。它與環(huán)氧樹脂混合后使用期長，需較高的溫度(120-130℃).當(dāng)混合物低于80℃時，固化劑易從樹脂中析出。

　　(4)均苯四甲酸酐(PMDA)

　　白色固體粉末，是一種比較活潑的固化劑。常與鄰苯二甲酸酐或內(nèi)次甲基四氫鄰苯二甲酸酐混合使用，其主要特點是熱穩(wěn)定性好。

　　(5)六氫鄰苯二甲酸酐(HHPA)

　　玻璃狀固體，能與苯、甲苯、丙酮、四氯化碳、

　　乙醇和乙酸乙酯等相混溶。其特點是熔點低，在室溫下能溶

　　解于液態(tài)樹脂，可在室溫下操作、毒性低。主要用于淺色或透明

　　材料。

　　(6)聚壬二酸酐(PAPA)

　　淺黃色粉末，使用時有較好的流動性和混溶性，加熱固化時有微量的醋酸氣味放出。聚壬二酸酐在室溫下與環(huán)氧樹脂混溶以后可放置一星期，因此適用于澆鑄件。

　　(7)改性酸酐

　　目前國外的改性酸酐固化劑品種繁多，如NA酸酐的改性物是六氯內(nèi)次甲基四氫苯二甲酸酐(HET)。白色結(jié)晶粉末，有良好的耐熱、耐燃性。

　　3.其它類型固化劑

　　(1)合成樹脂類：酚醛樹脂、脲醛樹脂、苯胺樹脂、糠醛樹脂、聚酰胺等也可用作環(huán)氧樹脂的固化劑。苯酚甲醛樹脂作環(huán)氧樹脂固化劑時主要用于層壓，澆鑄等方面，可加芐基二甲胺這類胺促進(jìn)劑加速固化。低分子星聚酰胺樹脂能與環(huán)氧樹脂混合(用量50% 左右)，在低溫下也能與環(huán)氧樹脂反應(yīng)，產(chǎn)品的撓曲性要比用多胺固化劑好，也是環(huán)氧樹脂所常用的固化劑。

　　(2)潛伏性固化劑：潛伏性固化劑起延長胺類固化劑使用壽命的作用。大多數(shù)胺類固化劑的使用壽命短;但若用硼化物如氟化硼和胺類的絡(luò)合物，由于氮化硼與胺類的結(jié)合根牢就使胺類變成不活潑，可是在熱處理時隨著氟化硼的析出膠類又起固化劑作用，所以這種固化劑有潛伏固化的作用，稱潛伏性固化劑。常用的潛伏性固化劑有氟化硼乙胺絡(luò)合物，它容易吸潮，故稱量要迅速。其它的潛伏性固化劑還有：

　　(i)594硼胺固化劑

　　黃色至褐色樹脂狀液體，屬非對稱型硼酸酯。

　　(ii)595硼胺固化劑

　　無色或黃色透明液體，25℃時粘度為有較高的熱穩(wěn)定性和韌性，揮

　　發(fā)性小，對皮膚和呼吸道的刺激也小.

　　(3)含金屬元素固化劑：這是一類新型環(huán)氧樹脂固化劑，其主要優(yōu)點是固化后的環(huán)氧樹脂具有優(yōu)良的機(jī)械強(qiáng)度和耐熱性。

　　(二)酚醛樹脂

　　酚醛樹脂用的固化劑有：

　　1.苯磺酰氮

　　無色透明油狀液體，能與醚、醇混溶，遇水分解，有毒性和腐蝕性。

　　2.對甲笨磺酰氮

　　白色結(jié)晶，見光變色。溶于苯、醚、醇而不溶于水。

　　3.十二烷基苯磺酸

　　棕色或淺黃色透明粘稠液體，無揮發(fā)性和刺激性，是一種強(qiáng)酸，PH值為1-2.它的鈣鹽、鉛鹽和鋇鹽能溶于水。

　　4.硫酸乙酯

　　硫酸乙酯系由無水乙醇一份與濃硫酸二份配制而得，一般均自行配制，因制備方便、成本低、故應(yīng)用廣泛。硫酸乙酯的酸度較高，加入樹脂中的固化速度也較快，施工時間較短。它的加入量與氣候有關(guān)，且固化物的機(jī)械性能較差。

　　5.石油磺酸

　　石油磺酸系由直餾煤油經(jīng)磺化而得，具有良好的表面活性，呈褐色粘性液體，易溶于水、乙醇、丙酮等。它的酸性不高，固化速度適中，施工方便，除有少量油味外無刺激性氣味與樹脂易混勻，故它是一種高效低毒的酚醛樹脂固化劑。用含水量低于15%的石油磺酸固化，所得到的固化物耐蝕件和物理機(jī)械性能均可接近、甚至優(yōu)于用對甲苯磺酰氯、苯磺酰氯固化劑的酚醛樹脂固化物，而遠(yuǎn)比用硫酸乙酯固化劑的固化物好。

　　(三)不飽和聚酯

　　1.過氧化物固化劑

　　(1)酮過氧化物，它是一種過氧化物的混合物

　　(i)過氧化甲乙酮：過氧化甲乙酮廣泛用于不飽和聚酯的室溫固化，由于純過氧化酮類受震動時不穩(wěn)定，一般都把它們配制成鄰苯二甲酸二甲酯的糊狀物。

　　(ii)過氧化環(huán)己酮：過氧化環(huán)己酮是一種白色或淺黃色針狀結(jié)晶或粉末，可溶于乙酸、石油醚、醇、苯和丙酮。它有強(qiáng)氧化性，與還原物接觸易引起爆炸。

　　(2)過氧化苯甲酞(BP0)、過氧化二異丙苯(DCP)，過氧化二特丁基(DTBP)等也都是不飽和聚酯樹脂中較常用的固化劑，它們又可用作熱塑性樹脂的交聯(lián)劑。

　　2.偶氮化合物固化劑

　　作固化劑用的偶氮類化合物有：

　　(1)2， 2'—偶氯雙(異丁腈)

　　(2)2—特丁基偶氮2—氰基丁烷

　　(3)1—特丁基偶氯1-氰基環(huán)己烷

　　(4)2—特丁基偶氮異丁腈

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