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(shù)為液體,與環(huán)氧樹脂有很好的混溶性;可以在常溫下固化環(huán)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(huán)氧樹脂與固化劑的具體特性掌握適當?shù)呐浜狭俊9袒a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?shù)臏囟燃訜峁袒?/span> 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(huán)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(yè)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(huán)氧樹脂交聯(lián)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(huán)氧樹脂分子結構中的環(huán)氧基進行的。因此將環(huán)氧樹脂固化成為立體交聯(lián)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(huán)氧樹脂的反應活性是不一樣的。表2-4為正已胺與各種環(huán)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(huán)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(huán)氧(MPGE——苯基-β-甲基縮水甘油醚)反應要慢些;與環(huán)乙烯氧化物型及環(huán)氧化聚丁二烯等內環(huán)氧基型樹脂幾乎不能進行固化??s水甘油酯型環(huán)氧樹脂比縮水甘油醚型環(huán)氧樹脂反應要快。 對脂肪胺講,伯胺基與環(huán)氧的反應速度約為仲胺的2倍。但環(huán)氧基和伯胺的反應與生成的伯胺基和環(huán)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(huán)氧基反應,一旦加熱可釋放出二氧化碳,再生出的胺繼續(xù)進行反應,這種現(xiàn)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(shù),k2生成仲胺的反應速度常數(shù)。 |
