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针对不同应用特性要求,环氧固化剂的选择策略

针对不同应用特性要求,环氧固化剂的选择策略

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  • 发布时间:2023-09-25
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【概要描述】环氧胶黏剂主要由环氧树脂、固化体系和各种助剂构成,而固化剂是技术核心之一,因为选择不同固化剂决定了环氧胶的固化温度和各个方面的性能。

针对不同应用特性要求,环氧固化剂的选择策略

【概要描述】环氧胶黏剂主要由环氧树脂、固化体系和各种助剂构成,而固化剂是技术核心之一,因为选择不同固化剂决定了环氧胶的固化温度和各个方面的性能。

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环氧胶黏剂主要由环氧树脂、固化体系和各种助剂构成,而固化剂是技术核心之一,因为选择不同固化剂决定了环氧胶的固化温度和各个方面的性能。

市面上的环氧固化剂种类五花八门,面对不同应用场景对环氧胶性能的不同需求时,不少初学者都不知道该如何选择合适的固化剂

因此,《胶界》综合整理了一些理论知识,以帮助在设计环氧配方时能准确找到适宜的固化剂。

固化温度

众所周知,各种固化剂的固化温度各不相同,我们通常根据应用场景的要求,来选择相应加热温度的固化剂:

低温固化剂固化温度在室温以下:改性胺、聚硫醇型、多异氰酸酯型

室温固化剂固化温度为室温~50℃:脂肪族多胺、脂环族多胺;低分子聚酰胺以及改性芳胺

中温固化剂为50~100℃:部分脂环族多胺、叔胺、眯唑类以及三氟化硼络合物

高温固化剂固化温度在100℃以上:芳香族多胺、酸酐、甲阶酚醛树脂、氨基树脂、双氰胺以及酰肼等

固化反应属于化学反应,受固化温度影响很大,温度增高,反应速度加快,凝胶时间变短;凝胶时间的对数值随固化温度上升大体呈直线下降趋势。但固化温度过高,常使固化物性能下降,所以存在固化温度的上限;必须选择使固化速度和固化物性能折衷的温度,作为合适的固化温度。

应用特性

化学结构不同,其性质和固化物特性也不同。因此,全面了解具有相同官能基而化学结构不同的多胺固化剂的性状、特点,对选择固化剂来说,是很重要的。

在色相方面,脂环族最浅,基本上是透明的,而脂肪族和芳香族,其着色程度相当显著。在黏度方面,也有很大不同,脂环族不过零点零几Pa·s,而聚酰胺则非常黏稠,达数Pa·s,芳香族胺多为固态。适用期长短正好与固化性完全相反,脂肪族反应性最高,而脂环族、酰胺、芳香族依次降低。

色相:(优)脂环族→脂肪族→酰胺→芳香胺(劣)

熟度:(低)脂环族→脂肪族→芳香族→酰胺(高)

适用期:(长)芳香族→酰胺→脂环族→脂肪族(短)

固化剂的固化温度和固化物的耐热性有很大关系,一般地说,使用固化温度高的固化剂可以得到耐热优良的固化物。

耐热性:(低)脂肪族多胺<脂环族多胺<芳香族多胺≈酚醛<酸酐(高)

固化性:(快)脂肪族→脂环族→酰胺→芳香族(慢)

对光泽来说,芳香族最好,脂肪族最差。此性质受固化温度的影响,随温度升高,光泽变好。至于柔软性,官能基间距离长的聚酰胺更优良一些,而交联密度高的芳香胺则差。耐热性与柔软性正好相反,而粘接性则与柔软性一致。耐药品性(耐酸性)受化学结构影响,芳香族比较优良,脂肪胺和聚酰胺则易受化学药品腐蚀。耐水性受官能基质量浓度的支配,官能基质量浓度低、疏水度高的聚酰胺类更耐水,而官能基质量浓度高的芳香族则差一些。

光泽:(优)芳香族→脂环族→聚酰胺一脂肪胺(劣)

柔软性:(软)聚酰胺→脂肪族→脂环族→芳香族(刚)

粘接性:(优)聚酰胺→脂环族→脂肪族→芳香族(良)

耐酸性:(优)芳香族→脂环族→脂肪族→聚酰胺(劣)

耐水性:(优)聚酰胺→脂肪胺→脂环胺→芳香胺(良)

刺激性:(强)脂肪族→芳香族→脂环族→酰胺(弱)

各类固化剂特点

脂肪胺固化特点

活性高,可室温固化

反应剧烈放热,适用期短

一般需后固化,室温7d再80-100℃2h

固化物热形变温度低,一般80-90℃

固化物脆性大

挥发性及毒性大

 

芳香族多胺

固化物耐热性好,耐化学性机械强度均优于脂肪族多元胺

活性低,大多加热固化

氮原子因苯环导致电子云密度降低,碱性减弱,以及苯环位阻效应

多为固体,熔点高,工艺性差

液化,低共熔点混合,多元胺与单缩水甘油醚加成

 

改性多元胺

加成物分子量变大,沸点粘度增加,挥发性与毒性减弱,

能在极低温下(0℃以下)固化EP

固化物有很好的增韧效果,改善原有脆性

放热效应低,适用期长,固化物耐热性较低

 

多元硫醇

类似于羟基

聚硫醇化合物(液体聚硫橡胶)就是典型多元硫醇,单独使用活性很低,室温反应及其缓慢几乎不能进行

适当催化剂作用下固化反应以数倍多元胺速度进行

在低温固化更为明显

 

酸酐类固化剂

反应速率很慢,不能生成高交联产物,一般不作为固化剂

低挥发性,毒性低,刺激性低

反应缓慢,放热量小,适用期长

固化物收缩率低,耐热性高

固化物机械强度高,电性能优良

需加热固化,时间长

EP常用固化剂,仅次于多元胺

 

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关于我们

瑞奇创建于2002年,是一家集研发、生产、销售和服务为一体的全方位化工新材料企业。公司专业生产环氧改性胺类固化剂。已上市500多种产品,广泛应用于建筑材料、重防腐涂料、复合材料、胶粘剂、机电、陶瓷和石材等行业。

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