脂肪族胺类固化剂在各种固化剂之中用量仅次于聚酰胺。这因为它们绝大多数为液体,与环氧树脂有很好的混溶性;可以在常温下固化环氧树脂,工艺上来的方便;反应时放热,释放出的热量进一步促使环氧树脂与固化剂的具体特性掌握适当的配合量。固化产物的耐热性不高,为了提高其耐热性可适当加热固化;或者温室凝胶(或部分固化后),再予以适当的温度加热固化。 脂肪族胺类固化剂常用于不能加热(例如大型部件)或不允许加热(热敏感部件)的胶黏剂、密封胶、小型浇铸、层压材料,室温固化涂料等。 脂肪族胺类固化剂有多种结构,比如脂肪族多元胺、聚亚甲基二胺,含芳香环的脂肪胺及其各种变性物等。 乙二胺是脂肪族胺类固化剂中最早使用的一个固化剂。工业上最初由UCC公司一1,2-二氯乙烷(EDC)和氨反应制备,称为EDC。一乙醇胺(MEA)和氨反应生产乙二胺,以MEA法生产乙二胺。生产主产品乙二胺的同时还有一系列副产品多亚乙基多胺等,这些副产品经分馏精制可以得到。 在多亚乙基多胺之中像三亚乙基四胺、四亚乙基五胺、五亚乙基六胺等分子量高的脂肪多胺化合物都会含有多个异构体。 胺与环氧树脂交联固化反应,是通过氨基行的氢原子(有时称该氢原子为活泼氢原子)与各种环氧树脂分子结构中的环氧基进行的。因此将环氧树脂固化成为立体交联的网络结构,固化剂一个分子中必须有三个以上的活泼氢原子,也就是说有两个以上的氨基。 同一个胺类固化剂对不同种类的环氧树脂的反应活性是不一样的。表2-4为正已胺与各种环氧模型化合物的反应速度常熟。由表中可见,与缩水甘油醚型环氧(PGE——苯基缩水甘油醚)室温下可圆满地进行固化,对β-甲基缩水甘油醚型环氧(MPGE——苯基-β-甲基缩水甘油醚)反应要慢些;与环乙烯氧化物型及环氧化聚丁二烯等内环氧基型树脂几乎不能进行固化。缩水甘油酯型环氧树脂比缩水甘油醚型环氧树脂反应要快。 对脂肪胺讲,伯胺基与环氧的反应速度约为仲胺的2倍。但环氧基和伯胺的反应与生成的伯胺基和环氧基反应几乎是同时进行的。值得注意的是,伯胺和空气中的二氧化碳(CO2)反应生成白色固体碳酸铵盐,他不能和环氧基反应,一旦加热可释放出二氧化碳,再生出的胺继续进行反应,这种现象通过向固化剂里添加促进剂可以防止。在使用脂肪胺作固化剂时,为了加速固化,或在温室以下的温度固化,也可以使用促进剂。通常使用酚类,用量为树脂量的5%~10%。
k1,k2——L/(mol•g),k1伯胺的反应速度常数,k2生成仲胺的反应速度常数。 |