环氧树脂用芳香胺类固化剂
环氧树脂用芳香胺类固化剂的碱性比脂肪胺低,并且由于空间位阻效应,环氧树脂用芳香胺类固化剂在常温下固化缓慢。由于伯胺和仲胺的反应机理差异很大,其大多数只能停留在B阶--线型固体聚合物。
通常,环氧树脂用芳香胺类固化剂的固化需要分两步加热,第一步反应的温度很低,大概80度,以减少过多热量的产生,第二步反应在150-170的高温下进行,以充分固化。
芳香胺固化体系耐温性非常好,HDT可以达到150-160摄氏度,其力学性能也非常出色。另外,芳胺固化后的电气性能也很不错,耐化学性非常好,特别是耐碱性,因此,它也是一种耐溶剂性很好的固化剂。
芳香胺是指具有一个芳香性取代基的胺——即-NH2、-NH-或含氮基团连接到一个芳香烃上,芳香烃的结构中通常含有一个或多个苯环。苯胺是这类化合物最简单的实例。芳香胺分子反应活性较高。芳香胺一般为高沸点的液体或者低熔点的固体,具有特殊的气味,毒性较大。
苯胺的结构在芳香胺中,氮上的孤电子对占据的是SP2杂化轨道,和苯环π电子轨道重叠,形成氮和苯环在内的共轭π分子轨道。
芳香胺为高沸点的液体或者低熔点的固体,具有特殊的气味,其毒性很大,如苯胺可以吸入、食入或透过皮肤吸收而致中毒,食入0.25mL就严重中毒。β-萘胺与联苯胺是引致恶性肿瘤的物质。
芳香胺具有胺的碱性,碱性一般比较弱,可与酸发生成盐反应,除此之外芳香胺还具有一些特性。
N上有氢的芳香胺极易氧化,随着氧化剂种类及反应条件的不同,氧化产物也不同。
芳香胺的氧化反应芳香胺芳环上的亲电取代反应。
对苯二酚二羟乙基醚(芳香族二醇扩链剂HQEE)-固体是一种对称的芳香族二醇扩链剂。它与MDI有着良好的配伍性,能明显提高、改善制品的抗张强度、硬度和回弹性能。
HQEE/MDI是与MOCA/TDI并列的一个PU弹性体系列,使用该产品的PU一般用于对产品物理性能有高要求的领域.
HQEE是一种代替MOCA的新型无毒扩链剂。广泛应用于MDI的PUR体系(CPU、TPU、MPU)中。能显著提高PUR制品的耐温等级、力学性能(撕裂强度、剪切性、硬度、回弹性等),提高MPU胶料储存稳定性、防止烧焦。很好地改善和调节了PUR的性能。MDI/HQEE常用于对制品物理性能有高要求的领域。如:油井密封件、叉车轮胎、液压汽缸密封件、传送带等PU制品,对改善高回弹微孔泡沫制品性能很有帮助。
对苯二酚二羟乙基醚(芳香族二醇扩链剂HQEE)-固体是主要用于二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)的一种扩链剂。这种扩链剂体系生产的弹性体主要作重载应用, 例如铲车轮胎、油井和液压设备密封、粗料槽衬里和滑冰板轮等。然而, 若对HQEE的使用性能不了解, 就不能得到最佳产品。
一般来说, 用MOCA为扩链剂生产弹性体的设备, 也能用于HQEE体系的生产。但二者的工艺是明显不同的。HQEE和MOCA在将近相同的温度(100℃)熔融,但MOCA会出现过冷而不结晶。HQEE不会出现过冷,但加工设备中必须保持110-116℃(最高122℃)。HQEE熔罐必须均匀加热到110℃以上,缓慢搅动以防止表面和罐壁上起沫。用于HQEE的工艺设备管线要适当地保温和加热, 以防止出现“ 冷点” 而造成管线堵塞和HQEE预聚物混合比的误差。
MOCA/预聚物的混合比可在理论值的90~100%范围内变化, 仍能得到理想的制品。然而, 对于HQEE体系, 必须精确控制二醇扩链剂/预聚物的比例, 才能得到最佳产品性能。预聚物也应保持在110℃下,并且在HQEE与预聚物混合后, 必须维持温度以防止HQEE结晶。整个成型温度必须保持在110-120℃之间。对于薄制件需要较高的温度。低于上述温度时将导致HQEE结晶出现疵点。烘箱或模具加热设备必须超过所要求的成型温度。
未催化的HQEE/MDI弹性体的流化时间, 对于薄制件(如垫圈)大约需2小时;对于厚制件(如铲车轮胎)能明显减少脱模时间。
为了降低扩链剂的熔融温度以达到降低加工温度的目的, 可将HQEE与其它二醇、三醇和工业扩链剂混合使用。常用的比例是HQEE为80-90% , 二醇或三醇为10-20%。
制品的某些缺陷, 可通过改进操作而避免。表面白霜是由于扩链剂/预聚物混合或成型温度太低, 或是由于模具温度太低而造成。模压制品的表面刻痕是由于混合不当或模具过早关闭而引起的。模制品表面翘曲则表明模具可能关闭过晚。
在芳香胺亲电取代反应中,H2N-,RNH-,R2NH-,ArNH-等都是邻对位定位基,而与之对应的铵盐H3N+等却是间位定位基。
卤代反应1.卤代:苯胺直接卤代时,除与碘反应生成碘苯胺外,反应很难停留在一代阶段。
酰化反应2.酰化:一级、二级芳香胺的氮上有氢,由于氨基的氮上和苯环的碳上都能发生酰化反应,产率比较低,但是氨基用酰基保护后,芳环碳上的酰化反应可以顺利进行。
磺化反应3.磺化:磺化时硫酸首先与苯胺成盐,若用发烟硫酸为磺化试剂,在室温进行反应,主要得间位取代产物,若用浓硫酸磺化,反应在长时间加热的条件下进行,则主要产物是对位取代产物。
硝化反应4.硝化:直接硝化时,氨基易被硝酸氧化,转化率较低,为防止氨基氧化,制备时常利用胺的乙酰化反应来保护氨基,反应后再将乙酰基除去。
环氧树脂作为防腐蚀材料不但具有密实、抗水、抗渗漏好、强度高等特点,同时具有附着力强、常温操作、施工简便等良好的工艺性,而且价格适中。
采用这类材料的防腐蚀工程一般包括:树脂胶料辅衬的玻璃钢整体面层和隔离层,树脂胶泥和砂浆铺砌的块材面层,树脂胶泥勾缝与灌缝的块材面层,树脂稀胶泥或砂浆制作的单一与复合的整体面层及隔离层,树脂玻璃鳞片胶泥面层等等。
选用的材料品种不同,防腐蚀工程的最终产品功能以及适用范围将有很大不同。专家介绍说,防腐蚀工程中常用的环氧树脂除单独使用外,还可以和不饱和聚酯树脂、乙烯基酯树脂、酚醛树脂和呋喃树脂等树脂复合使用,形成复合构造以充分发挥各自的长处、降低成本、提高产品质量、方便施工。
也可与其他树脂改性形成改性树脂,改性的方法有物理法和化学法。环氧煤焦油属于较为典型的环氧树脂物理改性产物,使其性能介于环氧树脂和煤焦油之间。
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