二氰二胺潜伏性固化剂
二氰二胺潜伏性固化剂俗称双氰胺,很早就被用作潜伏性固化剂,应用于粉末涂料、胶粘剂等领域。二氰二胺潜伏性固化剂与环氧树脂混合后室温下贮存期可达半年之久。
二氰二胺潜伏性固化剂的固化机理较复杂,除双氰胺上的4个氢可参加反应外,氰基也具有一定的反应活性。双氰胺单独用作环氧树脂固化剂时固化温度很高,一般在150~170℃之间,在此温度下许多器件及材料由于不能承受这样的温度而不能使用,或因为生产工艺的要求而必须降低单组分环氧树脂的固化温度。
解决这个问题的方法有两种,一种是加入促进剂,在不过分损害双氰胺的贮存期和使用性能的前提下,降低其固化温度。
这类促进剂很多,主要有咪唑类化合物及其衍生物和盐、脲类衍生物、有机胍类衍生物、含磷化合物,过渡金属配合物及复合促进剂等,这些促进剂都可以使双氰胺的固化温度明显降低,理想的固化温度可降至120℃左右,但同时会使贮存期缩短,而且耐水性能也会受到一定的影响。
另一种降低单组分环氧树脂固化温度的有效方法是通过分子设计的方法对双氰胺进行化学改性。在双氰胺分子中引入胺类,特别是芳香族胺类结构,以制备双氰胺衍生物,如HT2833,HT2844是一种用3,5二取代苯胺改性的双氰胺衍生物。
氰氨化钙水解所得的氰氨氢钙悬浮液,经减压过滤除去氢氧化钙滤渣,再向滤液通入二氧化碳以将钙以碳酸钙的形式沉淀出来,得到氨基氰液。使其在碱性条件下聚合,再经过滤、冷却结晶、分离、干燥,得二聚氰胺。
生成双氰胺最大速度时的温度与pH有关:50℃时pH为9.7;80℃时pH为9.1;100℃时pH为8.8。控制在这些条件下聚合后,再经冷却结晶、分离、干燥,即得成品双氰胺。工业品双氰胺含量99%,每吨产品消耗石灰氮(含氮21%以上)4239kg。
产品应用:间苯二酚二(2-羟乙基)醚(芳香族二醇扩链剂HER)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。广泛应用于混炼型、浇注型、热塑型的PU弹性体制品。这种材料已经被证实能够较大限度地维持弹性体的持久性、弹性和可塑性,并把收缩性限制到较小,没有污染。同时,该材料除具有芳香族扩链的优点外,还避免了HQEE在稍微降温情况下迅速结晶现象的不足,提供了更好的可塑性、撕裂强度、初始强度、邵氏硬度、压缩变形、断裂变形以及低收缩性、抗切割、柔韧性好、防渗透性、熔点低、操作方便等特殊优点。如铸轮、密封件、压制垫、非粘结合轮胎、泥浆管内衬、滑板轮、鞋部件、饮料容器、氨纶以及软质和硬质包装材料等。
包装储运:纸板桶,内衬黑色塑料袋;20公斤装。
分子式:C10H14O4
分子量:198.22
羟值 545-565mg KOH/g
熔点℃≥83℃
用作环氧树脂胶黏剂潜伏型固化剂,配制单组分环氧胶黏剂,只有当二氰二胺的粒度≤5μm(2500目)时,才能在环氧树脂中形成悬浮体,不会产生沉淀。参考用量4~12份,100g环氧树脂组成物适用期6~12个月。二氰二胺用量17份时储存期不足2个月,用量8份时储存期可达半年之久。固化条件170℃/lh或180℃/20min,热变形温度125℃。也用作单组分水性环氧胶黏剂的固化剂。
据报道,此类固化剂与环氧树脂相溶性较好,贮存期长,固化速度快,在100℃下固化1h,剪切强度可达25MPa,150℃固化30min,剪切强度可达27MPa。
粉末涂料专用固化剂AEHD-610,AEHD-210也是一种改性双氰胺衍生物。另外,日本有采用芳香族二胺如4,4’二氨基二苯甲烷(DDM),4,4’二氨基二苯醚(DDE),4,4’二氨基二苯砜(DDS),对二甲苯胺(DMB)分别与双氰胺反应制得其衍生物的报道。
上述引入苯环后的双氰胺衍生物与双酚A型环氧树脂的相溶性与双氰胺相比明显增加,与E44环氧树脂组成的单组分体系在室温贮存期长达半年之久,固化温度均低于双氰胺。
国内有关对双氰胺进行化学改性得到双氰胺衍生物的报道较少,采用环氧丙烷与双氰胺反应制得了双氰胺MD02,其熔点154~162℃,比双氰胺的熔点(207~210℃)低了45℃左右,采用100份E44环氧树脂,15份MD02和05份2甲基咪唑组成的配方,150℃下凝胶的时间为4min。
用苯胺甲醛改性双氰胺所得的衍生物与双酚A型环氧树脂混溶性增加,在丙酮和酒精的混合溶液中有良好的溶解性,且反应活性增加,贮存性也较长。
参考用量7份。二氰二胺(5~6份)与酰肼(3~4份)复配体系,可120℃/45min固化环氧树脂。
用双氰胺与酸反应,可制造各种胍盐。双氰胺和苯基腈反应得到的苯代三聚氰二胺是涂料,层压板、成型粉的中间体。
双氰胺和甲醛反应制得的双氰胺树脂,可用作染料固色剂。
双氰胺复合肥料可控制硝化菌的活动,使氮肥在土壤中的转化速度得到调节,减少氮的损失,提高肥料的使用效率。
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