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常用的固化剂种类和性能

发布日期:2019-02-18 10:02:55 作者:中科盛联



常用的固化剂种类和性能
环氧树脂是线型的热塑性树脂,本身不会硬化,且不具有任何使用性能,只有加入固化剂,使它由线型结构交联成网状或体型结构,形成不溶不熔物,才具有优良的使用性能;并且固化产物的性能在很大程度上取决于固化剂,因此。固化剂是环氧树脂结合剂中的一个重要组成部分。
凡能和环氧树脂的环氧基及羟基作用,使树脂交联的物质,叫做固化剂,也叫硬化剂或交联剂。
根据硬化所需的温度不同可分为加热硬化剂和室温硬化剂两类。如果根据化学结构类型的不同,可分为胺类硬化剂,酸酐类硬化剂,树脂类硬化剂,咪唑类硬化剂及潜伏性硬化剂等。按硬化剂的物态不同可分为液体硬化剂和固体硬化剂两类。
表1列出了几种较常用的硬化剂及其性能。
表1            常用的固化剂种类和性能
分  类
名    称
用量  %
固化条件
特    性
脂肪胺
乙二胺
6~8
20℃/4d或20℃/2h+100℃/30min
常温固化,适用期短,毒性和刺激性大,胶层脆
二乙撑三胺
10~11
20℃/4d或20℃/2h+100℃/30min
常温固化,适用期短,与乙二胺比较,毒性略低,性能略好
三乙撑四胺
13~14
20℃/7d或20℃/2h+100℃/30min
常温固化,适用期短,与乙二胺比较,毒性略低,性能略好
苯二甲胺
16~18
常温/1d70℃/1h
可常温固化,比二乙撑三胺耐热性、耐溶剂性好,毒性低
芳香胺
间苯二胺
14~15
80℃/2h+150℃/2h
耐热、耐药品性、电性能好,可用于胶粘剂
二氨基二苯基甲烷
27~30
80℃/2h+150℃/2h
耐热、耐药品性、电性能好,可用于胶粘剂
二氨基二苯基砜
35~40
130℃/2h+200℃/2h
耐热、电性能优异,适用期长,毒性小,可用于耐热胶粘剂
改性胺
120固化剂
(β-羟乙基乙二胺)
16~18
室温/1d或80℃/3h
吸水性强,需密闭贮存。粘度小,毒性低,和环氧树脂反应快,适用期短
593固化剂(二乙撑三胺与环氧丙烷丁基醚加成物
23~25
室温/1d
黏度小,毒性低,使用期短,室温迅速固化,固化物韧性较好
703固化剂(苯酚、甲醛、乙二胺缩合物)
20
室温/4~8h
与环氧树脂的反应速度比常驻用的脂肪胺快,可配制室温固化胶粘剂用,固化物性能好
591固化剂(氰乙基化二乙撑三胺)
20~25
80℃/12h
与二乙撑三胺相比较反应放热湿度低,使用期长,毒性小,胶层的韧性和耐冲击性、耐溶剂性好,但耐热性、电性能较差
793固化剂(丙烯腈改性的已二胺,2-甲基咪唑)
25~30
70~100℃/3h
既可常温固化,又可中温固化,把应放热峰较低,适用期较长,毒性低,固化物性能良好,韧性好,对金属、陶瓷、玻璃、塑料等都有良好的胶接性能
105缩胺(苯二甲胺缩合物)
30~35
室温/7d或室温/1d+100℃/30h
可配制室温固化胶粘剂用,与苯苯二甲胺比较,毒性和蒸汽压低,显著改善了苯二甲胺在在过程中的“白化”现象,固化物既有较高的热变形温度又有较好的韧性
590固化剂
15~20
常温/7d或室温/1d+100℃/2h
使用方便,毒性比间苯二胺低
低分子
聚酰胺
650、651、200、400、203、300、500等
40~100
室温或65℃/3h
用量不严格,使用期比脂肪胺长,毒性小,对金属、玻璃、陶瓷等多种材料有良好的粘接性能,固化物收缩小、抗冲、抗弯、耐热冲击、电性能好,但耐热、耐溶剂性差
咪唑类
固化剂
咪唑
3~5
60~80℃/6~8h
毒性低,用量小,适用期长,中温固化,固化物热变形形高,其它性能和用芳胺固化的性能大致相同,用它配制的胶粘剂,胶接强度好,耐热、耐溶剂性亦好,是目前较理想的一种固化剂,也可作促进剂用。其中2-乙基础理论 -甲基咪唑性能较全面,室温为液体,易与环氧树脂结合,是胶粘剂中常用的一种固化剂
2-甲基咪唑
3~5
60~80℃/6~8h
2-乙基-4-甲基咪唑
2~6
60~80℃/6~8h
704固化剂(2-甲基咪唑与环氧丁基醚加成物)
10
60~80℃/6~8h
781固化剂(2-甲基咪唑与丙烯腈加成物)
10
60~80℃/6~8h
酸  酐
固化剂
顺丁烯二酸酐
30~40
160~200℃/2~4h
熔点较低,易与树脂混合,适用期长,固化物硬而脆
邻苯二甲酸酐
76
150℃/6h
易升华与树脂混熔较难,固化后胶层介质性能较好(除强碱外)
十二烯基琥珀酸酐
130
85℃/2h+150℃/12~24h
液体与树脂易混合,适用期长,胶层韧性好,耐热冲击性、电性能好但耐药品性差
六氢苯二甲酸酐
80
80℃/2h+150℃/12~24h
熔点低,易与树脂混合,混合物黏度低,适用期限长,固化物耐用药品性、耐热性及电性能较好
“70”酸酐
50~70
100℃/2h+150℃/4h
液体,易与树脂混合,挥发性小
纳迪克酸酐
60~80
80℃/3h+120℃/3h +200℃/3h
耐热性好,热稳定性优于苯酐,顺酐及四氢苯酐的固化物
聚壬二酸酐
70
100~150℃/12h
熔点低,易与树脂混合,适用期长,胶层韧性好,耐热冲击性好
3,3′,4,4′,-苯酮
四酸二酐
与顺酐
混用顺酐
50~80
酮酐
28~50
200℃/24h
固化物耐热性,耐药品性好,可作耐热胶粘结剂用
潜伏性
固化剂
三氯化硼-单乙胺络合物
1~5
120℃/2h+150℃/3h
吸湿性强,和环氧树脂混合物室温下可贮存数月,用量少,但固化时间长,可配制单组分胶粘剂用
双氰胺
4~9
180℃/1h
和环氧树脂混合后室温下贮存期在一年以上,主要用于配制单组份胶粘剂和粉末涂料
癸二酸二酰肼
30
165℃/0.5h
和环氧树脂混合后室温下贮存期>4个月,配制单组份胶粘剂用在一50~60℃温度范围内抗剪强度几乎无变化
594,596固化剂
7~10
120℃/2~3h
黏度低,即使在低温下也能保持低黏度,和环氧树脂有极好的混容性,贮存期>3~4个月,主要用于单一组分胶粘剂和无溶液剂浸渍漆
硬化后环氧树脂的性能,特别是耐热性和力学强度,主要是由硬化剂来提供,不同硬化制成制品的耐热性和力学强度相差较大。
环氧树脂常用固化剂材料特性及配方
环氧树脂本身是一个线性结构的化合物,性能很稳定,必须与固化剂一块使用才能具有实用价值。因此固化剂是环氧树脂在使用过程中必不可少的重要组成部分。环氧树脂的固化剂种类很多,常见的有:
脂肪胺类  
脂环胺类  
芳香胺类  
酸酐  
聚酰胺类  
改性胺类  
潜伏性类  
树脂类 
叔胺类。
固化促进剂的种类及其所适用的固化剂
由于固化剂的不同会直接影响制品的工艺过程及制品的物理化学性能,所以根据应用的场合来加以选择这些环氧树脂固化剂是十分重要的。如固化工艺是常温固化还是加温固化?制品要求是硬质的还是软质的?是要求耐高温的还是低温的?使用环境是潮湿的还是干燥的?不同的场合使用的固化剂有所不同。总之要根据实际情况选择合适的固化剂,以便发挥出所用环氧树脂体系的最好的性能
脂肪多元胺
1.jpg乙二胺 EDA H2NCH2CH2NH2 分子量60 活泼氢当量15 无色液体 每100份标准树脂用6-8份 性能:有毒、有剌激臭味,挥发性大、粘度低、可室温快速固化。用于粘接、浇注、涂料。该类胺随分子量增大,粘度增加,挥发性减小,毒性减小,性能提高。但它们放热量大、适用期短。一般而言它们分子量越大受配合量影响越小。长期接触脂肪多元胺会引起皮炎,它们的蒸汽毒性很强,操作时须十分注意。

二乙烯三胺 DETA H2NC2H4NHC2H4NH2 分子量103 活泼氢当量20.6 无色液体 每100份标准树脂用8-11份。固化:20℃2小时+100℃30分钟或20℃4天。性能:适用期50克25℃45分钟,热变形温度95-124℃,抗弯强度1000-1160kg/cm2,抗压强度1120kg/cm2,抗拉强度780kg/cm2,伸长率5.5%,冲击强度 0.4尺-磅/寸洛氏硬度99-108。介电常数(50赫、23℃)4.1 功率因数(50赫、23℃)0.009 体积电阻2x1016 Ω-cm 常温固化、毒性大、放热量大、适用期短。

三乙烯四胺 TETA H2NC2H4NHC2H4NHC2H4NH2 分子量146 活泼氢当量24.3 无色粘稠液体 每100份标准树脂
9:52:03
温文尔雅- 2019/2/18 9:52:03

常用的固化剂种类和性能
环氧树脂是线型的热塑性树脂,本身不会硬化,且不具有任何使用性能,只有加入固化剂,使它由线型结构交联成网状或体型结构,形成不溶不熔物,才具有优良的使用性能;并且固化产物的性能在很大程度上取决于固化剂,因此。固化剂是环氧树脂结合剂中的一个重要组成部分。
凡能和环氧树脂的环氧基及羟基作用,使树脂交联的物质,叫做固化剂,也叫硬化剂或交联剂。
根据硬化所需的温度不同可分为加热硬化剂和室温硬化剂两类。如果根据化学结构类型的不同,可分为胺类硬化剂,酸酐类硬化剂,树脂类硬化剂,咪唑类硬化剂及潜伏性硬化剂等。按硬化剂的物态不同可分为液体硬化剂和固体硬化剂两类。
表1列出了几种较常用的硬化剂及其性能。
表1            常用的固化剂种类和性能
分  类
名    称
用量  %
固化条件
特    性
脂肪胺
乙二胺
6~8
20℃/4d或20℃/2h+100℃/30min
常温固化,适用期短,毒性和刺激性大,胶层脆
二乙撑三胺
10~11
20℃/4d或20℃/2h+100℃/30min
常温固化,适用期短,与乙二胺比较,毒性略低,性能略好
三乙撑四胺
13~14
20℃/7d或20℃/2h+100℃/30min
常温固化,适用期短,与乙二胺比较,毒性略低,性能略好
苯二甲胺
16~18
常温/1d70℃/1h
可常温固化,比二乙撑三胺耐热性、耐溶剂性好,毒性低
芳香胺
间苯二胺
14~15
80℃/2h+150℃/2h
耐热、耐药品性、电性能好,可用于胶粘剂
二氨基二苯基甲烷
27~30
80℃/2h+150℃/2h
耐热、耐药品性、电性能好,可用于胶粘剂
二氨基二苯基砜
35~40
130℃/2h+200℃/2h
耐热、电性能优异,适用期长,毒性小,可用于耐热胶粘剂
改性胺
120固化剂
(β-羟乙基乙二胺)
16~18
室温/1d或80℃/3h
吸水性强,需密闭贮存。粘度小,毒性低,和环氧树脂反应快,适用期短
593固化剂(二乙撑三胺与环氧丙烷丁基醚加成物
23~25
室温/1d
黏度小,毒性低,使用期短,室温迅速固化,固化物韧性较好
703固化剂(苯酚、甲醛、乙二胺缩合物)
20
室温/4~8h
与环氧树脂的反应速度比常驻用的脂肪胺快,可配制室温固化胶粘剂用,固化物性能好
591固化剂(氰乙基化二乙撑三胺)
20~25
80℃/12h
与二乙撑三胺相比较反应放热湿度低,使用期长,毒性小,胶层的韧性和耐冲击性、耐溶剂性好,但耐热性、电性能较差
793固化剂(丙烯腈改性的已二胺,2-甲基咪唑)
25~30
70~100℃/3h
既可常温固化,又可中温固化,把应放热峰较低,适用期较长,毒性低,固化物性能良好,韧性好,对金属、陶瓷、玻璃、塑料等都有良好的胶接性能
105缩胺(苯二甲胺缩合物)
30~35
室温/7d或室温/1d+100℃/30h
可配制室温固化胶粘剂用,与苯苯二甲胺比较,毒性和蒸汽压低,显著改善了苯二甲胺在在过程中的“白化”现象,固化物既有较高的热变形温度又有较好的韧性
590固化剂
15~20
常温/7d或室温/1d+100℃/2h
使用方便,毒性比间苯二胺低
低分子
聚酰胺
650、651、200、400、203、300、500等
40~100
室温或65℃/3h
用量不严格,使用期比脂肪胺长,毒性小,对金属、玻璃、陶瓷等多种材料有良好的粘接性能,固化物收缩小、抗冲、抗弯、耐热冲击、电性能好,但耐热、耐溶剂性差
咪唑类
固化剂
咪唑
3~5
60~80℃/6~8h
毒性低,用量小,适用期长,中温固化,固化物热变形形高,其它性能和用芳胺固化的性能大致相同,用它配制的胶粘剂,胶接强度好,耐热、耐溶剂性亦好,是目前较理想的一种固化剂,也可作促进剂用。其中2-乙基础理论 -甲基咪唑性能较全面,室温为液体,易与环氧树脂结合,是胶粘剂中常用的一种固化剂
2-甲基咪唑
3~5
60~80℃/6~8h
2-乙基-4-甲基咪唑
2~6
60~80℃/6~8h
704固化剂(2-甲基咪唑与环氧丁基醚加成物)
10
60~80℃/6~8h
781固化剂(2-甲基咪唑与丙烯腈加成物)
10
60~80℃/6~8h
酸  酐
固化剂
顺丁烯二酸酐
30~40
160~200℃/2~4h
熔点较低,易与树脂混合,适用期长,固化物硬而脆
邻苯二甲酸酐
76
150℃/6h
易升华与树脂混熔较难,固化后胶层介质性能较好(除强碱外)
十二烯基琥珀酸酐
130
85℃/2h+150℃/12~24h
液体与树脂易混合,适用期长,胶层韧性好,耐热冲击性、电性能好但耐药品性差
六氢苯二甲酸酐
80
80℃/2h+150℃/12~24h
熔点低,易与树脂混合,混合物黏度低,适用期限长,固化物耐用药品性、耐热性及电性能较好
“70”酸酐
50~70
100℃/2h+150℃/4h
液体,易与树脂混合,挥发性小
纳迪克酸酐
60~80
80℃/3h+120℃/3h +200℃/3h
耐热性好,热稳定性优于苯酐,顺酐及四氢苯酐的固化物
聚壬二酸酐
70
100~150℃/12h
熔点低,易与树脂混合,适用期长,胶层韧性好,耐热冲击性好
3,3′,4,4′,-苯酮
四酸二酐
与顺酐
混用顺酐
50~80
酮酐
28~50
200℃/24h
固化物耐热性,耐药品性好,可作耐热胶粘结剂用
潜伏性
固化剂
三氯化硼-单乙胺络合物
1~5
120℃/2h+150℃/3h
吸湿性强,和环氧树脂混合物室温下可贮存数月,用量少,但固化时间长,可配制单组分胶粘剂用
双氰胺
4~9
180℃/1h
和环氧树脂混合后室温下贮存期在一年以上,主要用于配制单组份胶粘剂和粉末涂料
癸二酸二酰肼
30
165℃/0.5h
和环氧树脂混合后室温下贮存期>4个月,配制单组份胶粘剂用在一50~60℃温度范围内抗剪强度几乎无变化
594,596固化剂
7~10
120℃/2~3h
黏度低,即使在低温下也能保持低黏度,和环氧树脂有极好的混容性,贮存期>3~4个月,主要用于单一组分胶粘剂和无溶液剂浸渍漆
硬化后环氧树脂的性能,特别是耐热性和力学强度,主要是由硬化剂来提供,不同硬化制成制品的耐热性和力学强度相差较大。
环氧树脂常用固化剂材料特性及配方
环氧树脂本身是一个线性结构的化合物,性能很稳定,必须与固化剂一块使用才能具有实用价值。因此固化剂是环氧树脂在使用过程中必不可少的重要组成部分。环氧树脂的固化剂种类很多,常见的有:
脂肪胺类  
脂环胺类  
芳香胺类  
酸酐  
聚酰胺类  
改性胺类  
潜伏性类  
树脂类 
叔胺类。
固化促进剂的种类及其所适用的固化剂
由于固化剂的不同会直接影响制品的工艺过程及制品的物理化学性能,所以根据应用的场合来加以选择这些环氧树脂固化剂是十分重要的。如固化工艺是常温固化还是加温固化?制品要求是硬质的还是软质的?是要求耐高温的还是低温的?使用环境是潮湿的还是干燥的?不同的场合使用的固化剂有所不同。总之要根据实际情况选择合适的固化剂,以便发挥出所用环氧树脂体系的最好的性能
脂肪多元胺

乙二胺 EDA H2NCH2CH2NH2 分子量60 活泼氢当量15 无色液体 每100份标准树脂用6-8份 性能:有毒、有剌激臭味,挥发性大、粘度低、可室温快速固化。用于粘接、浇注、涂料。该类胺随分子量增大,粘度增加,挥发性减小,毒性减小,性能提高。但它们放热量大、适用期短。一般而言它们分子量越大受配合量影响越小。长期接触脂肪多元胺会引起皮炎,它们的蒸汽毒性很强,操作时须十分注意。

二乙烯三胺 DETA H2NC2H4NHC2H4NH2 分子量103 活泼氢当量20.6 无色液体 每100份标准树脂用8-11份。固化:20℃2小时+100℃30分钟或20℃4天。性能:适用期50克25℃45分钟,热变形温度95-124℃,抗弯强度1000-1160kg/cm2,抗压强度1120kg/cm2,抗拉强度780kg/cm2,伸长率5.5%,冲击强度 0.4尺-磅/寸洛氏硬度99-108。介电常数(50赫、23℃)4.1 功率因数(50赫、23℃)0.009 体积电阻2x1016 Ω-cm 常温固化、毒性大、放热量大、适用期短。

三乙烯四胺 TETA H2NC2H4NHC2H4NHC2H4NH2 分子量146 活泼氢当量24.3 无色粘稠液体 每100份标准树脂

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