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一、有機酸酐類環氧固化劑的特點
1、有機酸酐類固化劑,也屬于加成聚合型固化劑。
2、應用領域:主要用于大型澆鑄等場合、小型電器方面也獲得廣泛的應用;特別是弱電方面,如集成電路的包封、電容器的包封等。在涂料方面,如粉末涂料,這類固化劑也受到重視。
3、應用優點:
酸酐類固化劑與多元胺類固化劑相比,有許多優點。
操作工藝性上看,主要有以下幾點:
1)揮發性小,毒性低,對皮膚的刺激性小;
3)是使用期長,操作方便。
從固化物的性質上看,它主要特征有:
1)由于固化反應較慢,收縮率較;
2)有較高的熱變形溫度,耐熱性能優良,固化物色澤淺;
3)機械、電性能優良。
4、應用缺點
1)酸酐類固化劑所需的固化溫度相對比較高,固化周期也比較長;
2)不容易改性;在貯存時容易吸濕生成游離酸而造成不良影響(固化速度慢、固化物性能下降);
3)固化產物的耐堿、耐溶劑性能相對要差一些,等等。
二、作用機理
酸酐類固化反應機理按照有無促進劑的存在分成兩種形式
1、在無促進劑存在時,首先環氧樹脂中的羥基與酸酐反應,打開酸酐,然后進行加成聚合反應,其順序如下:
l 羥基對酸酐反應,生成酯鍵和羧酸;
l 羧酸對環氧基加成,生成羥基;
l 生成的羥基與其他酐基繼續反應。
這個反應過程反復進行,生成體型聚合物。另外,在此種體系中,由于處于酸性狀態,與上述反應平行進行的反應是別的環氧基與羥基的反應,生成醚鍵。從上述機理中可以看出,固化物中含有醚鍵和酯鍵兩種結構,而且反應速度受環氧基濃度、羥基濃度的支配。
2、在促進劑存在的條件下,酸酐固化反應用路易斯堿促進。促進劑(一般采用叔胺)對酸酐的進攻引發反應開始,其主要反應有:
v 促進劑進攻酸酐,生成羧酸鹽陰離子;
v 羧酸鹽陰離子和環氧基反應,生成氧陰離子;
v 氧陰離子與別的酸酐進行反應,再次生成羧酸鹽陰離子。
這樣,酸酐與環氧基交互反應,逐步進行加成聚合。在促進劑路易斯堿存在的條件下,生成的鍵全是酯鍵,未發現如同無促進劑存在時所生成的醚鍵。
在促進劑存在時,環氧樹脂的固化速度也受體系內羥基濃度的支配。因此,添加促進劑對液態環氧樹脂非常有效,120~150℃即能完成固化反應。但對于固態環氧樹脂,則要充分注意適用期非常短的問題。在促進劑不存在時,從理論上講,應當一個環氧基對一個酸酐,而實際上僅用化學理論量的80%~90%就足夠了。在促進劑存在時,酸酐用量為化學理論量。