潛伏性固化劑是指一類特殊的固化劑，它可以與ep混合形成單組分體系，在室溫下保持一定穩(wěn)定性，但在特定條件下能夠迅速發(fā)生固化反應(yīng)。盡管已有多種類型的潛伏性固化劑，但尚未發(fā)現(xiàn)一種兼具所有理想特性的產(chǎn)品。
特點(diǎn)
潛伏性固化劑與傳統(tǒng)的雙組分環(huán)氧樹脂體系相比，具有顯著的優(yōu)點(diǎn)。它簡化了生產(chǎn)過程，減少了環(huán)境污染，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，并適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
研究
潛伏性固化劑的研究通常涉及物理和化學(xué)手段，旨在增強(qiáng)固化劑的儲存穩(wěn)定性和反應(yīng)活性。具體方法包括封閉高活性固化劑的活性，或者激活低活性固化劑的活性。此外，還探索了其他改性方法，如引入新的官能團(tuán)或改變分子結(jié)構(gòu)。
分類
改性脂肪族胺類
脂肪族胺類固化劑可通過化學(xué)改性，如與有機(jī)酮類化合物反應(yīng)，生成亞胺，從而提高儲存穩(wěn)定性。這種改性后的固化劑可以與ep組成單組分體系，通過濕氣作用實(shí)現(xiàn)固化。然而，由于亞胺氮上的孤對電子仍有開環(huán)活性，導(dǎo)致固化速度較慢，使用期限較短。研究人員嘗試通過與其他化合物反應(yīng)，如丙烯腈、有機(jī)膦化合物、過渡金屬配位化合物等，來進(jìn)一步改性脂肪族胺類固化劑。
芳香族二胺類
芳香族二胺類固化劑因其高Tg值和低毒性而受到關(guān)注。經(jīng)過改性處理，這類固化劑表現(xiàn)出更好的綜合性能。常見的芳香族二胺類固化劑包括二胺基二苯砜（DDS）、二胺基二苯甲烷（DDM）和苯二胺（mPDA）。DDS作為一種潛伏性固化劑，其適用期較長，但固化溫度較高。為降低固化溫度，通常需要加入促進(jìn)劑。DDS的改性工作已經(jīng)取得進(jìn)展，開發(fā)出了多種聚醚多元醇二胺型固化劑，這些改性產(chǎn)品在干燥狀態(tài)下耐熱性有所下降，但具有更好的韌性和耐沖擊性。
雙氰胺類
雙氰胺是一種廣泛應(yīng)用的潛伏性固化劑，尤其在粉末涂料和膠粘劑領(lǐng)域。它與ep混合后，在室溫下的儲存期可達(dá)半年。雙氰胺的固化機(jī)制較為復(fù)雜，除了四個氫原子參與反應(yīng)外，氰基也有一定的反應(yīng)活性。單獨(dú)使用雙氰胺作為固化劑時，固化溫度較高，一般在150至170攝氏度之間。為降低固化溫度，可以通過加入促進(jìn)劑或化學(xué)改性的方式來實(shí)現(xiàn)。瑞士Ciba Geigy公司開發(fā)的HT 2833和HT 2844是雙氰胺的改性產(chǎn)品，其與環(huán)氧樹脂的相容性良好，儲存期長，固化速度快。日本旭化成工業(yè)公司的AEHD-610和AEHD-210也是改性雙氰胺衍生物。溫州市清明化工有限公司研發(fā)的雙氰胺MD 02，其熔點(diǎn)較低，適用于150攝氏度下的固化。
咪唑類
咪唑類固化劑是一類高活性固化劑，可在中溫下短時間內(nèi)使ep固化。為了獲得更長的儲存期，需要對咪唑類固化劑進(jìn)行化學(xué)改性。改性方法包括引入大體積取代基形成咪唑類衍生物，或?qū)⑦溥蚺c過渡金屬無機(jī)鹽反應(yīng)生成咪唑鹽配位化合物。日本第一工業(yè)制藥株式會社將咪唑與異氰酸酯反應(yīng)，得到了具有較長儲存期的產(chǎn)品。
有機(jī)酸酐類
有機(jī)酸酐類固化劑具有良好的儲存穩(wěn)定性和較高的固化溫度。由于酸酐鍵易水解，耐濕性較差，不易進(jìn)行化學(xué)改性，因此通常通過添加促進(jìn)劑來降低固化溫度。常用的促進(jìn)劑包括叔胺、叔胺鹽、季膦鹽、路易斯酸胺絡(luò)合物和乙酰丙酮過渡金屬絡(luò)合物等。
有機(jī)酰肼類
有機(jī)酰肼類固化劑與雙氰胺類似，但也有一些區(qū)別。它的固化溫度較低，儲存期可達(dá)數(shù)月。常用的有機(jī)酰肼化合物包括琥珀酸酰肼、己二酸二酰肼、癸二酸酰肼、間苯二甲酸酰肼和對羥基苯甲酸酰肼（POBH）。由于固化溫度較高，通常需要加入促進(jìn)劑來降低固化溫度。
路易斯酸胺絡(luò)合物類
路易斯酸胺絡(luò)合物是由路易斯酸與伯胺或仲胺形成的絡(luò)合物，是一種有效的ep潛伏性固化劑。這類螯合肥在常溫下穩(wěn)定，但在120攝氏度時能快速固化環(huán)氧樹脂。其中，三氟化硼胺絡(luò)合物的研究最為深入。據(jù)報道，一種新型的三氟化硼-胺絡(luò)合物BPEA-2具有良好的潛伏性、粘接性能和韌性。
微膠囊類
微膠囊類環(huán)氧樹脂潛伏性固化劑是通過物理方法將室溫雙組分固化劑包裹在微小的油滴膜中，形成微膠囊。這種微膠囊加入到環(huán)氧樹脂中后，通過加熱、加壓等方式可以使膠囊破裂，釋放出固化劑，從而實(shí)現(xiàn)環(huán)氧樹脂的固化。微膠囊類固化劑的成膜劑包括纖維素、明膠、聚乙烯醇、聚酯、聚砜等。由于制備工藝要求嚴(yán)格，膠囊膜的厚度會對儲存、運(yùn)輸和使用產(chǎn)生影響。
光固化型固化劑
光固化型固化劑分為紫外光固化劑和可見光固化劑。紫外光固化劑主要包括芳香族重氮鹽、三芳基硫鈴鹽、二芳基腆餡鹽、鐵芳香烴系化合物等。可見光固化劑則是二芳基碘鎬鹽與染料的組合。光固化劑在無光輻照時穩(wěn)定，但在紫外光或可見光照射下會分解并固化ep。
結(jié)論
環(huán)氧樹脂潛伏性固化劑的研究主要集中于雙氰胺類、咪唑類和芳香族二胺類固化劑。未來的研究重點(diǎn)在于如何在不影響潛伏性固化劑性能的情況下，進(jìn)一步提高環(huán)氧樹脂固化產(chǎn)物的耐水性、耐熱性和韌性。隨著環(huán)保意識的提升，低毒和無毒的環(huán)保型環(huán)氧樹脂潛伏固化劑的研發(fā)也將成為一個趨勢。
參考資料 >
環(huán)氧樹脂.環(huán)氧樹脂.2024-08-23
潛伏性固化劑?.潛伏性固化劑?.2024-08-23
改性脂肪胺固化劑.改性脂肪胺固化劑.2024-08-23