芳香族胺類固化劑在分子結(jié)構(gòu)中都含有熱穩(wěn)定性好的苯環(huán),其固化物的耐熱性、耐藥品性、機(jī)械強(qiáng)度都比脂肪族胺好。但它們大都是固態(tài)必需加熱熔融和加熱固化,未改性的芳香族胺毒性大。固化產(chǎn)物易變黃的弊病。典型的芳香族胺固化劑見表7-36. 將芳香族胺進(jìn)行改性不僅可以使它們易于熔化,并與環(huán)氧樹脂混合延長使用壽命,尚可以提高活性,達(dá)到常溫固化的效果.近來常溫固化型芳香胺改性體在土木建筑方面而應(yīng)用日益廣泛,因?yàn)檫@種固化劑在潮濕的表面有良好的粘接性,在添加酸性促進(jìn)劑后能在較低的溫度下固化,固化產(chǎn)物的耐化學(xué)品性,特別是耐酸性優(yōu)良,所以它們正在逐漸取代未改性的芳香族胺。 最簡單的改性方式為將兩種或兩種以上芳香族胺按一定的比例混溶成為低熔點(diǎn)混合物或液體。通常將60%~75%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的MPD與40%~25%的DDM混合熔融,此混合物在常溫下呈液體。 表7-36 典型的芳香胺固化劑
CharlesD.Wingard[39]研究了二氨基二苯甲烷(DDM)和間苯二胺(m-PDA)以不同比例共熔混合物的狀態(tài)及其固化產(chǎn)物的Tg值、熱失量、電氣性的變化,指出二者1:1比例共熔混合為佳。 也有將DDM和3-氨甲基-3,5,5-三甲基環(huán)己胺(IPD)相混合成為液體。 另一個(gè)重要額改性手段是芳香族胺和單縮水甘油醚反應(yīng)或(和)環(huán)氧丙烷反應(yīng)生成加成物。 7.4.1間苯二胺 間苯二胺為無色或淡黃色結(jié)晶,熔點(diǎn)63℃。在空氣中放置容易被氧化變成黑色,但對固化性能無影響。間苯二胺分子量為108,分子中含有4個(gè)活潑氫原子,能與4個(gè)環(huán)氧基反應(yīng)。固化劑用量可按7.2.1節(jié)提到的計(jì)算方法求出,對雙酚A型環(huán)氧樹脂(環(huán)氧當(dāng)量185g/mol),間苯二胺的用量為14~15phr適用期比某些脂肪胺如乙二胺、二亞乙基三胺、三亞乙基四胺等要長,50g樹脂在50℃有2.5h的適用期。固化物的耐熱性好,樹脂經(jīng)80℃2h,150℃2h固化后,熱變形溫度150℃,固化物的耐藥品性和電氣性能亦優(yōu)良。 間苯二胺由于必須在熱態(tài)下和環(huán)氧樹脂混溶,這樣就縮短了它的適用期,加熱時(shí)又易揮發(fā)對人體有害,產(chǎn)物色澤又易變黑,因此一般都不直接使用它,而將它作為制成改性胺的原料。 7.4.2 改性間苯二胺 由于間苯二胺存在著7.4.1節(jié)所提出的種種弊病,因此目前都將它作為原料來制造改性胺。其主要方法是將它和環(huán)氧丙烷或單縮水甘油醚化合物進(jìn)行加成反應(yīng),即可制得液體或半固體的加成物,不僅能在室溫下和環(huán)氧樹脂混合,又能在室溫下固化。 #590固化劑是由間苯二胺和苯基縮水甘油醚反應(yīng)而得 反應(yīng)產(chǎn)物外觀呈黃至棕黑色粘稠液體,軟化點(diǎn)在20℃以下。適用期;(40±5) ℃≤2h,(E-51環(huán)氧樹脂100g/#590固化劑30g)。#590固化劑用量一般為25~30phr。 固化條件:25℃下1周;或60~80℃下4h;或150℃下2h。 在使用#590固化劑時(shí)必須注意避免與皮膚的直接接觸,加熱時(shí)應(yīng)避免吸入其蒸氣而刺激呼吸道。 用#590固化劑與間苯二胺固化后的樹脂性能見表7-37和表7-38. 表7-37 用#590固化劑與間苯二胺固化后樹脂的剪切強(qiáng)度比較
注:試片為AI/AI. 表7-38 用#590固化劑與間苯二胺固化后樹脂的馬丁耐熱,沖擊強(qiáng)度比較
樣品采用#590固化劑與間苯二胺對比,環(huán)氧樹脂用E-42,增韌劑用#304不飽和聚酯,填料是砂子,澆鑄成混凝土塊;在室溫放置2星期后,壓縮強(qiáng)度及拉伸強(qiáng)度測試結(jié)果如表7-39. 表7-39 #590固化劑與間苯二胺對環(huán)氧混凝土性能的影響
電絕緣性能測試。樣品采用E-42樹脂,分別配以#590固化劑和間苯二胺,澆鑄成圓板,在80℃固化2h測試電絕緣性能,結(jié)果如表7-40. 表7-40 固化劑組成與不同溫度下電性能關(guān)系
|