介紹一下固化劑的固化溫度和耐熱性
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發布日期：2021-05-31
固化劑的固化溫度和耐熱性
脂肪族多胺<：脂環族多胺<芳香族多胺≈酚醛<酸酐催化加聚型固化劑的耐熱性大體處于芳香多胺水平。陰離子聚合型(叔胺和咪唑化古物)、陽離子聚合型(BF3絡合物)的耐熱性基本。上相同，這主要是雖然起始的反應機理不同，但最終都形成醚鍵結合的網狀結構。
固化反應屬于化學反應，受固化溫度影響很大，溫度增高，反應速度加快，凝膠時間變短：凝膠時間的對數值隨固化溫度上升大體呈直線下降趨勢。但固化溫度過高，常使固化物性能下降，所以存在固化溫度的上限;必須選擇使固化速度和固化物性能折中的溫度，作為合適的固化溫度。按固化溫度可把固化劑分為四類：
低溫固化劑固化溫度在室溫以下：室溫固化劑固化溫度為室溫50℃；中溫固化劑為50-100℃；高溫固化劑固化溫度在100℃以上。
屬于低溫固化型的固化劑品種很少，有聚琉醇型、多異氰酸酯型等；近年來國內研制投產的T-31改性胺、YH-82改性胺均可在0C以下固化。屬于室溫固化型的種類很多：脂肪族多胺、脂環族多胺、低分子聚酰胺以及改性芳胺等。屬于中溫固化型的有一部分脂環族多胺、叔胺、瞇唑類以及三氟化硼絡合物等。屬于高溫型固化劑的有芳香族多胺、酸酐、甲階酚醛樹脂、氦基樹脂、雙氰胺以及酰肼等。
對于高溫固化體系，固化溫度一般分為兩階段，在凝膠前采用低溫固化，在達到凝膠狀態或比凝膠狀態稍高的狀態之后，再高溫加熱進行后固化(post-cure)相對之前段固化為預固化(pre-cure)。
固化劑的固化溫度和固化物的耐熱性有很大關系。同樣地，在同一類固化劑中，雖然具有相同的官能基，但因化學結構不同，其性質和固化物特性也不同。因此，全面了解具有相同官能基而化學結構不同的多胺固化劑的性狀、特點，對選擇固化劑來說，是很重要的。
在色相方面，脂環族最淺，基本上是透明的，而脂肪族和芳香族，其著色程度相當顯著。在黏度方面、也有很大不同，脂環族不過零點零幾Pa.s，而聚酰胺則I非常黏稠，達數Pa.s，芳香族胺多為固態。適用期長短正好與固化性完全相反。脂肪族反應性最高，而脂環族、酰胺、芳香族依次降低。
色相：(優) 脂環族→脂肪族→酰胺→芳香胺(劣)
熟度：(低)脂環族→脂肪族→芳香族→酰胺(高)
適用期：(長)芳香族→酰胺→脂環族→脂肪族 (短)
固化性：(快)脂肪族→脂環族→酰胺→芳香族(慢)
刺激性：(強)脂肪族→芳香族→脂環族→酰胺(弱)
多胺類固化劑的化學結構和性質
另外，在光澤、柔軟性、粘接性、耐酸性、耐水性方面，也呈一定規律性。
光澤：(優)芳香族→脂環族→聚酰胺一脂肪胺(劣)
柔軟性：(軟)聚酰胺→脂肪族→脂環族→芳香族(剛)
粘接性：(優)聚酰胺→脂環族→脂肪族→芳香族(良)
耐酸性：(優)芳香族→脂環族→脂肪族→聚酰胺(劣)
按用途分類
固化劑按用途可分為常溫固化劑和加熱固化劑。環氧樹脂高溫固化時一般性能優良，但是在土木建筑中使用的涂料和粘接劑等由于加熱困難，需要常溫固化：所以大都使用脂肪胺、脂環映以及聚酰胺等.尤其是冬季使用的涂料和粘接劑不得不與多異氰酸酯并用，或使用具有惡臭氣味的聚琉醇類。至于中溫固化劑和高溫固化劑，則要以被著體的耐熱性以及固化物的耐熱性、粘接性和耐藥品性等為基準來選擇。選擇重點為多胺和酸酐。由于酸酐固化物具有優良的電性能，所以廣泛用于電子、電器方面。
脂肪族多胺固化物粘接性以及耐堿、耐水性均優良。芳香族多胺在耐藥品性方面也是優良的。由于氦基的氮元素與金屬形成氦鍵，因而具有優良的防銹效果。胺質量濃度愈高，防銹效果愈好。酸酐固化劑和環氧樹脂形成酯鍵，對有機酸和無機酸顯示了高的抵抗力，電性能一般也超過了多胺。
按化學成分分類
1.脂肪族胺類
不同范圍的產品具有不同的性能：反應活性高，室溫或低溫下可以快速固化：對濕度相對不敏感。具有一定的顏色穩定性：良好的耐化學腐蝕性。尤其是耐溶劑：用于熱固化時，具有良好的高溫表現；很好的耐化學腐蝕性并具有良好的電性能和機械性能。
乙烯基三胺DETA
氫乙基哌嗪AE
潮濕條件下進行低溫下固化；良好的薄膜性能(如，表面光澤優異) 能夠防止胺的噴霜及水斑現象；良好的顏色穩定性；具有很好的粘接性能和耐化學腐蝕性能：固化時間及貯放時間可選范圍較寬：用于熱固化時，具有良好的高溫表現：很好的耐化學腐蝕性并具有良好的電性能和機械性能。
二氨基環已烷DACH
異佛爾酮二胺IPDA
亞甲基雙環已烷胺4，4-PACM
乙二胺EDA
H2NCH2CH2NH2分子量60，活潑氫當量15，無色液體，每100份標準樹脂用6-8份。性能：有毒、有刺激臭味，揮發性大、粘度低、可室溫快速固化。用于粘接、澆注、涂料。該類胺隨分子量增大，粘度增加，揮發性減小，毒性減小，性能提高。但它們放熱量大、適用期短。一般而言它們分子量越大受配合量影響越小。長期接觸脂肪多元胺會引起皮炎，它們的蒸汽毒性很強，操作時須十分注意。
二乙烯三胺 DETA
H2NC2H4NHC2H4NH2，分子量103，活潑氫當量20.6，無色液體，每100份標準樹脂用8-11份。固化：20℃2小時+100℃30分鐘或20℃4天。性能：適用期50克25℃45分鐘，熱變形溫度95-124℃，抗彎強度1000-1160kg/cm2，抗壓強度1120kg/cm2，抗拉強度780kg/cm2，伸長率5.5%，沖擊強度0.4尺-磅/寸洛氏硬度99-108。介電常數(50赫、23℃)4.1功率因數(50赫、23℃)0.009體積電阻2x1016Q-cm常溫固化、毒性大、放熱量大、適用期短。
三乙烯四胺
TETA H2NC2H4NHC2H4NHC2H4NH2，分子量146，活潑氫當量24.3，無色粘稠液體，每100份標準樹脂用10-13份。固化：20℃2小時+100℃30分鐘或20℃7天。性能：適用期50克25℃45分鐘，熱變形溫度98-124℃，抗彎強度950-1200kg/cm2，抗壓強度1100kg/cm2，抗拉強度780kg/cm2,伸長率4.4%，沖擊強度0.4尺-磅/寸，洛氏硬度99-106。常溫固化、毒性比二乙烯三胺稍低、放熱量大、適用期短。
四乙烯五胺TEPA
H2NC2H4(NHC2H4)3NH2，分子量189，活潑氫當量27棕色液體，每100份標準樹脂用11-15份。性能同上。
多乙烯多胺PEPA
H2NC2H4(NHC2H4)nNH2，淺黃色液體，每100份標準樹脂用14-15份。性能：毒性較小，揮發性低、適用期較長、價廉。
二丙烯三胺DPTAH2N(CH2)3NH(CH2)3NH2，分子量131，活潑氫當量26，淺黃色液體，每100份標準樹脂用12-15份。性能同TETA。
二甲胺基丙胺DMAPA
(CH3)2N(CH2)3NH2，低粘度透明液體，每100份標準樹脂用4-7份。毒性較大，具有固化和催化兩個反應，粘附性能良好，柔性也好，適用期長。
二乙胺基丙胺DEAPA
(C2H5)2N(CH2)3NH2分子量130活潑氫當量65低粘度透明液體每100份標準樹脂用4-8份。固化：60-70C4小時。性能：適用期50克25℃4小時，熱變形溫78-94℃，抗壓強度920-1050kg/cm2，抗拉強度480-640kg/cm2，沖擊強度0.2尺-磅/寸，洛氏硬度90-98。介電常數(50赫、23℃)3.75。功率因數(50赫、23℃)0.007。中溫固化、低溫性能好。
三甲基六亞甲基二胺TMD
(H2N)2(C6H9)(CH3)3無色液體，冷固化，適用期長，毒性小。每100份標準樹脂用21份。固化：80℃1小時+150℃2小時。性能：適用期400克25℃50分鐘或50℃10分鐘，馬丁耐熱92℃。抗彎強度1150k/cm2。沖擊強度20Kg-cm/cm2tgδ 0.0009(23℃，100C/S)。表面電阻5.4x10110(300V)體積電阻9x10150.cm(300V)中溫固化、低溫性能好。
二已基三胺
H2N(CH2)6NH(CH2)6NH2
已二胺改性物AMINE248
分子式不詳。透明液體，粘度25℃1000-3000cps，每100份標準樹脂用4-8份。常溫-100C固化。毒性較小、柔性好。
已二胺加合物
CH-2、L2505，分子式不詳，胺值160-210，低粘度透明液體，每100份標準樹脂用65份。
CH3胺值400-500，低粘度透明液體，每100份標準樹脂用60份。
已二胺HDA
H2N (CH2) 6NH2.分子量116，活潑氦當量29，無色片狀結晶，熔點42℃，每100份標準樹脂用12-15份。毒性大，能常溫固化但不好。適用期較短。
三甲基已二胺
分子量158，每100份標準樹脂用20-25份。固化：20℃2小時+100℃30分鐘或20℃7天。性能：適用期50克25℃45分鐘，熱變形溫度105C，抗彎強度1150kg/cm2，抗拉強度650kg/cm2，伸長率4.4%，沖擊強度0.4尺-磅/寸。介電常數(50赫、23℃) 4.0功率因數(50赫、23℃) 0.001體積電阻9x1015Q-cm。
二乙胺DEA
HN (C2H5)2，分子量73，活潑氫當量73，無色液體，每100份標準樹脂用12份。具有固化和催化兩個反應。聚醚二胺H2N(CH2)nO(CH2CH20)mNH2。
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