环氧树脂固化剂固化条件及配方(五)
环氧树脂固化剂固化条件及配方
环氧树脂固化剂固化条
件及配方
文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-
表1-16 有机酸酰肼固化环氧树脂铁-铁粘接的剪切强度
表1-17 国产的某些改性胺固化剂的质量指标
表1-18 烷基、芳基聚酰胺树脂的典型性能①
表1-19 日本某些改性胺固化剂的性能指标
表1-20 胺类加合物的固化物性能
表1-21 胺加合物(由环氧乙烷、环氧丙烷制)的固化物性能
表1-22 典型的酸酐固化剂的性质
表1-23 与BA树脂配合的酸酐固化剂的固化条件、特性和用途
表1-24 配方与固化物性能
表1-25 商品甲基四氢苯酐的性能比较
表1-26 商品甲基六氢苯酐的性能比较
表1-27 不同浇铸配方固化物的性能及其比较
表1-28 MHAC与环氧树脂固化物的性能
表1-29 固化物在200℃下长期加热的性能变化①
①表中200℃加热10天后的变化有关数据是以图为依据的估算值,并非实测数据.
表1-37 各种HET/酸酐混合物的液化温度(℃)
表1-38 酸酐的典型共熔物
表1-39 日本商品化的聚硫醇固化剂
表1-40 有代表性的叔胺的性质
表1-41 几种叔胺固化物的性能
表1-42 促进剂效果比较(环氧树脂/DDSA)①：固化时间(分)
表1-43 有代表性的咪唑化合物的性质
表1-44 咪唑及其衍生物的使用期及固化时间①
① 咪唑类添加量4g；树脂配料100g；0.3g填料,热板法。
环氧树脂工艺配方
环氧树脂胶粘剂的特点—— 环氧胶粘剂与其他类型胶粘剂比较，具有以下优点： (1)环氧树脂含有多种极性基团和活性很大的环氧
• 1、 把双酚A投入溶解锅1中，然后通入环氧氯丙烷，开动搅拌 器，佳套通入蒸汽加热使其升温溶解。
• 2、 用齿轮泵2将溶解液打入带有锚式搅拌器的反应锅5中, 开 动搅拌器，搅拌器的转速为70r/min。
• 3、从氢氧化钠溶液高位计量槽3滴加氢氧化钠溶液1,加氢氧 化钠至一定量时温度升高很快，这时将夹套通入冷却水，以控 制反应系统温度 。
环氧树脂系列
第四组
小组成员：韩玫
洪飞
沈赟
郑云燕
目录
• 1.产品的概述、分类、应用 • 2.产品生产方法的选择 • 3.产品生产原料、助剂的种类和用量的
选择 • 4.产品生产工艺参数的确定 • 5.产品生产过程的设计 • 6.产品改性
环氧树脂胶黏剂概述
环氧树脂胶黏剂有万能胶之称，是最重要的 一类合成胶粘剂。在环氧树脂结构中含有脂肪族 羟基、醛基和极活泼的环氧基。羟基和醚基都有 高度的极性，使环氧树脂分子能与临界面产生静 电引力，而环氧基也可能与介质表面的自由基起 反应形成化学键，所以环氧树脂的粘合力特别强。 它对大部分的材料如聚苯乙烯、聚氯乙烯、赛璐 珞等粘结力较差。固化后的环氧树脂具有优良的 耐化学腐蚀性、耐热性、耐酸碱性、耐有机溶剂 性及好的电绝缘性。此外，树脂固化后收缩性小， 如加入适量填充剂，收缩率能降至0.1%~0.2%， 可在150~200°C下长期使用，耐寒性可达50°C。
第5章_固化剂
改性多元胺的六种方法：
1. 环氧化合物加成多胺:由单或双环氧化合物和过量多胺反 应制得. 2. 迈克尔加成多胺 :由丙烯腈和多元胺进行加成反应制得、 产物对环氧树脂有良好的相容性，并使固化反应变得缓和. 3. 曼尼斯加成多胺 :由多元胺和酚醛初期缩合反应制得，产 物能在潮湿、低温条件下固化环氧树脂. 4. 硫脲加成多胺: 由硫脲和多元胺反应制得，产物活性基为 巯基和胺基，所以能在很低温的温度下(5℃以下)固化环氧 树脂. 5. 酮类封闭多胺 : 由多元胺的胺基和酮类的羰基起脱水反应 而封闭胺的活性，可制成潮湿面固化组成物. 6 . 胺类中加人固化促进剂.
环氧树脂的固化反应主要发生在环氧基上,由于诱导效应， 环氧基上的氧原子存在着较多的负电荷，其末端的碳原子上 有较多的正电荷，因而亲电试剂（酸酐）、亲核试剂（伯胺、 仲胺）都可以加成反应的方法使之开环聚合．其电子效应和 进攻态势如下:
CH O CH2
亲核试剂
亲电试剂
5.1.3.2 阴离子催化聚合机理
5.1.2 固化剂分类
按反应机理和化学结构分类：
加成聚合型固化剂
固化剂
催化聚合型固化剂
多元胺（脂肪族胺、脂环族胺、芳香族胺） 改性多元胺 酸酐 高分子预聚体（聚酰胺、聚硫橡胶、酚醛树
脂）
阴离子聚合型（叔胺、咪唑） 阳离子聚合型（BF3络合物）
5.1.3 固化反应的机理
5.1.3.1 加成型聚合反应机理
不同乙二胺用量、固化时间及温度对粘接性能影响
试件为硬铝---硬铝
图5-1 固化剂用量与剪切强度的关系
图5-2 固化温度与剪切强度的关系
图5-3 固化时间与剪切强度的关系
图5-4 固化温度与固化时间的关系
环氧树脂固化剂配方技术
环氧树脂固化剂配方技术
1环氧树脂固化剂配方技术
环氧树脂固化剂配方技术是一种独特的配方科学，是利用环氧树脂和添加剂在一定的温度、湿度、PH值和有机溶剂等特定环境下实现固化的新型技术。
环氧树脂固化剂配方技术，可以说是一种新兴的、极具应用前景的技术。
它既具有良好的抗腐蚀能力，又能满足环氧树脂和添加剂固化所需要的恒定性能，是实现环氧树脂固化的关键技术。
环氧树脂固化剂的性能特点
环氧树脂固化剂具有优良的物理性能，其固化体具有良好的耐酸碱抗腐蚀性，防潮性能。
与传统的环氧树脂不同的是，它的优良性能能够很好的适应多种环境，耐热、耐湿、抗拉伸、耐腐蚀等特性都要求更严格。
环氧树脂固化剂还具有易涂刷、附着力好、透气性能优良等优点。
此外，固化剂上还可以添加某些特殊添加剂，从而提高其物理机械性能，使其可以适应恶劣的环境条件。
环氧树脂固化剂配方技术的应用
环氧树脂固化剂配方技术主要应用于建筑防水、防裂抗渗、绝缘、保温、隔音等建筑领域，如拌筋注浆防水、柱护栏装饰、家具面
层、地板板材防水等。
此外，环氧树脂固化剂配方技术还可以用于铁路、船舶、能源恒温、液压、机械防护等行业应用。
此外，环氧树脂固化剂配方技术还可用于涂装、装饰和其他生产加工中，例如，车辆防护、微电子元件安装、家具生产、环氧树脂砂浆和环氧树脂涂料等等。
结论
环氧树脂固化剂配方技术是一种新兴的、十分有前景的技术，其具有良好的抗腐蚀能力和恒定性能，并可根据应用需求配方添加某些特殊添加剂，使其具备特定的物理机械性能特性，具有较强的应用前景。
环氧树脂固化剂
固化剂1.脂肪族多元胺1.1 乙二胺（EDA）由1,2-二氯乙烷（EDC）和氨反应制备。
还可由一乙醇胺（MEA）和氨反应制备乙二胺。
对于脂肪胺，伯胺基与环氧的反应速度约为仲胺的2倍。
但环氧基与伯胺的反应与生成的仲胺基和环氧基的反应几乎是同时进行的。
伯胺易与空气中的二氧化碳反应生成白色的固体碳酸铵盐，不能与环氧基发生反应，但加热可以放出二氧化碳，可继续反应。
1.2 二亚乙基三胺（DETA）在25℃下24小时内就能充分固化，7d可以达到最高值，加热进行后固化，其性能可以得到进一步改善。
二亚乙基三胺的粘度非常低，与空气接触生产白烟，环氧当量为185的双酚A型环氧树脂其计算用量为11%。
在其化学计算量的当量点附近有最大的交联密度。
而实际用量为化学计算量的75%即可，有助于减少固化放热。
以二亚乙基三胺固化的环氧树脂有良好的耐化学药品性。
二亚乙基三胺的变性物：二亚乙基三胺与环氧乙烷（EO）、环氧丙烷（PO）的加成物。
生成N，N’-二羟乙基二亚乙基三胺，由于加成物中含有羟基，加速了环氧树脂的固化速度，其适用期比二亚乙基三胺要短。
固化放热温度随羟乙基化程度提高而降低。
且改善了固化剂对树脂的溶解性，降低了固化剂的挥发性和毒性。
但其吸湿性变强。
二亚乙基三胺与丙烯晴的加成反应成为氰乙基化反应，加成后反应活性降低，适用期增长，受湿度的影响也变难。
随着氰乙基化程度的增加，最高放热温度降低，树脂固化物的耐溶剂性得到改善，特别是耐氯化溶剂性能，但固化物电性能有所下降。
二亚乙基三胺与甲醛或多聚甲醛的反应称作羟甲基化反应，可制成一种低毒性的固化剂，适用期较短，适用于快速固化的要求。
二亚乙基三胺与环氧树脂及单环氧化物反应，生成具有羟基和氨基的胺加成物，由于加成物的分子量较大，挥发性小，没有胺臭味，毒性亦低，与树脂的配合量较多，称量不严格，生成的羟基具有促进其固化的作用，由于胺加成物的粘度高，使适用期变短。
二乙胺基三胺与酚、醛的反应成为曼尼期反应，三元反应生成物成为曼尼期碱。
环氧树脂固化剂固化条件及配方修订稿
环氧树脂固化剂固化条
件及配方
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表1-16 有机酸酰肼固化环氧树脂铁-铁粘接的剪切强度
表1-17 国产的某些改性胺固化剂的质量指标
表1-18 烷基、芳基聚酰胺树脂的典型性能①?
表1-19 日本某些改性胺固化剂的性能指标
表1-20 胺类加合物的固化物性能
表1-21 胺加合物(由环氧乙烷、环氧丙烷制)的固化物性能
表1-22 典型的酸酐固化剂的性质
表1-23 与BA树脂配合的酸酐固化剂的固化条件、特性和用途
表1-24 配方与固化物性能
表1-25 商品甲基四氢苯酐的性能比较
表1-26 商品甲基六氢苯酐的性能比较
表1-27 不同浇铸配方固化物的性能及其比较
表1-28 MHAC与环氧树脂固化物的性能
表1-29 固化物在200℃下长期加热的性能变化①
表中200℃加热10天后的变化有关数据是以图为依据的估算值，并非实测数据。
表1-37 各种HET/酸酐混合物的液化温度(℃)
表1-38 酸酐的典型共熔物
表1-39 日本商品化的聚硫醇固化剂
表1-40 有代表性的叔胺的性质
表1-41 几种叔胺固化物的性能
表1-42 促进剂效果比较(环氧树脂/DDSA)①：固化时间(分)
表1-43 有代表性的咪唑化合物的性质
表1-44 咪唑及其衍生物的使用期及固化时间①
① 咪唑类添加量4g；树脂配料100g；0.3g填料，热板法。
环氧树脂固化剂配方及应用
环氧树脂固化剂配方及应用环氧树脂固化剂配方及应用环氧树脂固化物具有优良的机械性能、电器性能、耐化学药品性能，因而得到广泛的应用。
固化剂是环氧树脂固化物必需的原料之一，否则环氧树脂就不会固化。
为适应各种应用领域的要求，应使用相应的固化剂。
一、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份标准树脂用10-13份固化：20℃2小时+100℃30分钟或20℃7天。
性能：适用期50克25℃45分钟，热变形温度98-124℃，抗弯强度950-1200kg/cm2，抗压强度1100kg/cm2，抗拉强度780kg/cm2，伸长率4.4%，冲击强度0.4尺-磅/寸洛氏硬度99-106。
常温固化、毒性比二乙烯三胺稍低、放热量大、适用期短。
四乙烯五胺TEPA H2NC2H4（NHC2H4）3NH2分子量189活泼氢当量27棕色液体每100份标准树脂用11-15份性能同上。
环氧树脂漆配方
环氧树脂漆是一种常用于涂装和保护的高性能涂料，其配方可以根据具体应用的需要进行调整。
以下是一个基本的环氧树脂漆配方，供您参考：注意：以下配方仅供参考，实际使用时请根据具体需求和实验条件进行调整。
同时，请遵循化学品的安全操作规范。
材料：1. 环氧树脂（环氧基团含量较高的）2. 聚酰胺胺固化剂（胺固化剂）3. 溶剂（例如丙酮、甲苯等）4. 颜料和填料（根据需要可以选择添加）5. 促进剂（可选，用于调整干燥时间和性能）步骤：1. 混合树脂和固化剂：根据所选的环氧树脂和聚酰胺胺固化剂的配比，将它们混合在一起。
通常，树脂和固化剂的配比是按重量比例来计算的。
搅拌均匀，确保没有固化剂残留。
2. 加入溶剂：逐渐加入适量的溶剂，以调整涂料的粘度和流动性。
溶剂的添加量会影响涂料的施工性能，如涂布厚度和干燥时间。
3. 添加颜料和填料：根据需要，可以添加颜料和填料来调整漆膜的颜色、光泽度和硬度等性能。
填料可以增加涂层的强度和耐磨性。
4. 加入促进剂（可选）：如果需要调整涂料的干燥时间或特定性能，可以添加一些促进剂。
不同的促进剂会产生不同的效果，例如加速固化速度或提高耐化学性能。
5. 搅拌和测试：将混合好的涂料搅拌均匀，确保所有成分充分混合。
可以取一小部分涂料进行涂布测试，以评估其性能如何。
6. 存储和使用：混合好的环氧树脂漆可以封存，存放在适当的条件下，避免阳光直射和过高温度。
在使用前，应仔细阅读涂料的技术说明书，确保正确的施工方法和条件。
需要强调的是，不同的应用领域和性能要求可能需要不同的配方和添加剂。
在制备环氧树脂漆时，建议根据具体的应用需求进行实验和调整，以获得最佳的性能和效果。
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2005-06-01 00:00:00作者：来源：网络文字：【大】【中】【小】
表1-30 TMA、TMEG、TMTA固化剂性状
-
TMA
TMEG
TMTA
分子质量
192
410
614
分子式
C9H4O5
C20H10O10
C30H14O15
外观
白色固体
白色固体
白色固体
羟酸当量
295.18
-
抗弯强度/MPa
常温
75.51
75.02
89.24
89.24
150℃
31.58
35.01
25.11
-
200℃
26.77
26.09
-
-
洛氏硬度(M)
109
109
-
119
热变形温度/℃
290
255
207
150
线胀系数/(1/k)
5.2×10-5
5.37×10-5
4.5×10-5
2.46×10-5
8
5
5
5
5
-
-
9
5
5
5
5
-
-
10
5
5
5
5
-
-
125℃→75℃
11
5
5
5
5
-
-
12
5
4
4
5
-
-
13
5
1
3
5
-
-
150℃→-75℃
14
5
1
2
5
-
-
15
5
0
1
5
-
-
16
5
-
0
5
-
-
①试片埋在弹性垫片上，在各种温度保持30min。所士数值为不发生开裂的试片数。
表1-36用MA-PMDA、PA-PMDA固化环氧树脂的性能
配方及性能指标
1
2
3
4
配方
环氧树脂(环氧当量216)用量g
100
100
100
100
PMDA用量/g
21
17
20
14
MA用量/g
19
23
-
-
PA用量/g
-
-
28
20
有关性能指标
90℃使用期/min
10
56
20
90
抗拉强度/MPa
26.28
25.20
30.89
41.19
抗压强度/MPa
285.57
315.77
0.07
0.10
0.07
表1-35不同环氧树脂固化物耐冷热冲击性能的比较①
循环条件
循环次数
SB-20AH
ST-2PAH
PAPA
PSPA
DDSA
Me HHPA
150℃→室温
1
5
5
5
5
5
0
室温→-25℃
2
5
5
5
5
2
-
3
5
5
5
5
2
-
4
5
5
5
5
2
-
100℃→-25
5
5
5
5
5
0
-
6
5
5
5
5
-
-
7
5
5
5
5
-
-
125℃→-25℃
布氏硬度
0
37
72
84
体积电阻率/Ω·cm
4×1013
7×1015
4×1016
4×1016
介电常数ε(1MHz)
3.05
2.67
2.34
2.33
tanδ(1MHz)
0.072
0.020
0.012
0.0186
吸水率(煮沸1h)(%)
0.47
0.42
0.27
0.11
吸水率(20℃/24h)(%)
0.10
配合比及固化物特性指标
PADA
PAPA
PSPA
配合比
双酚A环氧树脂当量(185～195)用量/g
100
100
100
固化剂用量/g
65
65
65
二甲胺甲基苯酚用量/g
1
1
1
凝胶时间(140℃)/min
36
54
24
固化条件：140℃/1h+150℃/20h
固化物的特性
热变形温度/℃
56
39
34
抗拉强度/MPa
tanδ(60Hz)
0.0129
0.00706
0.0078
-
ε(60Hz)
4.06
3.73
3.75
-
体积电阻系数/Ω·cm
1.59×1015
8.1×1015
1.27×1016
1.8×1014
表面电阻/Ω
5.66×1015
5.66×1015
2.51×1015
2×1012
依氏冲击韧度/kJ·m-2
0.30
41.19
35.30
32.36
抗拉模量/MPa
858.08
837.49
288.32
断裂伸长率(%)
6.5
4.9
116.6
邵氏硬度，D
80
75
60
介质损耗角正切(加电压为590V/mm)
25℃
0.02
0.032
0.012
171℃
0.264
0.224
0.168
介电强度/(kV·mm-1)
10.3
10.5
丙酮
0.14
0.07
0.00
二甲苯
0.09
0.06
0.03
5%NaOH
0.19
0.24
0.22
5%醋酸
0.33
0.28
0.26
表1-32 TMA与B-570固化物性能对比
配方和性能
Ⅰ
Ⅱ
Epon828
100
100
TMA
33
-
B-570
-
86
CE-7EL①
2
5
可使用时间(20～23℃)
7～8min②
5d
11.7
表1-34几种液态固化剂固化环氧树脂的产物性能①
固化物特性
SB-20AH
ST-2P-AH
DDSA
Me HHPA
热变形温度/℃
10
45
90
160
抗拉强度/MPa
1.08
12.55
55.90
78.45
抗拉模量/MPa
4.90
511.91
703.14
1363.12
断裂伸长率(%)
33
38
4.5
7.6
201
194
>220
抗压强度/MPa(ASTM D790-597)
109.6
95.2
73.1
冲击韧性/(kJ/m2)
1.98
2.08
2.06
硬度(Bock well)(ASTM 785-60VR )
M113
M118
M116.5
硬度(Barcol)(S Scale)
76
81
81
耐药品性能(室温浸泡24/h),质量增量(%)
-
102.5
102.5
酸酐当量
-
205
204.7
熔点/℃
160
63～67
-
表1-31 TMA、TMEG、TMTA固化物性质
配方及固化性能
TMA
TMEG
TMTA
配料比
环氧树脂(EP828)用量/g
100
100
100
固化剂用量/g
33
56
66
样品固化条件：150℃/5h+180℃/8h
固化物性能
HDT/℃
固化时间/min
150℃
30
30
200℃152
抗弯强度/MPa
136
132
抗弯模量/MPa
3120
3230
吸水率/%(100℃/5h)
0.02
0.51
①DMP-30/脂肪族叔胺化合，混合物的弱碱酸盐。系清野实验室合成的促进剂。
②125～128℃的可使用时间。
表1-33脂肪聚酐固化环氧树脂的性能
0.34
0.30
0.25
tanδ(103Hz)
150℃
0.0052
0.0053
-
-
200℃
0.0057
0.0083
-
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ε(103Hz)
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