第六讲 环氧粉末固化剂及低温固化
6低温固化与辐射固化粉末涂料

60.00 3.20 1.00 0.4 0.20 — 1.00 34.20 100.00
通用的环氧树脂,国内粉末涂料环氧树脂制造商均有生产 美国ESTRON公司的环氧树脂固化剂,国内有代理 丙烯酸丁酯类流平剂,气相二氧化硅为载体,有效成分约65% 脱气剂,白色产品用量体外微减少,以减少涂层产品明显泛黄 改善耐伤性性、耐磨性、手感等,应谨慎选择使用 锐钛型或金红石型,国产或进口 国产或进口 硫酸钡、碳酸钙等
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一、环氧/G-91体系低温固化粉末涂料 环氧树脂固化剂G-91是美国ESTRON(埃斯特伦)公司非常 具有代表性的、用于基于环氧树脂的低温固化的交联剂,为咪唑环氧的加成物。G-91的比重为1.1~1.2,软化点为96~106℃。 采用G-91所研制的粉末涂料具有优异的耐化学性能、机械性能和 低温固化性能。环氧/G-91体系固化粉末涂料配方见表1。 建议环氧树脂固化剂G-91的用量为环氧树脂用量的3~6%, 基于这个固化剂的高光泽粉末涂料的固化温度在200℃~110℃之 间。试验表明,采用粉末涂料的通用性环氧树脂,粉末涂料最佳 的固化条件为130℃×20分钟与140℃×10分钟,完全可以应用于 热敏性的基材。粉末涂料设计师可以针对不同材质灵活设计配方, 如MDF等,其性能不受温化条件影响,但有一点必须注意:该体 系的固化温度越高涂层越易泛黄。
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表1 环氧/G-91低温固化粉末涂料
原料 E-12 环氧固化剂G-91 流平剂 Benzoin(安息香) 蜡粉 钛白粉 炭黑 填充料 配方总量/% 固化条件: 60º光泽 白色高光 黑色高光 备注
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60.00 3.20 1.00 0.30 0.20 32.00 — 3.30 100.00
环氧树脂的固化

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3.8.5 酸酐类固化剂
多元酸:也可固化EP,但反应速度很慢,由于不能生成 高交联度高产物,因此不能作为固化剂之用。 多元羧酸酐特点: (1)低挥发性、毒性小,对皮肤基本没有刺激性; (2)固化反应缓慢,放热量小,适用期长; (3)固化产物收缩率低、耐热性高; (4)固化产物的机械强度高、电性能优良。 缺点:需加热固化,固化周期较长。 作为EP常用固化剂,其重要性仅次于多元胺类固化剂。
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3.8.2 芳香族多元胺
N H2
N H2
间苯二胺
CH2 NH2 CH2 NH2
间苯二甲胺
H2N
CH2
NH2
4,4’二胺基二苯基甲烷(DDM)
H2N
SO2
NH2
4,4’二胺基二苯砜(DDS)
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芳族多元胺固化剂的特点
优点:固化物耐热性、耐化学性、机械强度均比 脂肪族多元胺好。(分子中含一个或多个苯环) 缺点:(1)活性低,大多需加热后固化。 原因:与脂肪族多元胺相比,氮原子上电子云密 度降低,使得碱性减弱,同时还有苯环的位阻效 应; (2)大多为固体,其熔点较高,工艺性较差。
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3.8.4 多元硫醇
R S H + C H 2C H O
R S C H 2 C H O H
类似羟基,巯基基团(-SH)也可与环氧基反应, 生成含仲羟基和硫醚键的产物。
聚硫醇化合物(如液体聚硫橡胶)就是典型的多
元硫醇,在单独使用时活性很低,在室温下反应极
其缓慢,几乎不能进行;在有适当催化剂作用下,
3.8 环氧树脂通过逐步聚合反应的固化
环氧树脂的固化剂,大致分为两类: (1)反应型固化剂 可与EP分子进行加成,并通过逐步聚合反应的历程使它 交联成体型网状结构。 特征:一般都含有活泼氢原子,在反应过程中伴有氢原子 的转移。如多元伯胺、多元羧酸、多元硫醇和多元酚等。 (2)催化型固化剂 可引发树脂中的环氧基按阳离子或阴离子聚合的历程进行 固化反应。 如叔胺、咪唑、三氟化硼络合物等。
适用于低温固化环境的环氧树脂体系的选择

适用于低温固化环境的环氧树脂体系的选择刘琳;俞豪【摘要】环氧固化体系的干燥时间与固化促进剂用量以及固化的环境温度密切相关.随着固化促进剂用量的增加,体系的干燥性能逐步得到提升.本文解析了固化促进剂DMP-30的作用机理并用红外谱图法表征了微观反应过程,并且通过对DMP-30在-15℃到5℃的低温固化条件下对环氧固化体系干燥性能的影响,以及不同的DMP-30加入量对体系机械性能影响的研究,结合考察环氧活性稀释剂对降低环氧固化体系粘度的作用,最终得出了环氧体系中较为合适的环氧促进剂加入量和环氧稀释剂的种类.【期刊名称】《合成材料老化与应用》【年(卷),期】2015(044)003【总页数】6页(P42-46,123)【关键词】环氧体系;DMP-30;硬干时间;固化促进剂;环氧活性稀释剂【作者】刘琳;俞豪【作者单位】先进土木工程材料教育部重点实验室;同济大学材料科学与工程学院,上海201804;同济大学材料科学与工程学院,上海201804;上海国际油漆有限公司,上海201206【正文语种】中文【中图分类】TQ323.5环氧树脂应用广泛,可作为涂料、浇铸料、电气绝缘材料、胶粘剂以及复合材料等化工产品的重要原料。
环氧树脂固化过程需要有固化剂的参与,形成不溶不熔的立体网状结构[1]。
环氧体系的固化温度通常有三种,即低温固化、常温固化和高温固化。
高温固化的温度通常在60℃以上,比如环氧树脂与酸酐类固化剂的反应,需要较高的反应温度;常温固化是大部分环氧树脂产品在工业化的条件下的固化条件,即常温或者稍微加温条件下的固化,通常是指5℃到60℃之间的固化温度;而低温固化一般是指5℃以下到自然界能达到的极端低温的固化条件。
一般到了-15℃以下,环氧固化体系中各分子活动变得极不活泼,固化反应趋于终止,除非使用硫醇固化技术使固化反应活化能大幅降低[2],才能勉强达到环氧体系在极端低温下的固化,但因很少有工业产品有在极端低温下固化的要求,本文仅讨论-15℃到5℃的固化温度范围。
低温快速环氧固化剂

低温快速环氧固化剂
环氧固化剂是一种特殊的化学物质,它能够在受到热能的作用下,将液体聚合物快速固化到固体,且具有优异的抗腐蚀性能,被广泛应用于汽车、船舶、桥梁、建筑等工业领域。
而随着工业及技术的发展,环氧固化剂的应用越来越广泛,并且要求其能够在低温环境下也能够快速固化,因此,开发低温快速环氧固化剂就显得非常必要。
低温快速环氧固化剂实质上是一种改性环氧固化剂,它具有很好的自熔性能、自延迟固化性能以及低温快速固化性能。
其自熔性能指的是,在较低的温度下,该类固化剂能够自行熔解,从而可以达到快速的固化效果;而自延迟固化性能指的是,从液体态到固体态的过程虽然可以在较低的温度下完成,但是仍然需要一定的时间来进行;而低温快速固化性能指的是,该类固化剂可以在较低的温度下快速固化,而不需要过多的时间,使得该剂具有非常好的应用价值。
除了低温快速环氧固化剂的优异性能外,该剂还具有其它一些优点。
首先,该剂具有很好的耐腐蚀性能,能够有效抵御外界的腐蚀因素;其次,该剂具有良好的耐磨性能,可以耐受摩擦和撞击;最后,该剂具有良好的密封性能,能够有效防止外界物质的渗入。
总之,低温快速环氧固化剂是一种改性环氧固化剂,具有自熔性能、自延迟固化性能以及低温快速固化性能,还具有很好的耐腐蚀性能、耐磨性能和密封性能,因此,目前在工业及建筑领域得到广泛的使用,发挥着重要的作用。
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环氧地坪涂料的原材料——固化剂和固化促进剂

环氧地坪涂料的原材料——固化剂和固化促进剂环氧地坪涂料的原材料——固化剂和固化促进剂(2012-03-27 09:49:24)1.固化剂(1)常用固化剂及其对环氧涂料性能的影响环氧树脂靠固化剂交联固化。
固化剂的品种很多,达数十个,常用的是各种胺类(例如脂肪胺、脂环胺)和树脂类固化剂。
按固化剂固化环氧树脂的机理,可分为与环氧树脂的环氧基反应固化的固化剂、与环氧基反应的固化剂和与环氧树脂的羟基反应的固化剂三大类。
最后一类主要是一些能和环氧树脂起反应的树脂,例如含羟甲基或烷氧基的酚醛树脂、三聚氰胺树脂、三聚氰胺树脂和多异氰酸酯等。
在胺类固化剂中,脂环胺及其加成物色浅、流平性好、光泽高、不泛白、不需诱导期,但其玻璃化温度较高,柔韧性较差,主要用作无溶剂环氧地坪涂料的固化剂,使用时尚需同时加入聚硫橡胶、长链烷基缩水甘油醚、弹性聚氨酯等增韧剂进行增韧处理。
表1-1中列出593、T31、651等几种常用的商品固化剂的特性,表1-2中列出实验研究得到的常用商品固化剂对环氧树脂涂料性能的影响。
表1-1几种常用商品固化剂的特性①耐盐雾性为连续喷雾700h,其他各种耐性为浸泡2400h。
②651固化剂的该项实验结构反常,可能是实验时固化剂的用量偏大所致。
从表1-2中可知,各种固化剂引起的涂料力学性能的差异主要是涂膜硬度、凝胶时间和涂膜干燥时间等项目。
NX-2040的综合性能最好,既具有较长的操作适用期,又有较快的干燥时间,且涂膜硬度使用。
各种固化剂引起的涂料耐化学性能的差异主要是耐油性、耐油-水混合性、耐酸性和耐溶剂性。
酮亚胺类水下环氧树脂固化剂,由于其分子结构中含有水分子基团,因此耐水性和耐盐雾性较差。
同样,NX-2040固化剂的耐化学腐蚀的综合性能优异。
(2)低温固化环氧树脂用固化剂环氧类涂料冬季低温施工固化速度慢,尤其对于聚酰胺的品种更为明显。
而我国地域辽阔,很多地区冬季-夏季温差很大。
尤其是季节交替时经常是一个产品在一个地区使用正常,而另一个地区则会出现问题,甚至必须调整和改变配方。
环氧粉末涂料的固化反应原理及进展

环氧粉末涂料的固化反应原理及进展摘要:环氧粉末涂料是开发最早的热固性粉末涂料,它的涂膜附着力、硬度、柔韧度、耐化学药品性能优良,具有优异的反应活性和贮藏稳定性,因此应用十分广泛。
本文介绍了环氧粉末涂料的固化反应相关的原理,综述了二十多年来环氧粉末涂料的进展。
关键词:环氧粉末涂料,固化反应,应用,进展前言:环氧粉末涂料是20世纪60年代开发的热固性粉末涂料,在相当一段时间里,环氧粉末涂料成为品种多、应用面最广的热固性粉末涂料。
但是进入80年代后期开始,随着环氧-聚酯粉末涂料的迅速发展,这种粉末涂料比环氧粉末涂料的装饰性和价格方面有优势,环氧粉末涂料的许多用途逐渐由环氧-聚酯粉末涂料所替代,环氧粉末涂料从首要地位转变为次要的地位。
据2006年的统计,在世界热固性粉末涂料的产量中,环氧粉末涂料占6.5%,其产量在环氧-聚酯和聚酯粉末涂料后的第三位。
[1]环氧粉末涂料是最早开发成功的热固性粉末涂料之一,由于环氧粉末诸多的优点,目前仍占相当的比例。
以环氧树脂为主体原料制备的环氧粉末涂料具有以下主要优点:(1)涂膜具有一定的外观水平。
因为环氧树脂的熔融黏度低,涂膜的流平性较好,同时由于固化时不产生任何副产物,因此易于得到平整的涂膜。
(2)涂膜的物理机械性能及耐化学药品性能好,并且还具有良好的电气绝缘性。
(3)通过选择合适的环氧固化剂,可以得到常温贮存稳定性好的粉末涂料。
(4)环氧树脂熔融黏度低,因而在熔融混合挤出时,树脂与颜料之间的润湿性好,颜料分散均匀;加之物料熔融温度与树脂的软化点相差不大,这样在生产过程中不易产生“胶化”粒子。
(5)静电作用性好。
环氧树脂具有较高的体积电阻,使得制成的粉末粒子易于带电,静电涂装性能好,涂敷在工件上不易脱落,涂装效率高。
环氧粉末涂料是由专用的树脂、固化剂、流平剂、促进剂、颜料、填料和其他助剂配制而成,它的生产方法和传统的溶剂型涂料有所不同,粉末涂料的生产工艺仅是物理性的混溶过程,不存在着复杂的化学反应,而且要尽可能控制其不发生化学反应,以保证产品具有相对的稳定性。
低温固化环氧胶 固化剂

低温固化环氧胶固化剂1.引言1.1 概述概述部分的内容是对低温固化环氧胶固化剂这一主题进行简要介绍。
首先,可以介绍低温固化环氧胶固化剂的定义和基本原理。
低温固化环氧胶固化剂是一种能够在相对较低的温度下促使环氧胶发生固化反应的化学物质。
它与环氧胶一起使用,通过交联反应将液态的环氧树脂转变为固态的胶状物体,具备了胶粘性和强度。
相比于传统的高温固化胶固化剂,低温固化环氧胶固化剂提供了更加灵活和方便的固化方式。
接下来,可以介绍低温固化环氧胶固化剂的主要特点。
首先,低温固化环氧胶固化剂具有较低的固化温度要求,通常在室温或稍高的温度下即可实现固化,这使得其在一些特殊环境中具备了更好的适应性和应用性。
其次,低温固化环氧胶固化剂具有较快的固化速度,可以在短时间内完成固化反应,提高生产效率。
此外,低温固化环氧胶固化剂还具有优异的粘接性能和耐高温性能,使其在许多工业领域中得到广泛应用。
最后,可以提及本文结构。
本文将首先介绍低温固化环氧胶的特点,包括固化温度要求、固化速度、粘接性能和耐高温性能等方面。
其次,将探讨低温固化环氧胶的应用领域,例如航空航天、电子电器、汽车制造等领域。
最后,将强调低温固化环氧胶固化剂在整个固化过程中的重要性,并展望其未来的发展趋势。
通过这样的概述部分,读者可以对低温固化环氧胶固化剂有一个整体的了解,并对接下来的内容有所期待和思考。
1.2 文章结构文章结构是指文章的整体架构和组织方式,它决定了读者阅读和理解文章的方式和顺序。
本文的结构主要分为引言、正文和结论三个部分。
在引言部分,我们旨在给读者提供一个总体概述和导读。
首先,我们将在1.1节中对低温固化环氧胶进行概述,介绍它的定义、特点和主要成分等。
接下来,在1.2节中,我们将详细介绍本文的结构,以及每个部分的内容和目标。
最后,在1.3节中,我们将明确阐述本文的目的和意义,为读者提供一个清晰的整体框架。
接下来是正文部分,我们将详细探讨低温固化环氧胶的特点和应用领域。
环氧固化剂及固化温度

100:50
产地:美国,无色透明,用于装饰品的滴塑及工艺品
环氧固化剂网知识:5025B-改性聚醚胺固化剂
100:35
产地:美国,无色透明,低粘度,用于装饰品的滴塑及工艺品
环氧固化剂网知识:H-113B--芳香胺改性固化剂
100:50~60
高性能的改性芳香胺固化剂,用于地坪\电子元件灌注,密封,深褐色液体
品名及型号
与环氧树脂E-51之比例
E-51:固化剂(重量比)
特点及用途
无色透明环氧固化剂1035B-改性聚醚胺固化剂
3:1
产地:美国,无色透明,低粘度,用于装饰品的滴塑及工艺品
H-327改性芳香胺固化剂,耐温100度以上
100:48~50
红棕色透明粘稠液体,用于元器件的包封
H-120柔性固化剂
100:100
各种环氧树脂固化剂的固化温度各不相同,固化物的耐热性也有很大不同。一般地说,使用固化温度高的固化剂可以得到耐热优良的固化物。对于加成聚合型固化剂,固化温度和耐热性按下列顺序提高:脂肪族多胺<脂环族多胺<芳香族多胺≈酚醛<酸酐。
催化加聚型固化剂的耐热性大体处于芳香多胺水平。阴离子聚合型(叔胺和咪唑化古物)、阳离子聚合型(BF3络合物)的耐热性基本上相同,这主要是虽然起始的反应机理不同,但最终都形成醚键结合的网状结构。
环氧固化剂网知识:593--室温脂肪胺固化剂 ----
100:25~30
无色至淡黄色透明液体,固化速度稍快
环氧固化剂网知识:2102-CN--2-乙基-4甲基咪唑(日本四国化成)
固化剂体系的1~2%
咪唑促进剂用于耐温要求高的酸酐固化体系
环氧固化剂网知识:H-316-5- -甲基黄色透明柔性固化剂,用于LED软灯条等封装
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环氧粉末固化剂及其低温固化进展六安市捷通达化工有限公司翁世兵环氧粉末涂料是最早发展的热固性粉末涂料。
借助于胺类、有机酸或酐类等不同类型的固化剂,能够获得性能广泛环氧粉末涂料产品。
因此它在许多大面积涂装、保护性涂装、功能粉末涂料应用等方面占有主导地位。
在众多可用的环氧固化剂中,也不乏可实现低温固化的品种,这也使得环氧系统在低温或快速固化领域也有相当好的前景。
本文将简要介绍可应用于粉末涂料的各种环氧固化剂,及其在低温固化方面的发展。
环氧粉末体系最基本的组成是含有环氧基的环氧树脂,最为常用的是双酚A 二缩水甘油醚齐聚物,即大家所熟知的E-12。
为了形成不溶不熔的三维网状涂膜,必需配合适当的固化剂使线型环氧树脂交联。
用于环氧树脂的固化剂,主要是能与树脂中环氧基产生交联反应的化合物。
根据固化剂中能够与环氧基反应的活性基团的不同,可将环氧固化剂分为含胺基的胺类化合物、含有羧基的化合物以及含有羟基的化合物。
下面将分别介绍几类可用于粉末涂料的环氧固化剂及其在低温固化方面的发展。
1 胺类化合物1.1 咪唑及其衍生物用于粉末涂料的简单取代咪唑,主要有2-甲基咪唑、2-苯基咪唑、长链取代基咪唑等几种。
虽然这些简单咪唑能提供很高的固化活性,但由于其熔点一般较高、难以与环氧树脂均匀分散,活化温度低(82-87℃)与环氧树脂混合后贮存期较短,因此,此类咪唑通常不作为单一固化剂用于低温固化系统中,而通常是作为固化促进剂与其他固化剂联合使用。
例如与在环氧/双氰胺体系中添加0.1%-0.3%重量份的2-甲基咪唑,可使固化温度将至160℃左右。
作为固化剂和固化促进剂时,咪唑与环氧树脂的固化反应如下图所示。
为了克服简单咪唑环氧树脂固化剂的缺点和不足,将简单咪唑化合物进行改性,对咪唑分子上的活性点(仲胺基、叔胺基)进行钝化,适当降低其反应活性,改善其与环氧树脂的相容性,同时也可以赋予其他特殊的性能。
在粉末涂料中已有应用的咪唑衍生物主要有以下几类。
1.1.1 Curezol 系列产品最为典型的可应用于粉末涂料的咪唑衍生物当属日本四国化成株式会社的Curezol系列咪唑衍生物,此类产品中的咪唑的1位是呈钝化性的,如-CN类的取代基团。
通常这些取代基团会降低此类化合物的反应活性和熔点,提高制品的适用期[pot life],因此应用于粉末涂料时则能够改进其贮存稳定性。
其典型的化合物可用下列结构式表达:典型性质外观白色-浅黄色固体MP, ℃47-52典型性质外观白色粉末MP, ℃105-111除了上面提到的CN系列产品外,还有通过上述典型的CN产品衍生得到的咪唑的多元酸盐CNS系列产品;一般主要指的是与偏苯三甲酸酐的反应产物,其对应物的商品牌号分别为C11Z-CNS和2PZ-CNS。
具体结构如下:典型性质外观白色粉末MP, ℃123-129典型性质外观白色粉末MP, ℃175-183由咪唑还可衍生得到Azine系列三聚氰胺化合物。
该系列中具有代表性的产品是2,4-二氨基-6-[2’-甲基咪唑基-(1’)]乙基-均-三嗪。
具体结构为:其他可用于粉末涂料的Curezol 类产品及基本性质下表。
这些产品均是由四国公司提供,应用于防腐和电子灌封等绝缘粉末涂料领域。
表: 四国化成公司可用于粉末涂料的Curezol 系列产品概况 品名(Curezol )成分名称 外观 熔点(℃) 2MZ2-甲基咪唑 白色粉末 (137~145) C11Z2-十一烷基咪唑 白色-淡黄色固体 (69~74) C17Z2-十七烷基咪唑 白色-淡黄色粉末 (86~91) 2PZ2-苯基咪唑 淡桃-淡黄色粉末 (137~147) C11Z-CN1-氰乙基十一烷基咪唑 白色-淡黄色固体 (47~52) C11Z-CNS1-氰乙基-2-十一烷基咪唑-偏苯三甲酸加合物 白色粉末 (123~129) (143~149) 2PZCNS1-氰乙基2-苯基咪唑-偏苯三甲酸加合物 白色-淡黄色粉末 (175~183) 2MZ-A 2,4-二胺-6-(2'-甲基咪唑基-(1'))-乙基三嗪白色-淡黄色粉末 (248~258) C11Z-A 2,4-二胺-6-(2'-十一烷基咪唑基-(1'))-乙基三嗪白色粉末 (187~195) 2MA-OK 2,4-二胺-6-(2'-甲基咪唑基-(1'))-乙基三嗪-异氰尿酸加合物二水合物白色粉末 (260 分解) 2PZ-OK 2-苯基咪唑-异氰尿酸加合物白色-淡橙色粉末 (220 分解) 2PHZ 2-苯基-4,5-二羟甲基咪唑淡桃色粉末 (230 分解) 2P4MHZ 2-苯基-4-甲基-5-羟甲基咪唑 白色粉末 (191~195)典型性质外观 白色粉末MP , ℃ 248-2582PZL 2-苯基咪唑啉淡黄色粉末(95~104)下图表示的是Curezol系列产品单独用作环氧树脂固化剂时的反应温度(每100份双酚A环氧树脂添加5份Curezol产品,在无溶剂条件的固化)图:Curezol系列产品/环氧树脂固化反应的温度区域由图中可以看出,Curezol系列产品与环氧树脂的活性反应温度起点大多低于150℃,因此具有良好的低温固化特性,但为了保证粉末体系的加工和贮存稳定性,最好选用初始活化温度大于90℃的品种。
当然这些咪唑化合物均可作为固化促进剂与其他固化剂并用,以降低固化温度或缩短固化时间。
1.1.2 咪唑/环氧加成物咪唑/环氧加成物最具代表性的产品为EPI-CURE P101。
它是一种2-甲基咪唑与Epon828液体双酚A环氧树脂的反应产物。
最早由Shell oil company [现已将这部分业务出售给Resolution performance product公司]在1973年发明,当时的目的是为了解决环氧浇铸体因使用咪唑产生的析出问题。
该产品在低温固化环氧粉末领域具有重要的地位。
它既可作为低温固化剂单独使用,也可作为固化促进剂与其他固化剂结合使用。
单独使用时在121/30min 的烘烤条件下就能够提供最佳的低温固化性能。
若与其他非催化性胺类固化剂结合使用,不仅可以降低固化温度和提高固化速度,而且可以提高涂膜的光滑性、抗泛黄等应用效果。
将它与酚类固化剂并用,可以获得快速固化(220℃/30s)的钢筋和管道防腐功能性粉末。
此外,咪唑还可与环氧丙烷烷基醚等其他环氧化合物加成,获得柔韧性更好的咪唑/环氧加成物。
例如,我国的163固化剂、704固化剂和705固化剂分别是2-甲基咪唑与环氧丙烷异辛基醚、环氧丙烷丁基醚和环氧丙基异辛基醚的加成物。
咪唑/环氧加成物配制的环氧粉末同样具有贮存稳定性的问题。
据报道,在咪唑/环氧加成物上均匀地涂覆上聚异氰酸酯,能提高该固化剂的储存稳定性同时不损害其固化性能。
1.1.3 其他咪唑衍生物Veronique等利用不同的咪唑和各种氯甲酸酯反应,所得产物可用作环氧树脂的低温固化剂和固化促进剂。
例如,100g的双酚A型缩水甘油酯与14.5g 氯甲酸苯酯/2-苯基咪唑的反应产物混合时,在130℃下凝胶时间为6min15s,在150℃下凝胶时间为3min15s,在150℃下凝胶时间为2min30s。
Kaufman等通过咪唑或取代咪唑与含有不饱和双键的丙烯酸酯类化合物进行加成反应,然后再用脂肪酸或二元羧酸中和未反应的咪唑或取代咪唑来制备加合物,这些加合产物也可作为固化剂与环氧树脂形成环氧粉末涂料。
采用异氰酸酯(如甲苯二异氰酸酯)封闭咪唑及其衍生物的活性基团,得到的加成产物同样可用于环氧树脂粉末涂料的固化促进剂。
另外,甲苯二异氰酸酯与1-(胺乙基)-2-甲基咪唑的加成产物可用作单组分环氧树脂/双氰胺体系的固化促进剂,例如环氧100份,双氰胺6份及该加成物3.4份的组成物,40℃下存放10d 黏度不变化,并可在170℃/6s 固化。
1.2 环咪环咪结构中具有与咪唑类的活性胺基,同样可以作为环氧树脂的固化剂和固化促进剂。
2-苯基咪唑啉即是最具典型性的环咪类环氧固化剂,一段时间它曾是功能性粉末涂料例如防腐的主要固化剂。
2-苯基咪唑啉具有下面的化学结构:NH N2-phenylimidazoline国际上最著名的产品为Degussa [Huels]公司的Vestagon B31, 此外SKW 公司也有销售。
国内初步估计大约有近30家工厂生产这样的产品,主要是作为消光固化剂XX68的原材料,部分地用于出口、管道涂料固化剂和聚酯树脂用内催化剂。
王申生等人研究表明,在纯环氧粉末涂料中, 2-苯基咪唑啉是作为主固化剂可明显降低固化温度和缩短固化时间,可在140℃/15min 或180℃/8min 的条件下固化,且固化后的涂层达到了粉末涂料的常规技术指标。
若作为促进剂用于环氧/ 聚酯系统中,可在160℃/15min 或180℃/7min 的条件下固化,且基本不影响涂膜性能。
1.2 多元胺加成物粉末涂料工业使用的多元胺加成物主要是用来作为低温/快速固化剂的。
用于加成的胺通常是脂肪族/芳性伯胺或仲胺,这样的胺有:二甲胺、二乙撑三胺、四乙撑五胺、4,4’-二氨基二苯基甲烷、环脂肪多元胺如1,2或1,4-二氨基环己烷等。
一般认为多元胺与环氧树脂的加成物不像咪唑加成物那样具有催化活性。
加成的目的之一是将液体的环氧固化剂转变成可以被粉末涂料工业使用的固体状产品,但是所选用的用于这种加成的液体胺不能具有高的挥发度;另一方面对于像4,4’-二氨基二苯基甲烷[4,4’-diamino-diphenylmethane] 这样的固体状产品则可以改进其在环氧组分中的分散性能。
通常这些用于加成目的的原料胺的反应活性不会有任何问题,往往是活性太高而不能直接用于挤出来制备粉末涂料。
大多数情况下是预先将除多元胺加成物外的其他涂料组分混合挤出压片,然后配入固化量的加成物一起碾磨,这是使用这类固化剂配制低温固化粉末涂料最有效的方法。
目前,多元胺加成物和咪唑加成物一起结合使用,用于需要低温固化的MDF、木制品、塑料和其他热敏性底物的涂装。
同样地在需要快速固化的卷材、钢筋等热熔融、烧结涂料方面这类固化剂正显示出愈来愈重要的作用。
在任何含有环氧成份的涂料系统中这类多元胺加成物也是有效的固化促进剂。
下表总结的是一些代表性的多元胺加成物的商品牌号和主要特性:表:加成咪唑和多元胺加成物公司牌号化学属性用量,100份环氧固化条件℃/分[最低]Huntsman HT835 多元胺加成物17/53-26.5/73.5130/2Air product & chemical Ancamine2014AS仲胺和环氧加成物不祥135/2-41.5 双氰胺类双氰胺是一种具有高熔点[207-209℃]且含有钝化基团-CN的化合物,和环氧树脂的反应至少要在﹥150℃下才能发生。