CN87101669A - 环氧树脂增韧性固化剂 - Google Patents

Abstract

本发明是环氧树脂增韧性固化剂，是多功能复方固化剂。这种固化剂能提高固化后环氧树脂的坚韧性，同时可根据固化后树脂的用途，调整复方固化剂的组成。这种复方固化剂由二类物质组成，一类是胺类化合物，一类是高分子化合物。胺类化合物可以是脂肪胺(含0～90％)或芳香胺(含0～90％)，或二者都有。高分子化合物是对环氧树脂具有增韧作用的液态(或半固态)高分子化合物(含1～95％)。说明书中有实例四则。

Description

本发明是环氧树脂增韧性固化剂，为多功能复方固化剂。属于合成树脂助剂的制造方法。

环氧树脂是软性树脂，本身不会固化，必须加入固化剂后才会变成热固性树脂。因此，在不同的应用领域中，化工人员研制出多种固化剂和多种固化工艺条件。现有固化技术都是在环氧树脂中加入一种或二三种固化剂。只起固化作用，功能单调。如加拿大专利1042581所载。至于作为独立的组份-固化剂，而包含增韧和交联硬化等几种功能，並且这几种功能又可以加以调节的，尚不多见。

一般说，酸酐类固化剂属于热固化剂，需加热至一定温度才会固化，而胺类固化剂一般属于常温或中温固化剂。胺类固化剂中有些有毒，对皮肤有刺激或污染或有臭气。现有的胺类固化剂，普遍缺乏增韧作用，而且对于和环氧树脂混合后的流动性，固化温度和时间等，也缺少调节办法。

本发明的目的，是通过复配的方法，使环氧树脂的固化剂多功能化，既保留了胺类固化剂的优点（常温固化，有恰当的适用期，固化速度适宜。等），又增添了新的优点（降低挥发性。降低刺激性。增加韧性。使固化剂呈液态或膏糊状以便于和环氧树脂混合，便于应用。）

环氧树脂是一类线形合成树脂，它的特点是大分子上含有环氧基团。固化剂就是能引起环氧基团发生反应从而使线形树脂变成立体网状树脂的物质。就胺类化合物而言，伯胺和促胺它们和环氧基团起相加的反应，而叔胺则是催化环氧基团自行交联。伯胺和环氧基团反应后变成仲胺，仲胺和环氧基团反应后变成叔胺，而叔胺进入网状大分子。改变伯、仲胺和叔胺的比例，可影响网状大分子，叔胺多，网状大分子较小，伯胺多，网状大分子较大。单元胺，对环氧树脂的固化速度较慢而多元胺对环氧树脂的固化速度较快。改变单元胺和多元胺的比例，可调节固化速度。用脂肪胺固化后的环氧树脂，其热变形温度低一些，而用芳香胺固化后的环氧树脂，由于芳环的刚度，使热变形温度较高一些。利用这些可调节固化后树脂的热变形温度。

当环氧树脂固化后，由于网状大分子的生成不是十分规整，从某种意义上讲固化时可能产生应力集中，当这种应力超过大分子之间的团聚力或受到外力作用时，则产生开裂。为了使固化后的环氧树脂有足够的团聚力，或韧性，可以采用分子链较长的固化剂，也可以在固化剂的配方中增添链状高分子化合物，这种链状高分子化合物应选用它们和环氧树脂及胺类的相溶性较合适的品种。这种链状高分子化合物，又能缠结胺类分子，从而降低它们的挥发性、刺激性和毒性。

基于研究几种胺类固化剂性能的调节，同时也研究另一类高分子化合物来加强固化后的环氧树脂，我发明了一种环氧树脂增韧性固化剂，一种多功能复方固化剂。这多功能复方固化剂的组成分二部分：其一是胺类化合物（芳香胺及脂肪胺），其二是具有增韧增塑作用的液态（或半固体）高分子化合物。

这里指的芳香胺，包括一氨基和多氨基芳胺，也包括改性芳胺及共熔物。例如：间、邻、对苯二胺，4，4′二氨基二苯甲烷，4，4′二氨基二苯砜，间、邻、对氨基苯酚及其醚，二甲基苯胺，二氨基三苯甲烷，间、邻、对苯二甲胺，甲苯苄胺，对氨基乙酰苯胺，二氨基苯甲醚，二氨基二苯醚，间、邻、对氨基苯甲酸及其酯、乙酰苯肼，苯二甲酸二酰肼，等。在本复方固化剂中占0～90%，例如：30%。

这里指的脂肪胺，包括一元胺和多元胺，包括伯胺仲胺叔胺，及它们的改性物。例如：乙二胺，丁二胺，己二胺，二乙烯三胺，三乙烯四胺，二乙氨基丙胺，一、二、三乙醇胺，丙烯酸酰胺，丙烯酸酰肼，油酸酰胺，油酸酰肼，氨基己酸及其酯，双氰胺，等。在本复方固化剂中占0～90%，例如：40%。

这里所指的高分子化合物，是液态（或半固态）的化合物。例如：二甲苯树脂，巨氨酯，巨乙二醇，巨乙二醇醚，巨酯，巨丁二烯，糠醛树脂，苯胺甲醛树脂，苯酚甲醛树脂，巨酰胺，以及双酚A，双酚F，等。在本复方固化剂中占1～95%，例如：30%。

本发明所指的多功能复方环氧树脂增韧性固化剂，其二组成部份，具体配方根据应用的要求而定。例如：当用在建筑基础加固时，要求固化剂有较好的流动性，增韧性及减低水份干扰的性能，而且要常温固化，这就选用苯二甲胺，一乙醇胺，己二胺和巨乙二醇（实例一）。当固化后的环氧树脂用在温度较高的地方，要求有较高的热变形温度，这就在配方中增加芳香胺的用量，如：间苯二胺，间苯二甲胺，对氨基苯酚，并配以流动性较好的高分子化合物，如：巨乙二醇单甲醚（实例二）。当固化后的环氧树脂用在一般的场合，则这种复方固化剂可选用丁二胺，液体巨氨酯，二乙醇胺（实例三，四）。

本多功能复方固化剂的制造工艺是：将二类物质按配比称量，充分混合，一般搅拌半小时即完成。当组份有固体物质时（如：间苯二胺），应粉碎，必要时加热混熔。

实例一

间苯二甲胺    10

一乙醇胺    10

三乙醇胺    2    常温固化20～24小

巨乙二醇（分子量：300）8    时，热变形温度150℃

实例二

间苯二甲胺    12

对氨基苯酚    3    常温固化24～30小

三乙醇胺    2    时，热变形温度145℃

巨乙二醇单甲醚（分子量：300）10

实例三

丁二胺    10    100℃固化5～8

二乙醇胺    10    小时，热变形温度

巨氨酯（分子量200-300）10    115℃

实例四

二乙醇胺    15

对氨基苯酚    3    140℃固化4小时

巨酰胺（分子量200-300）10    热变形温度120℃

本发明的多功能复方固化剂，能集中各单一胺类固化剂及增韧性高分子化合物的优点，能容易和环氧树脂混合均匀，能在浇注时充份渗入零件的缝隙。对不同的用途，可调整配比和组成。这样既便利了工艺，又可降低固化时的刺激性和毒性，远比现有的单一或二、三种胺类固化剂合用要优越。固化后的环氧树脂，坚韧性高，防开裂抗冲撞性能好。

页    行    误    改正

4    16    300    3000

4    20    300    3000

5    3    200-300    2000-8000

5    6    200-300    2000-8000

Claims (5)

1、环氧树脂固化的现有技术，都是在环氧树脂中加入一种或二三种固化剂、现有胺类固化剂，普遍缺增韧性，而且对于和环氧树脂混合后的粘度，固化温度和时间等，也缺少调节办法。

本发明是环氧树脂增韧性固化剂，为多功能复方固化剂，其特征是由二类物质组成，其一是胺类化合物，其二是液态(或半固态)高分子化合物。

2、如权利要求（1）所述的环氧树脂增韧性固化剂，其特征是所含的胺类固化剂，可以是脂肪胺类化合物，包括一元胺、多元胺，包括伯胺、仲胺和叔胺，及它们的改性物。例如：乙二胺，丁二胺，己二胺，二乙烯三胺，三乙烯四胺，二乙氨基丙胺，一、二、三乙醇胺，丙烯酸酰胺，丙烯酸酰肼，油酸酰胺，氨基己酸及其酯，双氰胺，等。在本复方固化剂中，占0～90%，例如40%。

3、如权利要求（1）所述的环氧树脂增韧性固化剂，其特征是所含的胺类固化剂，可以是芳香胺类化合物，包括一氨基和多氨基芳胺，也包括改性芳胺及共熔物。例如：间、邻、对苯二胺，4，4′二氨基二苯甲烷，4，4′二氨基二苯砜。间、邻、对氨基苯酚及其醚，二甲基苯胺，二氨基三苯甲烷，间、邻、对苯二甲胺，甲基苄胺，对氨基乙酰苯胺，二氨基苯甲醚，二氨基二苯醚，乙酰苯肼，间、邻、对氨基苯甲酸及其酯，苯二甲酸二酰肼，等。在本复方固化剂中占0～90%，例如30%。

4、如权利要求（1）所述的环氧树脂增韧性固化剂，其特征是所含的高分子化合物是液态（或半固态）高分子化合物，例如：二甲苯树脂，巨氨酯，巨乙二醇，巨乙二醇醚，巨酯，巨丁二烯，糠醛树脂，苯胺甲醛树脂，苯酚甲醛树脂，巨酰胺，以及双酚A，双酚F，等。在本复方固化剂中占1～95%，例如：30%。

5、如权利要求（1）所述的环氧树脂增韧性固化剂，其特征是含一种或一种以上的胺类，含一种或一种以上的高分子化合物。