咪唑類化合物以很少的用來那個就可以在較低溫度、短時間內(nèi)固化,得到耐熱高的固化物;由于具有叔胺基,可以作為酸酐、雙氰胺等其他固化劑的促進劑。 咪唑類化合物與環(huán)氧樹脂共混一起,雖然適用期比脂肪胺、芳香胺等相比要長,但仍顯儲存時間短,其本身又具有揮發(fā)性和吸濕的特點,作為其對策,常將它與環(huán)氧樹脂進行加成反應(yīng),制備新的加成物作為固化劑使用。 以往使用咪唑和常溫下為液態(tài)的環(huán)氧樹脂以n(環(huán)氧基):n(咪唑仲胺基)=1:1比進行反應(yīng)。使用液態(tài)環(huán)氧樹脂是因為反應(yīng)容易進行,液態(tài)樹脂比固態(tài)樹脂分子質(zhì)量小,加成物的氨基含量小,作為固化劑加入量少。但是這樣制成的加成物軟化點低,不利于大量生產(chǎn)。因為在工業(yè)上大量的制造時,為了將產(chǎn)品粉末化必須粉碎、研磨,由于粉碎研磨過程放熱、熔融,產(chǎn)品黏附粉碎設(shè)備,妨礙生產(chǎn)。為了提高加成物的熔點,通常采用兩種方法:第一,采用過多的環(huán)氧基對仲胺基的摩爾比(1.2~1.5):1;第二,添加質(zhì)量份數(shù)為5%~20%的無機粉末。常用的無機粉為SiO2、高嶺土、硅砂、硅藻土、滑石及膨潤土等,以SiO2粉較好。 咪唑與異氰酸酯的加成物,換句話說也就是咪唑封閉異氰酸酯。該加成物可將咪唑的固化溫度降低,同時延長了固化劑的適用期。 該類加成物在70~110℃溫度下可解離成異氰酸酯和咪唑化合物,而再生的咪唑化合物和異氰酸酯可以起和環(huán)氧樹脂反應(yīng):再生的咪唑化合物首先打開環(huán)氧基的環(huán)氧環(huán)并生成羥基,在和異氰酸酯反應(yīng)。 將咪唑化合物與一元有機酸反應(yīng)生成物用作環(huán)氧樹脂固化劑,可以改善環(huán)氧組成物的儲存穩(wěn)定性或低溫固化性。以2-甲基咪唑、水楊酸和氧化鋅合成一種有機酸咪唑鹽絡(luò)合物:C22H22N4O6Zn,相對分子質(zhì)量503,熔點177.6~178℃;以該絡(luò)合物配制的單組分膠在20~25℃下可存放6個月。 1或2mol的1-β-氨基乙基-2-甲基咪唑(AMZ)和1mol脲的反應(yīng)產(chǎn)物用作環(huán)氧樹脂固化劑,具有優(yōu)良的電性能、力學(xué)性能,且適用期長。1molAMZ和1mol脲反應(yīng)[(120~130℃)/1h]的反應(yīng)生成物為2-甲基咪唑基-1-乙基脲(稱為單脲體),熔點172~174℃,易溶于水及甲醇,可溶于乙醇。2molAMZ和2mol脲反應(yīng)(165℃/2h)的反應(yīng)生成物為雙(2-甲基咪唑基-1-乙基)脲(稱為雙脲體),熔點182~185℃,堿性無色針狀結(jié)晶,可溶于水,易溶于甲醇和乙醇。 咪唑化合物與金屬鹽生成的絡(luò)合物在常溫下穩(wěn)定,沒有促進作用,但是加熱到某一定溫度后絡(luò)合物解離成咪唑化合物和金屬鹽,咪唑化合物促進劑固化反應(yīng)。 咪唑與醛的反應(yīng)生成物與環(huán)氧樹脂配合,可以用作涂料、膠黏劑、層壓材料及灌封材料。例如,將34g咪唑和41g37%甲醛在90℃攪拌反應(yīng)4h,然后在真空下除去未反應(yīng)物得到固化劑。100份Epon828樹脂和3份該固化劑的組成物,經(jīng)(80℃/2h)+(150℃/3h)固化后,玻璃化溫度166.6℃,埃佐(Izod)沖擊強度6.4J/m,拉伸強度44.8MPa,伸長率2.3%,及熱變形溫度145℃。咪唑衍生物與取代三唑的加成物用作固化劑,與環(huán)氧樹脂的形容性好,對金屬的粘接強度高。例如,3份2-甲基咪唑與苯并三唑(1:1)的加成物(室溫下為液體)與100份雙酚A環(huán)氧樹脂的組成物涂在鋼板上,經(jīng)(80℃/2h)+(130℃/4h)固化,涂膜的初始剝離強度9.8MPa和4.5MPa。 以咪唑和醇為原料,路易斯酸為催化劑,在約100℃反應(yīng)10h制得咪唑類促進劑BMI。BMI為無色透明或淡黃色液體,黏度較低,揮發(fā)性低,無刺激性氣味及低毒性。該固化劑可中溫固化環(huán)氧樹脂,熱變形溫度高,其性能與芳香胺大體相同。用量為環(huán)氧樹脂的5%左右,與環(huán)氧樹脂、酸酐類固化劑的相容性好,組成物適用期長。 |