雙酚A環(huán)氧樹脂以羧酸酐為固化劑的歷史比胺類固化劑更早,用酸酐固化的環(huán)氧樹脂固化物性能優(yōu)良,尤其是以耐熱性能和耐化學(xué)穩(wěn)定性高為特征。有幾酸酐固化環(huán)氧樹脂,雖然需高溫,但固化反應(yīng)較慢,反應(yīng)放熱量小,收縮率小。它與胺類固化劑相比具有揮發(fā)性小、毒性低,對(duì)皮膚刺激性小,與環(huán)氧樹脂配合量大,黏度小,可以加入填料改性,有利于降低成本,使用期長(zhǎng),便于施工。但是貯存時(shí)容易吸濕生成游離酸造成不良影響(固化速度慢,固化物介電性能下降等)。多數(shù)可以用來(lái)作環(huán)氧樹脂的固化劑,按結(jié)構(gòu)分有:芳香族酸酐、脂環(huán)族酸酐、脂肪族酸酐,鹵化酸酐,酸酐的共融物及加成物多種。 無(wú)促進(jìn)劑存在時(shí),反應(yīng)機(jī)理如下①酸酐與環(huán)氧樹脂中的羥基反應(yīng),生成酯健和羧酸。②羧酸對(duì)環(huán)氧基加成,生成新的羧基。③在酸的存在下環(huán)氧基與羥基其醚化反應(yīng)。上述生成的羥基與其他酸酐基進(jìn)一步反應(yīng)而生成體型聚合物。由此可見固化物中含醚鍵和酯健兩種結(jié)構(gòu),而且反應(yīng)受環(huán)氧基濃度和羥基濃度的支配。 在促進(jìn)劑條件下進(jìn)行 酸酐固化反應(yīng)是用路易斯堿促進(jìn)劑(一般用叔胺)對(duì)酸酐的進(jìn)攻,引發(fā)反應(yīng)開始,其主要反應(yīng)有①促進(jìn)劑進(jìn)攻酸酐生成碳鎓陽(yáng)離子。②碳鎓陽(yáng)離子和環(huán)氧基反應(yīng)生成烷氧陰離子。③烷氧陰離子與別的酸酐進(jìn)行反應(yīng),在生成碳鎓陽(yáng)離子。在促進(jìn)劑存在時(shí),環(huán)氧樹脂固化反應(yīng)也受體系內(nèi)羥基濃度支配,但反應(yīng)速度取決于叔胺的濃度,因?yàn)槭灏反嬖谙路磻?yīng)生成酯健,并抑制醚化反應(yīng)。此時(shí)酸酐對(duì)環(huán)氧樹脂的合適用量為化學(xué)理論量。 鄰苯二甲酸酐(PA) 一般用量為30~45份,當(dāng)量比為0.6~0.9.固化條件一般為(120~130)℃/(12~20)h或130℃/3h+150℃/10h,固化物的介電性能優(yōu)良。 偏苯三甲酸酐(TMA) 偏苯三甲酸酐為白色粉末,熔點(diǎn)168℃。對(duì)雙酚A型環(huán)氧樹脂(當(dāng)量為185~195)的用量為33份,在是問(wèn)下使用期為3~4d。因具有游離羧基,對(duì)固化其促進(jìn)作用,所以是一種強(qiáng)反應(yīng)性的固化劑。固化條件為150℃/1h+180℃/4h。固化物熱變形溫度高達(dá)200℃,介電性能和化學(xué)穩(wěn)定性好,常用于耐熱的電氣絕緣制品上。為了改善使用時(shí)間短,可將TMA與其他酸酐混用。 均苯四甲酸二酐(PDMA) 均苯四甲酸二酐熔點(diǎn)為286℃,是比較活潑的固化劑,常與PA和MA混合使用,一般用量(質(zhì)量份)為樹脂的20~25份,可制成溶液,常溫下保持7d,用于耐熱層壓制品,其固化溫度為100℃/4h+180℃/24h。由于均苯四甲酸酐固化環(huán)氧樹脂的制品交聯(lián)密度大,熱變形溫度高達(dá)300℃,壓縮強(qiáng)度大,但拉伸和彎曲強(qiáng)度不高,化學(xué)穩(wěn)定性好,介電性能也好,在高溫下也能保持其良好性能。 順丁烯二酸酐(MA) 順丁烯二酸酐的相對(duì)分子質(zhì)量98.06,為白色結(jié)晶體,熔點(diǎn)53℃,相對(duì)密度為1.509,對(duì)人有刺激性。一般用量為環(huán)氧樹脂的35~45份(質(zhì)量份),混合物的可使用其較長(zhǎng),室溫下為2~3d,固化條件100℃/2h+150℃/24h,適用于層壓和大型澆注體。由于單獨(dú)使用順丁烯二酸酐的固化物性能較脆,廠家如增韌劑及其他酸酐一起時(shí)使用。 十二烯基丁二酸酐(DDSA) 淺黃色油狀液體,一般用量為環(huán)氧樹脂的120~150份(質(zhì)量份),易與環(huán)氧樹脂混溶?;旌衔镳ざ鹊?,使用期長(zhǎng),一般需用叔胺作促進(jìn)劑。固化條件100℃/2h+150℃/8h。由于結(jié)構(gòu)中有長(zhǎng)得碳鏈,固化物有韌性,耐沖擊性好,介電性能高,但化學(xué)穩(wěn)定性差,熱變形溫度低,故常與其他酸酐何用或作增韌劑用。 四氫鄰苯二甲酸酐(THPA) 有丁二烯和順丁烯二酸酐加成而得。是白色片狀結(jié)晶體,熔點(diǎn)100℃,能溶于乙醇、丙酮等,對(duì)人體刺激性小。其用量為75~85份,固化條件為80℃/2h+150℃/4h。 六氫鄰苯二甲酸酐是無(wú)色粉狀物,熔點(diǎn)35~36℃,易吸潮。由于熔點(diǎn)低,在50~60℃就和液體環(huán)氧樹脂混合?;旌衔镳ざ鹊?,使用期長(zhǎng),固化時(shí)放熱少。通常加入叔胺作促進(jìn)劑,在80℃/2h+150℃/4h固化。耐熱性、介電性能和化學(xué)穩(wěn)定性較好,用于澆注戶外電流互感器,也可用于大電機(jī)主絕緣浸漬膠。 甲基四氫苯二甲酸酐是由異戊二烯與順丁烯二酸酐加成而得。為談黃色低粘度液體,能與各種環(huán)氧樹脂混合,使用期較長(zhǎng)。固化條件為100℃/4h+150℃/(4~10)h,固化物電性能和化學(xué)性能較好,適用于澆注、浸漬和層壓制品,并可配制成中小型電機(jī)無(wú)溶劑漆。 甲基六氫苯二酸酐為無(wú)色透明如水的低粘度液體,與環(huán)氧樹脂配合后使用期長(zhǎng),用量80~90份,固化條件為100℃/4h+150℃/(6~10)h。其固化物除介電性能和力學(xué)性能較好外,最大優(yōu)點(diǎn)是耐候性好、耐紫外線照射和長(zhǎng)期受熱狀態(tài)下變色較小,耐漏電起痕性能好。因此用于大型戶外電氣絕緣制品的澆注體和發(fā)光二極管的制造。 甲基納狄克酸酐(MNA) 淺黃色液體,它是由甲基環(huán)戊二烯與順丁烯二酸酐加成而得。和液態(tài)環(huán)氧樹脂在室溫下容易混合。使用期長(zhǎng),在室溫下可達(dá)2個(gè)月以上。一般咪唑作促進(jìn)劑,用量為70~100份,固化條件為(80~100)℃/2h+(140~150)℃/4h。固化物色淺,收縮率低,熱變形溫度高,電性能好,耐電弧性特好,耐熱老化性優(yōu)良。適用于澆注、浸漬、層狀絕緣制品及耐熱等級(jí)為C級(jí)的物溶劑漆和膠。 桐油酸酐(TOA) 棕黃色透明黏稠狀液態(tài),在40℃時(shí)黏度為0.15Pa•s,揮發(fā)物很低,很容易溶于環(huán)氧樹脂體系,使用期長(zhǎng),其用量為100~20份。固化物具有良好的韌性,在較大溫度范圍內(nèi)具有較好的介電性能,熱變形溫度為70℃,黏結(jié)性良好??捎米鞔箅姍C(jī)主絕緣用云母帶膠,適應(yīng)中、小型電機(jī)的無(wú)溶劑漆,作為澆注干式變壓器,電流互感器和電壓互感器等澆注料的增韌劑用,廣泛引用于各種電器電子產(chǎn)品上,是中國(guó)特色的固化劑, 松節(jié)油酸酐(TA) 它是松節(jié)油與順丁烯二酸酐的加成物,為橙黃色透明液體,黏度小。環(huán)氧固化物剛性好,具有良好的介電性能和粘接力,防霉、防潮,用量為100~150份,固化條件為120℃/2h+150℃/4h,但加入叔胺可以降低固化溫度和縮短固化時(shí)間。 屬于此類的有聚壬二酸酐(PAPA)和聚癸二酸酐(PSPA)。 聚壬二酸酐的熔點(diǎn)為57℃,在100℃下我I310mPa•s。它的優(yōu)點(diǎn)是熔點(diǎn)低、溶解性好,易與環(huán)氧樹脂混合,混合物使用期長(zhǎng),酸酐用量為70份,固化時(shí)常加入促進(jìn)劑。固化條件為100℃/1h+130℃/4h+150℃/1h,固化物的介電性能到增韌作用??勺鳚沧㈦姎饨^緣制品,如澆注電流互感器和制備粉末環(huán)氧,噴涂電子元器件。 聚癸二酸酐熔點(diǎn)78~80℃,酸值603mgKOH/g。與環(huán)氧樹脂配合量85份,加入的DMP-30為3份。使用期為1h/90℃,固化條件為120℃/2h+150℃/10h。固化物具有優(yōu)良的耐冷熱沖擊性能和電絕緣性能。用于澆注和纏繞絕緣制品及粉末環(huán)氧,噴涂電器電子元器件。 在酸酐固化劑中有相當(dāng)多的品種為高熔點(diǎn)的固體,可以將酸酐共熔混合改性以降低酸酐熔點(diǎn),甚至可液化成液態(tài)的固化劑,使之與環(huán)氧樹脂容易混合。酸酐可以是兩種固體相溶也可以使一種液體和一種固體相溶而達(dá)到使用方便的目的。 環(huán)氧樹脂 - mcguy.net -(責(zé)任編輯:admin) |