常用的固化剂种类、性能及配方

常用的固化剂种类和性能环氧树脂是线型的热塑性树脂，本身不会硬化，且不具有任何使用性能，只有加入固化剂，使它由线型结构交联成网状或体型结构，形成不溶不熔物，才具有优良的使用性能；并且固化产物的性能在很大程度上取决于固化剂，因此。固化剂是环氧树脂结合剂中的一个重要组成部分。凡能和环氧树脂的环氧基及羟基作用，使树脂交联的物质，叫做固化剂，也叫硬化剂或交联剂。根据硬化所需的温度不同可分为加热硬化剂和室温硬化剂两类。如果根据化学结构类型的不同，可分为胺类硬化剂，酸酐类硬化剂，树脂类硬化剂，咪唑类硬化剂及潜伏性硬化剂等。按硬化剂的物态不同可分为液体硬化剂和固体硬化剂两类。表1列出了几种较常用的硬化剂及其性能。表1常用的固化剂种类和性能分类名称用量%固化条件特性脂肪胺乙二胺6~820℃/4d或20℃/2h＋100℃/30min常温固化，适用期短，毒性和刺激性大，胶层脆二乙撑三胺10~1120℃/4d或20℃/2h＋100℃/30min常温固化，适用期短，与乙二胺比较，毒性略低，性能略好三乙撑四胺13~1420℃/7d或20℃/2h＋100℃/30min常温固化，适用期短，与乙二胺比较，毒性略低，性能略好苯二甲胺16~18常温/1d70℃/1h可常温固化，比二乙撑三胺耐热性、耐溶剂性好，毒性低芳香胺间苯二胺14~1580℃/2h＋150℃/2h耐热、耐药品性、电性能好，可用于胶粘剂二氨基二苯基甲烷27~3080℃/2h＋150℃/2h耐热、耐药品性、电性能好，可用于胶粘剂二氨基二苯基砜35~40130℃/2h＋200℃/2h耐热、电性能优异，适用期长，毒性小，可用于耐热胶粘剂改性胺120固化剂(β-羟乙基乙二胺)16~18室温/1d或80℃/3h吸水性强，需密闭贮存。粘度小，毒性低，和环氧树脂反应快，适用期短593固化剂(二乙撑三胺与环氧丙烷丁基醚23~25室温/1d黏度小，毒性低，使用期短，室温迅速固化，固化物韧性较好加成物703固化剂(苯酚、甲醛、乙二胺缩合物)20室温/4~8h与环氧树脂的反应速度比常驻用的脂肪胺快，可配制室温固化胶粘剂用，固化物性能好591固化剂（氰乙基化二乙撑三胺)20~2580℃/12h与二乙撑三胺相比较反应放热湿度低，使用期长，毒性小，胶层的韧性和耐冲击性、耐溶剂性好，但耐热性、电性能较差793固化剂（丙烯腈改性的已二胺，2-甲基咪唑)25~3070~100℃/3h既可常温固化，又可中温固化，把应放热峰较低，适用期较长，毒性低，固化物性能良好，韧性好，对金属、陶瓷、玻璃、塑料等都有良好的胶接性能105缩胺(苯二30~35室温/7d或室温可配制室温固化胶粘剂用，与苯苯二甲胺缩合物)/1d＋100℃/30h甲胺比较，毒性和蒸汽压低，显著改善了苯二甲胺在在过程中的“白化”现象，固化物既有较高的热变形温度又有较好的韧性590固化剂15~20常温/7d或室温/1d＋100℃/2h使用方便，毒性比间苯二胺低低分子聚酰胺650、651、200、400、203、300、500等40~100室温或65℃/3h用量不严格，使用期比脂肪胺长，毒性小，对金属、玻璃、陶瓷等多种材料有良好的粘接性能，固化物收缩小、抗冲、抗弯、耐热冲击、电性能好，但耐热、耐溶剂性差咪唑类咪唑3～560~80℃/6~8h毒性低，用量小，适用期长，中温固化，固化物热变形形高，其它性能和用2-甲基咪唑3～560~80℃/6~8h固化剂2-乙基-4-甲基咪唑2~660~80℃/6~8h芳胺固化的性能大致相同，用它配制的胶粘剂，胶接强度好，耐热、耐溶剂性亦好，是目前较理想的一种固化剂，也可作促进剂用。其中2-乙基础理论-甲基咪唑性能较全面，室温为液体，易与环氧树脂结合，是胶粘剂中常用的一种固化剂704固化剂(2-甲基咪唑与环氧丁基醚加成物)1060~80℃/6~8h781固化剂(2-甲基咪唑与丙烯腈加成物)1060~80℃/6~8h酸酐固化剂顺丁烯二酸酐30～40160~200℃/2~4h熔点较低，易与树脂混合，适用期长，固化物硬而脆邻苯二甲酸酐76150℃/6h易升华与树脂混熔较难，固化后胶层介质性能较好（除强碱外）十二烯基琥珀酸酐13085℃/2h＋150℃/12~24h液体与树脂易混合，适用期长，胶层韧性好，耐热冲击性、电性能好但耐药品性差六氢苯二甲酸酐8080℃/2h＋150℃/12~24h熔点低，易与树脂混合，混合物黏度低，适用期限长，固化物耐用药品性、耐热性及电性能较好“70”酸酐50~70100℃/2h＋150℃/4h液体，易与树脂混合，挥发性小纳迪克酸酐60~8080℃/3h＋120℃/3h＋200℃/3h耐热性好，热稳定性优于苯酐，顺酐及四氢苯酐的固化物聚壬二酸酐70100~150℃/12h熔点低，易与树脂混合，适用期长，胶层韧性好，耐热冲击性好3，3′，4，4′，与顺酐200℃/24h固化物耐热性，耐药品性好，可作耐-苯酮四酸二酐混用顺酐50～80酮酐28～50热胶粘结剂用潜伏性固化剂三氯化硼-单乙胺络合物1~5120℃/2h＋150℃/3h吸湿性强，和环氧树脂混合物室温下可贮存数月，用量少，但固化时间长，可配制单组分胶粘剂用双氰胺4~9180℃/1h和环氧树脂混合后室温下贮存期在一年以上，主要用于配制单组份胶粘剂和粉末涂料癸二酸二酰肼30165℃/0.5h和环氧树脂混合后室温下贮存期＞4个月，配制单组份胶粘剂用在一50~60℃温度范围内抗剪强度几乎无变化594，596固化剂7~10120℃/2~3h黏度低，即使在低温下也能保持低黏度，和环氧树脂有极好的混容性，贮存期＞3~4个月，主要用于单一组分胶粘剂和无溶液剂浸渍漆硬化后环氧树脂的性能，特别是耐热性和力学强度，主要是由硬化剂来提供，不同硬化制成制品的耐热性和力学强度相差较大。环氧树脂常用固化剂材料特性及配方环氧树脂本身是一个线性结构的化合物，性能很稳定，必须与固化剂一块使用才能具有实用价值。因此固化剂是环氧树脂在使用过程中必不可少的重要组成部分。环氧树脂的固化剂种类很多，常见的有:脂肪胺类脂环胺类芳香胺类酸酐聚酰胺类改性胺类潜伏性类树脂类叔胺类。固化促进剂的种类及其所适用的固化剂由于固化剂的不同会直接影响制品的工艺过程及制品的物理化学性能，所以根据应用的场合来加以选择这些环氧树脂固化剂是十分重要的。如固化工艺是常温固化还是加温固化？制品要求是硬质的还是软质的？是要求耐高温的还是低温的？使用环境是潮湿的还是干燥的？不同的场合使用的固化剂有所不同。总之要根据实际情况选择合适的固化剂，以便发挥出所用环氧树脂体系的最好的性能脂肪多元胺乙二胺EDAH2NCH2CH2NH2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DETAH2NC2H4NHC2H4NH2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2x1016Ω-cm常温固化、毒性大、放热量大、适用期短。三乙烯四胺TETAH2NC2H4NHC2H4NHC2H4NH2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TEPAH2NC2H4（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。多乙烯多胺PEPAH2NC2H4（NHC2H4）nNH2浅黄色液体每100份标准树脂用14-15份性能：毒性较小，挥发性低、适用期较长、价廉。二丙烯三胺DPTAH2N（CH2）3NH（CH2）3NH2分子量131活泼氢当量26浅黄色液体每100份标准树脂用12-15份性能同TETA。二甲胺基丙胺DMAPA（CH3）2N（CH2）3NH2低粘度透明液体每100份标准树脂用4-7份毒性较大，具有固化和催化两个反应，粘附性能良好，柔性也好，适用期长。二乙胺基丙胺DEAPA（C2H5）2N（CH2）3NH2分子量130活泼氢当量65低粘度透明液体每100份标准树脂用4-8份固化：60-70℃4小时。性能：适用期50克25℃4小时，热变形温78-94℃，抗压强度920-1050kg/cm2，抗拉强度480-640kg/cm2，冲击强度0.2尺-磅/寸洛氏硬度90-98。介电常数（50赫、23℃）3.75功率因数（50赫、23℃）0.007中温固化、低温性能好。三甲基六亚甲基二胺TMD（H2N）2（C6H9）（CH3）3无色液体冷固化，适用期长，毒性小。每100份标准树脂用21份固化：80℃1小时+150℃2小时。性能：适用期400克25℃50分钟或50℃10分钟，马丁耐热92℃，抗弯强度1150kg/cm2，冲击强度20Kg-cm/cm2tgδ0.0009(23℃，100C/S）表面电阻5.4x1011Ω（300V）体积电阻9x1015Ω.cm（300V）中温固化、低温性能好。二已基三胺H2N（CH2）6NH（CH2）6NH2已二胺改性物AMINE248分子式不详透明液体粘度25℃1000-3000cps每100份标准树脂用4-8份常温-100℃固化。毒性较小、柔性好。已二胺加合物CH-2、L2505分子式不详胺值160-210低粘度透明液体每100份标准树脂用65份CH3胺值400-500低粘度透明液体每100份标准树脂用60份已二胺HDAH2N（CH2）6NH2分子量116活泼氢当量29无色片状结晶熔点42℃每100份标准树脂用12-15份毒性大，能常温固化但不好。适用期较短。三甲基已二胺分子量158每100份标准树脂用20-25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105℃，抗弯强度1150kg/cm2，抗拉强度650kg/cm2，伸长率4.4%，冲击强度0.4尺-磅/寸。介电常数（50赫、23℃）4.0功率因数（50赫、23℃）0.001体积电阻9x1015Ω-cm二乙胺DEAHN（C2H5）2分子量73活泼氢当量73无色液体每100份标准树脂用12份具有固化和催化两个反应。聚醚二胺H2N（CH2）nO（CH2CH2O）mNH2脂环多元胺二氨甲基环已烷1。3BACC260（H2NCH2）2C6H8棕色液体每100份标准树脂用18份该环状多元胺在常温下不能完全固化，需进行后固化80-150℃，得HDT达150℃左右。常需加促进剂：叔胺、亚磷酸三苯酯、水杨酸、甲酚等。孟烷二胺MDA（CH3）（H2N）C6H8C（CH3）2NH2分子量169活泼氢当量42.2浅黄色液体每100份标准树脂用6-22份加温固化80-130℃2小时-30分钟适用期50克25℃长8-16小时。热变形温度148-158℃抗弯强度1050-1190kg/cm2，抗压强度710kg/cm2，抗拉强度610kg/cm2，伸长率2.9%，冲击强度0.4尺-磅/寸洛氏硬度105。粘度低、适用期长。加热迅速固化，毒性小。氨乙基呱嗪AEPH2NC2H4N2C4H9分子量129活泼氢当量43无