一、有机酸酐类环氧固化剂的特点
1、有机酸酐类固化剂,也属于加成聚合型固化剂。
2、应用领域:主要用于大型浇铸等场合、小型电器方面也获得广泛的应用;特别是弱电方面,如集成电路的包封、电容器的包封等。在涂料方面,如粉末涂料,这类固化剂也受到重视。
3、应用优点:
酸酐类固化剂与多元胺类固化剂相比,有许多优点。
操作工艺性上看,主要有以下几点:
1)挥发性小,毒性低,对皮肤的刺激性小;
3)是使用期长,操作方便。
从固化物的性质上看,它主要特征有:
1)由于固化反应较慢,收缩率较小;
2)有较高的热变形温度,耐热性能优良,固化物色泽浅;
3)机械、电性能优良。
4、应用缺点
1)酸酐类固化剂所需的固化温度相对比较高,固化周期也比较长;
2)不容易改性;在贮存时容易吸湿生成游离酸而造成不良影响(固化速度慢、固化物性能下降);
3)固化产物的耐碱、耐溶剂性能相对要差一些,等等。
二、作用机理
酸酐类固化反应机理按照有无促进剂的存在分成两种形式
1、在无促进剂存在时,首先环氧树脂中的羟基与酸酐反应,打开酸酐,然后进行加成聚合反应,其顺序如下:
l 羟基对酸酐反应,生成酯键和羧酸;
l 羧酸对环氧基加成,生成羟基;
l 生成的羟基与其他酐基继续反应。
这个反应过程反复进行,生成体型聚合物。另外,在此种体系中,由于处于酸性状态,与上述反应平行进行的反应是别的环氧基与羟基的反应,生成醚键。从上述机理中可以看出,固化物中含有醚键和酯键两种结构,而且反应速度受环氧基浓度、羟基浓度的支配。
2、在促进剂存在的条件下,酸酐固化反应用路易斯碱促进。促进剂(一般采用叔胺)对酸酐的进攻引发反应开始,其主要反应有:
v 促进剂进攻酸酐,生成羧酸盐阴离子;
v 羧酸盐阴离子和环氧基反应,生成氧阴离子;
v 氧阴离子与别的酸酐进行反应,再次生成羧酸盐阴离子。
这样,酸酐与环氧基交互反应,逐步进行加成聚合。在促进剂路易斯碱存在的条件下,生成的键全是酯键,未发现如同无促进剂存在时所生成的醚键。
在促进剂存在时,环氧树脂的固化速度也受体系内羟基浓度的支配。因此,添加促进剂对液态环氧树脂非常有效,120~150℃即能完成固化反应。但对于固态环氧树脂,则要充分注意适用期非常短的问题。在促进剂不存在时,从理论上讲,应当一个环氧基对一个酸酐,而实际上仅用化学理论量的80%~90%就足够了。在促进剂存在时,酸酐用量为化学理论量。