分享到:

一力涂料股份有限公司创新做好漆,一力更出彩

联系资料

一力涂料股份有限公司
所在地区:
湖北省 咸宁市
公司主页:
www.hbyltl.com
电话号码:
027-88939218
传真号码:
027-88939218
联 系 人:
张先生
移动电话:
18971346915
电子邮箱:
2759606008@qq.com

一力涂料带你了解固化剂

发布于 2022年05月10日

[摘要]固化剂又名硬化剂、熟化剂或变定剂,是一类增进或控制固化反应的物质或混合物。树脂固化是经过缩合、闭环、加成或催化等化学反应,使热固性树脂发生不可逆的变化过程,固化是通过添加固化(交联)剂来完成的。
中文名称:固化剂

        英文名称:hardener

        其他名称:硬化剂
      定义:

        固化剂又名硬化剂熟化剂或变定剂,是一类增进或控制固化反应的物质或混合物。树脂固化是经过缩合、闭环、加成或催化等化学反应,使热固性树脂发生不可逆的变化过程,固化是通过添加固化(交联)剂来完成的。

        温度特性:

        固化剂的固化温度与固化物的耐热性 

        各种固化剂的固化温度各不相同,固化物的耐热性也有很大不同。一般地说,使用固化温度高的固化剂可以得到耐热优良的固化物。
对于加成聚合型固化剂,固化温度和耐热性按下列顺序提高:脂肪族多胺<脂环族多胺<芳香族多胺≈酚醛<酸酐

        催化加聚型固化剂的耐热性大体处于芳香多胺水平。阴离子聚合型(叔胺和咪唑化古物)、阳离子聚合型(BF3络合物)的耐热性基本上相同,这主要是虽然起始的反应机理不同,但最终都形成醚键结合的网状结构。

        固化反应属于化学反应,受固化温度影响很大,温度增高,反应速度加快,凝胶时间变短;凝胶时间的对数值随固化温度上升大体呈直线下降趋势。但固化温度过高,常使固化物性能下降,所以存在固化温度的上限;必须选择使固化速度和固化物性能折衷的温度,作为合适的固化温度。按固化温度可把固化剂分为四类:低温固化剂固化温度在室温以下;室温固化剂固化温度为室温~50℃;中温固化剂为50~100℃;高温固化剂固化温度在100℃以上。属于低温固化型的固化剂品种很少,有聚琉醇型、多异氰酸酯型等;近年来国内研制投产的T-31改性胺、YH-82改性胺均可在0℃以下固化。属于室温固化型的种类很多:脂肪族多胺、脂环族多胺;低分子聚酰胺以及改性芳胺等。属于中温固化型的有一部分脂环族多胺、叔胺、眯唑类以及三氟化硼络合物等。属于高温型固化剂的有芳香族多胺、酸酐、甲阶酚醛树脂、氨基树脂、双氰胺以及酰肼等。

        对于高温固化体系,固化温度一般分为两阶段,在凝胶前采用低温固化,在达到凝胶状态或比凝胶状态稍高的状态之后,再高温加热进行后固化(post-cure),相对之前段固化为预固化(pre-cure)。

        结构特性:

        固化剂的结构与特性 

        固化剂的固化温度和固化物的耐热性有很大关系。同样地,在同一类固化剂中,虽然具有相同的官能基,但因化学结构不同,其性质和固化物特性也不同。

        因此,全面了解具有相同官能基而化学结构不同的多胺固化剂的性状、特点,对选择固化剂来说,是很重要的。

        在色相方面,脂环族最浅,基本上是透明的,而脂肪族和芳香族,其着色程度相当显著。在黏度方面,也有很大不同,脂环族不过零点零几Pa·s,而聚酰胺则非常黏稠,达数Pa·s,芳香族胺多为固态。


        色相:(优)脂环族→脂肪族→酰胺→芳香胺(劣)

        熟度:(低)脂环族→脂肪族→芳香族→酰胺(高)

        适用期:(长)芳香族→酰胺→脂环族→脂肪族(短)

        固化性:(快)脂肪族→脂环族→酰胺→芳香族(慢)

        刺激性:(强)脂肪族→芳香族→脂环族→酰胺(弱)

        多胺类固化剂的化学结构和性质:

        在光泽、柔软性、粘接性、耐酸性、耐水性方面,也呈一定规律性。

        光泽:(优)芳香族→脂环族→聚酰胺一脂肪胺(劣)

        柔软性:(软)聚酰胺→脂肪族→脂环族→芳香族(刚)

        粘接性:(优)聚酰胺→脂环族→脂肪族→芳香族(良)

        耐酸性:(优)芳香族→脂环族→脂肪族→聚酰胺(劣)

        耐水性:(优)聚酰胺→脂肪胺→脂环胺→芳香胺(良)

        多胺类固化剂的化学结构和与双酚A树脂固化物的性质:

        光泽:芳香族最好,脂肪族最差。此性质受固化温度的影响,随温度升高,光泽变好。

        柔软性:官能基间距离长的聚酰胺更优良一些,而交联密度高的芳香胺则差。

        耐热性:与柔软性正好相反。

        粘接性:与柔软性一致。

        耐药品性(耐酸性):受化学结构影响,芳香族比较优良,脂肪胺和聚酰胺则易受化学药品腐蚀。

        耐水性:受官能基质量浓度的支配,官能基质量浓度低、疏水度高的聚酰胺类更耐水,而官能基质量浓度高的芳香族则差一些。

        分类:

        固化剂按用途分类及应用 

        固化剂按用途可分为常温固化剂和加热固化剂。

        环氧树脂高温固化时一般性能优良,但是在土木建筑中使用的涂料和粘接剂等由于加热困难,需要常温固化;所以大都使用脂肪胺、脂环映以及聚酰胺等,尤其是冬季使用的涂料和粘接剂不得不与多异氰酸酯并用,或使用具有恶臭气味的聚琉醇类。

        至于中温固化剂和高温固化剂,则要以被着体的耐热性以及固化物的耐热性、粘接性和耐药品性等为基准来选择。选择重点为多胺和酸酐。由于酸酐固化物具有优良的电性能,所以广泛用于电子、电器方面。

        脂肪族多胺固化物粘接性以及耐碱、耐水性均优良。芳香族多胺在耐药品性方面也是优良的。由于氨基的氮元素与金属形成氢键,因而具有优良的防锈效果。胺质量浓度愈高,防锈效果愈好。酸酐固化剂和环氧树脂形成酯键,对有机酸和无机酸显示了高的抵抗力,电性能一般也超过了多胺。

        固化剂按使用方法分类 

        固化剂按使用方式分为常温型固化剂和高温固化剂,两者的区别在于常温固化剂适用于没有加热工序的应用领域,而高温固化剂又称之为封闭型固化剂,其在常温下可与水性树脂(水性聚氨酯、水性丙烯酸酯、氟乳液、有机硅乳液等)长期稳定共存,热处理时(95℃以上)该固化剂释放出的异氰酸酯(-NCO)基团与水性树脂分子链上羟基、羧基、氨基等基团反应形成交联结构,可显著改善水性树脂性能。

        封闭型固化剂改变了原有的固化剂需要双组份、用量不易控制、浪费等缺点,应用范围广泛。适用范围:

        ① 作为单组分热固化型水性涂料的内交联剂,通过固化交联显著改善水性树脂漆膜的耐水、耐化学品、耐磨、附着力、力学机械等性能。

        ② 作为有机氟或有机硅乳液的架桥剂,将有机氟或有机硅固定到棉纤维或涤纶纤维表面,提高“三防”织物的耐水洗次数。

        ③ 作为纺织涂层、印花胶的内交联剂,提高附着力及耐水洗、耐磨等性能。

        ④ 作为单组分金属、玻璃烤漆用内交联剂,可替代氨基树脂使用,无甲醛释放,具有优异的耐黄变性能。

        ⑤ 作为涤纶或涤纶帘子布处理剂,改善涤纶与橡胶的粘接性能。

        ⑥ 作为阴极电泳涂料(羟基丙烯酸树脂)固化剂,提高涂料附着力等综合性能。 国内市场常温固化剂品种多,可选择余地大,国产的性价比高,进口的如拜耳等的价格高,品质稳定;而封闭型固化剂目前国内销售的品种很少。

        固化剂的选择:

        ⑴考虑固化剂的品种与性能

        固化剂的品种对固化物的力学性能、耐热性、耐水性、耐腐蚀性等都有很大影响,例如芳香多胺、咪唑、酸酐等固化剂固化环氧树脂的耐热性高于脂肪族多胺、低分子聚酰胺固化剂;芳香族酸酐固化环氧树脂的耐水性优于芳香二胺和脂肪族多胺固化剂;三亚乙基四胺固化剂耐碱性好,但耐酸性和耐甲醛溶液性较差。脂环族多胺(如异佛尔酮二胺)固化环氧树脂的耐药品性优良。酸酐固化剂固化环氧树脂的耐碱性优于耐酸性。应根据不同的用途和性能要求选择适当的固化剂。

        ⑵几种固化剂复合使用

        几种固化剂复合使用,可以收到相得益彰的效果。

        ⑶关注固化剂的环保性

        所选用的固化剂应对人体无危害,对环境无污染。