據(jù)報(bào)道[4],己二胺與脂肪族單縮水甘油酯和烷基單縮水甘油醚反應(yīng)制成的固化劑,其固化物有良好的貯存穩(wěn)定性、抗撓曲性、耐低溫性和耐化學(xué)藥品性。
日本旭化成推出的改性己二胺固化劑C-200系列,既可單獨(dú)使用,亦可與其他固化劑拼用,可消除固化物的內(nèi)應(yīng)力,改善柔韌性和抗沖擊性。
中昊晨光化工研究院[5]采用二步法合成了CGF-1改性胺低黏度環(huán)氧樹脂增韌型固化劑,研究了原材料配比、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度等因素對(duì)產(chǎn)品性能的影響。該產(chǎn)品可常溫固化,涂膜柔韌性好,易排泡,流動(dòng)性好,耐化學(xué)品性優(yōu)。經(jīng)試驗(yàn),其固化物的物理機(jī)械性能遠(yuǎn)優(yōu)于市售產(chǎn)品。另外,晨光化工研究院還以苯二甲胺為基本原料,以丙烯腈、環(huán)氧化合物等為改性劑,制得了79-3改性胺環(huán)氧固化劑。79-3固化劑使用方便,毒性低,固化反應(yīng)緩和,固化產(chǎn)物具有優(yōu)良的電性能、防潮性能和機(jī)械性能,尤其是突出的沖擊強(qiáng)度。
江蘇三木集團(tuán)以美國杜邦公司DACH(1,2-二氨基環(huán)己烷)脂環(huán)族胺類固化劑為基礎(chǔ)進(jìn)行改性,向市場(chǎng)推出了一種高性能環(huán)氧樹脂固化劑——SM-203。其固化產(chǎn)物具有良好的耐化學(xué)品性和較高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度,肖氏硬度可達(dá)90,而且在潮濕的環(huán)境中可保持高光澤。龔云金[6]采用己二胺與環(huán)氧樹脂進(jìn)行羥烷基化及與丙烯腈進(jìn)行氰乙基化反應(yīng)制備了TG301室溫固化劑,達(dá)到了低熔點(diǎn)、低毒性和低脆性的綜合效果。
3.2 改性聚酰胺
國外有代表性的低相對(duì)分子質(zhì)量聚酰胺固化劑是科寧公司的V-115、V-125和V-140。它們具有較好的綜合性能,但熱變形溫度有待進(jìn)一步提高。為此,常加入少量(固化劑比例的8%左右)間苯二胺或二氨基二苯基甲烷,熱變形溫度可提高30℃左右[7]。研究指出,通過胺值確定酰胺化程度及與環(huán)氧樹脂的配比,在保持固化物柔韌性及耐沖擊性的同時(shí),可提高其剛性、耐熱性及耐化學(xué)品性。C20長鏈不飽和二元酸二甲酯和多種二元胺反應(yīng),可制成各種聚酰胺。隨其相對(duì)分子質(zhì)量的增加,拉伸剪切強(qiáng)度和剝離強(qiáng)度也增加[8]。Resolution公司(原殼牌公司)推出新型環(huán)氧固化劑CY-F206,它是在原脂環(huán)族固化劑中加入一些可能形成強(qiáng)氫鍵的物質(zhì),并且加入酰胺基固化劑EPI-3055制得的。EPI-3055不含低相對(duì)分子質(zhì)量活性胺,樹脂鏈長,潮濕黏結(jié)性優(yōu)良,流平性好,可顯著改善對(duì)顏料的潤濕分散性,不會(huì)出現(xiàn)顏料絮凝和分色,具有非常好的硬度和耐化學(xué)品性,適于環(huán)氧自流平涂層。
另外,科寧公司推出的Versamid224-229系列改性聚酰胺和亨斯邁公司提供的Aradur450改性聚酰胺,均是將聚酰胺與少量環(huán)氧樹脂反應(yīng),減少游離胺的產(chǎn)品。使用時(shí)不必熟化,減少在空氣中與CO2的成鹽反應(yīng),能在寒冷氣候下施工。國防科技成果辦公室近期推薦改性低相對(duì)分子質(zhì)量聚酰胺固化劑。用它制成的環(huán)氧聚酰胺涂料具有附著力強(qiáng),耐老化性、耐海水性及耐化學(xué)腐蝕性優(yōu)等特點(diǎn)。據(jù)介紹,該涂料廣泛用作遠(yuǎn)洋輪船殼體漆、甲板漆、航母的飛機(jī)軌道漆及化工機(jī)械耐蝕漆等。此外,配制的膠黏劑固化后柔韌性好、低溫不脆裂,在吳宗漢,等:環(huán)氧樹脂涂料常溫固化劑的發(fā)展動(dòng)態(tài)飛機(jī)、汽車和船舶等部件的黏結(jié)中可替代焊接和鉚接。
胡高平等[9]通過將低相對(duì)分子質(zhì)量聚酰胺與酚醛胺復(fù)合形成一種新的固化劑來固化環(huán)氧樹脂,一方面增強(qiáng)了聚酰胺的反應(yīng)活性,另一方面提高了固化物的柔韌性和耐溫性能。實(shí)驗(yàn)證明,聚酰胺和酚醛胺的復(fù)合比例為1∶2時(shí)效果最佳。
3.3 改性酚醛胺
酚醛胺又稱為曼尼希型固化劑,由于含有酚羥基及胺類活化氫,提高了產(chǎn)物的耐熱性和耐腐蝕性。進(jìn)一步的改性研究,主要是調(diào)整長鏈結(jié)構(gòu)和增加柔韌性。
殼牌環(huán)氧公司[10]生產(chǎn)的H-5、H-6型固化劑以長鏈脂環(huán)胺為基礎(chǔ),不僅柔韌性增加,而且揮發(fā)性降低,減少了對(duì)皮膚的刺激性。同時(shí),在固化劑分子結(jié)構(gòu)中引入了起固化促進(jìn)作用的羥基基團(tuán),具有潮濕和低溫固化特性,而且提高了固化產(chǎn)物的耐熱性和耐蝕性。
還有采用相同的曼尼希反應(yīng),但不加入多元胺,而加入二甲胺,固化劑分子中既有酚醛基又有叔氨基,具有催化作用,可提高固化活性和成膜性能。美國氣體公司的K-54和三木公司的T-31均為此類固化劑。
美國卡德萊公司利用腰果殼液為主要原料合成了系列天然長鏈取代酚醛胺固化劑。它既含脂肪族二元胺端基,又含弱酸性的酚羥基,以及帶不飽和雙鍵的C15直鏈。這種獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)使其兼具一般的酚醛胺和低相對(duì)分子質(zhì)量聚酰胺的性能,與環(huán)氧樹脂配用適用期長,可在室溫下快速固化,亦能在低溫、潮濕條件下固化,且無毒,涂膜柔韌性、耐磨性、耐腐蝕性優(yōu)良。因此,該固化劑已被廣泛用于工業(yè)及防腐涂料和建筑工程涂料,得到了業(yè)界的認(rèn)可。國內(nèi)多家公司,如上海杜爾公司、山東美都公司、徐州中研公司等亦有同類產(chǎn)品開發(fā)面市。
合肥工業(yè)大學(xué)[10]研究開發(fā)成功AH系列長鏈酚醛胺固化劑,即以酚、多元胺、甲醛、脂肪酸為原料,研制成低溫、常溫和中溫固化劑。該系列產(chǎn)品耐水性、耐油性好,并可按需設(shè)計(jì)分子結(jié)構(gòu)。
沈陽東南化工研究所開發(fā)了T-30常溫增韌型酚醛胺固化劑。該產(chǎn)品不含游離酚、甲醛和有機(jī)溶劑,氣味低、毒性小、色澤淺,可用于面漆。與原牌號(hào)產(chǎn)品相比,其固化速度不變而柔韌性增強(qiáng),與增韌環(huán)氧樹脂配用可以達(dá)到良好的柔韌性和沖擊強(qiáng)度,同時(shí)潮濕條件和水下均可固化。另外成功開發(fā)了牌號(hào)為4T-28的同類型固化劑,固化速度稍慢,適于夏季炎熱環(huán)境下施工。
北京航空航天大學(xué)[11]以壬基酚和甲醛所形成的二聚體為原料,合成了一種新型結(jié)構(gòu)的增韌環(huán)氧固化劑——雙(2-羥基-3-胺乙基胺甲基-5-壬基苯基)甲烷(BA)。由于BA分子結(jié)構(gòu)中存在正壬基,固化后會(huì)發(fā)生內(nèi)松弛,能夠提高樹脂柔韌性,其沖擊強(qiáng)度比普通芳香胺固化劑提高了36.91%,具有高活性和增韌雙重效果。
北京油漆廠[7]將其生產(chǎn)的701固化劑(苯酸、甲醛、己二胺縮合物)與甲基異丁基酮反應(yīng)制得酚醛酮亞胺,不僅具有潮濕、低溫固化特性,而且?guī)в蟹尤┕羌埽M(jìn)一步提高了固化產(chǎn)物的耐濕性和防腐性,具有更好的應(yīng)用性能。
3.4 改性聚醚胺
聚醚胺的主鏈結(jié)構(gòu)中因含有聚醚鍵,其固化產(chǎn)物在低溫下仍有良好的柔韌性及耐冷熱沖擊性,故可用作柔性固化劑。隨著改性聚醚主鏈和封端氨基的結(jié)構(gòu)不同,其綜合性能也會(huì)隨之變化。