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环境固化环氧树脂和固化剂的化学性质

一种常见的环境固化双组分涂料化学反应涉及到an的反应 环氧树脂 和一个 胺功能树脂 (硬化剂). 由于它们的粘附性和防潮性, 交联环氧树脂用于各种表面,包括金属和混凝土, 环氧双组分组合物用于各种应用,包括外部和内部应用的底漆.

环氧基与胺类硬化剂的反应性

如表2所示, 环氧基在室温下与伯胺反应生成仲胺,而仲胺又能反应生成叔胺. 在各种环氧和胺的反应速率方面, 表1列出了一些环氧基与胺类硬化剂的一般结构反应关系.

表一环氧固化剂和胺固化剂中官能团反应速率的一般比较

胺反应 Primary > Secondary > Tertiary
胺反应 反应速率随碱强度的增加而增加
胺反应 随着位阻的增加而减小
胺反应Aliphatic > aromatic or cycloaliphatic  
  
环氧树脂反应性Aromatic (for example a bisphenol A based epoxy) > Aliphatic (ie. 氢化双酚A基环氧树脂)
环氧树脂反应性Terminal epoxy groups > internal epoxy groups

表二环氧树脂与胺反应的例子

氨基环氧树脂的反应-在勘探者知识中心了解外太空涂料.
氨基基环氧树脂的反应

有了正确的催化剂, 脂肪族环氧树脂 能在室温下与羧基官能团反应吗. 环脂肪族环氧基体系(即. 使用氢化双酚a作为构建块)也为外部应用提供了更好的光稳定性.

当形成一个化学计量反应时, 用等价物来讨论反应物是可取的.

环氧-多胺混合比的计算

例如, 以硬化剂的重量计算每100份环氧树脂的化学计量分量: 

phr =胺固化剂. Wt. x100 /环氧Eq. Wt. 的树脂

例如,如果环氧树脂Eq. Wt. = 400,胺固化剂Eq. Wt. is 100

phr = 10000/400 = 25.0

因此,25.胺固化剂:环氧树脂的化学计量比为1:1,固化100份环氧树脂需要0份胺固化剂.

环氧树脂

根据下面的图表,大多数 环氧树脂 都是通过反应产生的 双酚A (BPA)和过量的环氧氯丙烷所以末端基团是缩水甘油醚. 分子量和环氧当量由环氧氯丙烷EPC:BPA的比例控制. 双酚F (BPF)基环氧树脂比双酚a基环氧树脂更柔韧. 氢化双酚a基环氧树脂提供了改善的外部风化,因为没有吸收紫外线的芳香族. 其他环氧树脂类型包括 epoxy-novolac (EN)和 环氧酚醛 (EP). 环氧-novolac (EN)树脂具有更高的功能性(环氧官能团侧链),因此具有更高的交联密度和更好的耐化学性. 环氧酚醛也因其耐化学性和优异的耐腐蚀性而闻名.

图示双酚A (BPA)与过量的环氧氯丙烷反应生成环氧树脂
BPA示意图

其他硬化剂

除用于环氧功能树脂固化的胺类功能硬化剂外, 聚酰胺amidoaminesphenalkamines 和 硫醇的功能 固化剂提高了低温固化速率. 例如,用环氧树脂在0℃至- 20℃下固化聚合物. 溶剂的选择 另一个影响环氧胺双组分体系的重要因素是什么. 合适的氢受体溶剂如 叔丁基酯 可以延长锅的寿命. 大多数酮类和酯类(TBA除外)应避免使用,因为它们在室温下特别是与伯胺形成酮胺,这会导致活性胺的量减少. 醇类在室温下也会与环氧基缓慢反应. 如果使用单醇,粘度变化很小. 然而, 随着时间的推移, 这减少了环氧官能团的数量,导致含有环氧树脂和伯醇溶剂的a组分的交联密度降低.

加速器

叔胺 就像治疗加速剂一样,还有水,一些酒精,和一些弱酸,比如酚类. 例如, 2,4,6-[三(二甲胺甲基)]苯酚具有酚和叔胺基团,也是一种有效的催化剂. 弱酸促进环氧树脂开环反应.

UL Prospector搜索引擎提供了许多胺类硬化剂和环氧树脂,用于配制双组分和其他类型的环氧涂料.

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