谁能讲一讲丙烯酸酯型涂料助剂的特点?
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丙烯酸酯型涂料油墨用助剂的神秘面纱
作者简介:johnson 上海泰格聚合物技术有限公司 总工程师
一直以来，从事涂料配方研发的技术人员在选用助剂方面过于简单，多数会听从供应商的推荐，但这并
不是最好的。希望通过这个话题，使得我们在选助剂上不会盲目，会选得更快更好。
当然，首先条件是要懂得这些助剂起作用的机理。就从这里开个头吧：技术人员差不多都接触过丙烯酸
树脂，但是有多少人清楚，为什么有的适合作涂料的基料，而有些则适合作助剂，到底在分子量、分子
量分布、聚合物结构、官能团等等方面有什么不同？类似结构的助剂有一个系列，这些不同的品种有多
大区别，从结构上如何理解？
这个问题对于我们应用助剂的人来说有些难度，如果生产开发助剂的人来讲讲那肯定非常好的。对于一
提起助剂，厂家对它的结构，分子量等都是比较保密
确实如此，但也正因为如此，才增加了助剂的神秘感。这里先从丙烯酸酯类化合物谈起，看看做树脂基
料和不同种类助剂的丙烯酸酯化合物在结构上面有什么区别。
我们知道，丙烯酸类树脂既可以用作涂料的树脂，也可以做流平剂或消泡剂。在丙烯酸酯树脂里面加入
丙烯酸酯流平剂，丙烯酸酯消泡剂都可以有很好的效果，可见同样是丙烯酸类树脂，区别是很大的。从
原理角度来讲，决定一个化合物在给定体系里面到底能否用作助剂，是流平剂还是消泡剂，决定的因素
还是与体系的相容性和表面张力两个因素。在表面张力低于所用体系的情况下，如果是有限不相容的，
适合做流平剂，如果相容性更差一些，就只能用作消泡剂。同样是丙烯酸酯化合物，到底适合做树脂还
是助剂，适合做哪种助剂归根到底看参与聚合的单体和分子量的选择以及相应的结构对其表面张力和相
容性的影响。
下面我们从分子结构的角度来看这个问题。
涂料中所用的丙烯酸树脂一般可以写成如下结构式如下（在这里为了写结构式讨论方便，不区分丙烯酸
酯与甲基丙烯酸酯的区别，实际体系中，这两类单体是共存的）：—（CH2CHCOORm）x—（CH2CHCOORf）
y—，其中Rm 一般是C1-C4 的基团混合物，其中短碳链部分含量相对高一些，Rf 一般是官能基，在一般
的羟基丙烯酸树脂当中，Rf 是羟乙基或者羟丙基。分子量一般是一万到几万不等。
常见的丙烯酸酯流平剂结构式如下：—（CH2CHCOORl）x—，在这里Rl 主要是C4-C8 的基团的混合物，
分子量一般小于一万。
常见的丙烯酸酯消泡剂结构式如下：—（CH2CHCOORd）x—，在这里Rd 主要是C10-C18 的基团混合物，
分子量一般是一万到几万不等。
从上面的结构式可以看出来，聚丙烯酸酯化合物用作树脂，还是用作流平剂或消泡剂，它所使用的单体
的种类大不一样。从树脂到流平剂再到消泡剂，所使用单体的碳链是增长的趋势。从分子结构角度来讲，
聚丙烯酸酯化合物的侧碳链越长，其表面张力就越低，相应的极性和溶度参数也就变得越小。当用作流
平剂的聚丙烯酸酯化合物与用作树脂的比较，流平剂的侧碳链（C4-C8）更长，表面张力低于树脂的聚
丙烯酸酯，且由于极性的明显差别，两者是不相容的，正是满足了这两点，当流平剂用的聚丙烯酸酯化
合物在丙烯酸树脂里面可以起到流平的作用。另外，流平剂需要有一个比较快速地迁移到表面而起作用
的过程，所以不能把分子量做得太大，一般小于一万。如果加入更长的侧碳链如C10-C18 的聚丙烯酸酯
化合物，那么可以预测，它的表面张力比树脂用C1-C4 的聚丙烯酸酯更低，相容性更差，这样C10-C18
的丙烯酸酯化合物在丙烯酸酯树脂体系里面可以当消泡剂使用。从消泡能力的角度，因为分子量越大与
体系的相容性越不好，消泡能力也就越强，所以聚丙烯酸酯消泡剂的分子量一般都不小。当然，由于侧
碳链对于表面张力和相容性的影响是渐变的过程，所以某些结构的聚丙烯酸酯化合物可以同时扮演流平
剂和消泡剂的角色，比如8 个碳的聚丙烯酸酯化合物，它介于流平剂和消泡剂的边界位置，同时具备两
者的性能。
以上就是不同的聚丙烯酸酯化合物有不同用途的一些基本原理。因为从树脂到流平剂到消泡剂是一个系
列，所以我们把它们放在一起讨论。另外，作为聚丙烯酸酯分散剂的结构与他们又有区别。
丙烯酸树脂合成做过几年，但是还不知道丙烯酸酯助剂也是通过丙烯酸合成过来的，看了上面的内容觉
得区别是不是就是Rm 的碳链长度，一般丙烯酸树脂的酯长度最多的也就是4 个碳，也就是丙丁酯类，
是不是助剂用的单体确实有区别？
上面为了描述聚丙烯酸酯在不同用途最基本的变化趋势，结构简式都是最基本的结构，实际的结构相对
会更多一些，当然丙烯酸树脂的碳链的长度是影响丙烯酸树脂用途的一个重要因素，其它因素如功能基
团的种类也是很重要的，可以用来改进润湿性，相容性等等其他性能。一般来说，助剂里面特别是流平
剂会用一些特殊结构的单体。至于说应用，聚丙烯酸酯化合物用作涂料的树脂和助剂所需要考虑的问题
通常有很大差别。
单从用途的角度来看（消泡与流平），聚氨酯和有机硅看来也类同了，只不过分子结构中换成特征性的
氨酯基或硅氧结构。不知是否可以这样推测?
可以这样理解，总的原则就是在一个基准结构的基础上通过调整分子结构来改变表面张力和极性，就可
以得到相应的助剂。
看完上面的回答，眼界有开阔了许多，至少消泡剂与流平剂的本质不像以前那么神秘了。现在的认识就
是，消泡与流平的本质或者作用原理就是低的表面张力与相容性的控制，在这个基础上可以自由发挥，
不知对否？那么再往前一步，怎样判断自己选的消泡剂和流平剂是最合适的或者是更合理的？除了价格
因素，当然还有一些效果评判外，换句话说，许多人说他的东西很好，但是否为性价比最高的东西呢？
从原理上讲，消泡剂与流平剂的本质就是对表面张力和相容性的控制程度不同，在这个基础上，肯定可
以自由发挥。
但是我们刚才讨论的基准是以涂料用丙烯酸酯树脂为标杆的，表面张力比它低一些，相容性差一些就是
流平剂，再低，再差就是消泡剂。如果换成其他树脂，又会有不同，比如说原来在丙烯酸树脂体系里面
可以做流平剂的物质，如果放到极性比丙烯酸树脂大得多的树脂体系如环氧体系，那么可能流平剂的表
面张力就会比环氧体系要低得多，相容性也差得多，于是在环氧体系，这个物质就成了一个消泡剂了。
很多时候助剂的使用是灵活的，并不是说明书说它是流平剂，它就只能做流平剂来用。流平与消泡的转
变是相对你所使用的树脂体系的极性来看的。 要是对这个助剂的极性范围有一个清楚的了解，这样助
剂用起来就灵活了，也就是我们说的自由发挥了。遗憾的是绝大多数情况下，助剂商对所提供的助剂产
品的化学成分上面的信息是严格保密的，这样以来工程师就无法利用理论对助剂的使用进行预测了，只
能全凭供应商的介绍和推荐，如果碰上供应商对情况也不太了解的话，就会做很多无用功了。要想要最
合适的性价比最高的助剂，可能要相对费点精力多做试验了，选出适用的可以解决问题的最便宜的一种
就行了。这样试验的助剂品种可能较多，但是由于仔细区分各种情况与应用体系，选出的东西最不浪费。
对于丙烯酸类分散剂，主要侧重点应该是官能团了，同时考虑到不同颜料的表面特性，表面的酸碱性，
表面的活性部位，还有表面的电位情况等等。关于这些方面如何理解的？
所有的分散剂从结构上讲，都属于是两亲型分子，有一头亲颜料，另一头亲介质。小分子的分散剂就是
我们常见的各种表面活性剂，而高分子型分散剂在结构上有其特点，可以讨论的内容很多。
丙烯酸酯类分散剂从使用角度分两大类，一类是常见的水性体系的丙烯酸酯胺盐，钠盐类的分散剂，这
类分散剂很早就已经出现并广泛运用到了水性涂料的生产当中，这类助剂结构简单明确，这里不做过多
的讨论。另外一类就是丙烯酸类的高分子型分散剂，准确地说是具备锚固基团与溶剂化链段组合的分散
剂，这类分散剂目前在一些高档涂料当中有广泛的应用。
丙烯酸酯类分散剂的结构也非常多变，源于丙烯酸酯单体种类的日益丰富，为了简化结构，我们选择最
基本的结构来做一说明，以下结构可以看做最基本的丙烯酸酯高分子型分散剂的结构—（CH2CHCOOR）a—
（CH2CHCOOCH2CH2N(CH3)2）b—（CH2CH2COOH）c— （CH2CHCOOCH2CH2CH2(OCH2CH2)nOH）d—，其中R
基团是烷基或者为了提高润湿效果部分采用含氟烷基，a 链段主要为了调整整个分散剂的溶解性，a 链
段越少，极性越高，逐渐会从油溶性转向水溶性，b 链段是锚固基团，丙烯酸二甲基乙醇胺酯是丙烯酸
酯超分散剂里面常用的锚固基团单体，该锚固基团对于碳黑以及其他有机颜料均有较好的吸附能力，当
然，对于不同的颜料，也有其他的含氮单体可以选择，c 链段也是锚固基团，主要用于对无机颜料的锚
固，d 链段含有长链的聚醚链段，很明显，该链段是作为溶剂化链段，长的聚醚链在体系当中伸展开来，
可以阻止不同粒子之间相互靠近，从而达到稳定颜料的作用，同时聚醚链段里面单体的调整也是调整整
个分散剂极性的一种手段，决定了该分散剂适用于何种极性的体系。
一 般来说，分散剂里面的氨类锚固基团都是以叔氨基或者季胺盐为主，主要原因就是为了防止用于PU
体系的时候与固化剂反应，含伯氨基的分散剂很少用于PU 体 系。除了氨基，还有一种锚固基团就是芳
香环类（比如苯环，萘环等等），这类锚固基团主要通过P 电子云共轭效应与颜料粒子进行锚固，很多
通用色浆的分散剂都含有此类基团。但是这一类锚固基团也有一个缺点，就是和氨基相比较，他们对无
机颜料没有任何亲和力，一般只适合分散有机颜料。很多时候为了增加分散剂的通用性，还是要共聚少
量的氨类基团。
我这里更想了解的是用于单组分PU 体系的较为理想的分散剂。其实叔胺类对PU 也有很强的催化作用。
分散剂单用或者合用能基本满足普通的各种需求。之前找到了一类分散剂，分子链中以部分醚键和叔胺
为主，但没有验证过实际效果。不知你对这方面的看法如何？
对于你的体系，个人认为以芳香环为锚固基团的分散剂可以满足你的要求，另外如果锚固基团是季胺盐，
其催化作用也不是很强，可以使用，建议试一下Solseperse-27000。
对于颜料的润湿性问题，非丙烯酸类树脂如用量很大的醇酸树脂，从理论上分析其结构上除了羟基、羧
基等官能团，还有分子量、分子量分布等对润湿有多大影响，有没有一个较为确定的规律？
醇酸树脂对颜料良好的润湿性能一般认为是由于醇酸树脂含有大量的长链饱和脂肪烃或者不饱和脂肪
烃基团，由于这类基团的存在，醇酸树脂相比一般的聚酯树脂具有更低的表面张力，从而有更好的润湿
能力。当然，分子结构中含有一些极性基团对于润湿也很有帮助，另外一点，就是醇酸树脂合成的反应，
最终产物含有大量的低分子量组分，这类低分子量组分具有更好的润湿颜料的能力。
通常的热塑性丙烯酸体系对颜料的润湿分散性很差，最主要的原因，在一般人认为是因为缺少极性基团，
那么这样的体系的表面张力如何呢？一般也认为其表面张力是要小于醇酸类的，为什么润湿性如此差？
润湿首先是一个动态过程。同样条件下，分子量越小，润湿越快。涂料中用的润湿剂一般也都是低分子
化合物。热塑性丙烯酸树脂的分子量一般都在七八万以上，属于比较高分子量，所以润湿效果会差一点，
而醇酸树脂里面分子量小于一万的占有一定比例，这部分润湿效果很好的；另外其中极性官能团较少也
是一个原因，丙烯酸树脂通过选择单体，表面张力的可变化范围很大。
高分子的分散剂和传统型的润湿分散剂对颜料的润湿性能相比哪种更好一些呢？ 高分子型的是不是空
间位阻越大润湿性能就越好？
单从字面上看，高分子分散剂和超分散剂不完全等同。高分子分散剂从分子量的角度说的，强调的是溶
剂化链段的稳定作用，当然也隐含了锚固基团的数目；超分散剂更强调锚固基团数目，有些超分散剂的
分子量并不是很高。
所谓润湿是指一种流体被另一种流体从固体表面或固液界面所取代的过程。单纯从润湿的角度看，溶剂
通常比分散剂润湿更快，但是稳定性很差。传统的润湿分散剂分子量小，润湿较快。但传统的润湿分散
剂对颜料的锚固基团从种类和数量上讲一般不及高分子分散剂或超分散剂，其稳定效果通常要差些。传
统的分散剂由于锚固基团少，需要更多量的分散剂充分吸附颜料表面的活性点。但这并不是说超分散剂
或高分子分散剂的效果总会好过传统的分散剂，这中间还牵涉到分子结构的控制，比如两个锚固基团之
间的链长，如果控制不好的话，会更容易形成颜料的架桥絮凝，另外空间位阻起的是稳定作用，但对前
期的润湿铺展过程其实不利。
伯、仲、叔、季，是按照大小一次排列的，在化学中，针对不同的对象分别可用伯仲叔季中的几个进行命名。
芳伯氨基就是在与苯环相连的氮上有两个氢，即一个氢原子被取代，这样的氨基称为芳伯氨基。
氨分子中的一个、两个或三个氢原子被烃基取代而生成的化合物，分别称为第一胺（伯胺）、第二胺（仲胺）和第三胺（叔胺）。它们的通式为：R1NH2——伯胺、R2NH——仲胺、R3N——叔胺。
十六叔胺是一种化学物质，广泛应用于日用化工、洗涤工业、纺织、油田等行业。主要起防腐、杀菌、洗涤、柔软、抗静电、乳化等作用。
基本信息
中文名 十六叔胺
外文名 Noke DMA16
别名 16DMA
用途
生产季铵盐的中间体
含量
97%
包装
160公斤桶装
水溶性
难溶
外观
无色透明液体
收起
十六叔胺
十六烷基二甲基叔胺
中文名称：二甲基十六烷基胺、N,N-二甲基十六烷基胺
CAS: 112-69-6
物化性质：本品为无色至微黄透明液体，具有碱性，不溶于水，可溶于乙醇、异丙醇等有机溶剂，具有有机胺的化学通性。分子量：269.51.
优等品技术指标：执行国标：GB/T15045-94
外观：无色透明液体；
含量：≥97%
胺值：202-208
伯仲胺含量:≤1%
一等品指标：
外观：无色至透明液体；
含量：≥95%
胺值：198-208
伯仲胺含量:≤2%
RCH2NH2·HCl → RCH2NH3+ + Cl－
这类表面活性剂在酸中使用，在酸中亲水性不变。
不能在碱中使用，加碱后变为胺，表面活性剂消失：
RCH2NH3+ + OH- → RCH2NH2 + H2O
一、叔丁醇
中文名称2-甲基-2-丙醇，别称叔丁醇，无色透明液体或无色结晶。
用途：
常代替正丁醇作为涂料和医药的溶剂。用作内燃机燃料添加剂（防止化油器结冰）及抗爆剂。作为有机合成的中间体及生产叔丁基化合物的烷基化原料，可生产甲基丙烯酸甲酯、叔丁基苯酚、叔丁胺等，用于合成药物、香料。
二、叔丁胺
中文称叔丁胺，别称特丁胺、叔丁基胺、2-氨基-2-甲基丙烷、1,1-二甲基乙胺，无色液体。由叔丁醇和尿素为原料在硫酸中缩合水解得叔丁基脲，然后用碱性的乙二醇进行水解而得本品。
用途：
主要用作橡胶添加剂、杀虫剂、杀菌剂、染料、医药等的中间体。
扩展资料
性质与稳定性：
（一）、叔丁醇
（1）、具有叔醇的化学反应特性。比伯醇、仲醇容易发生脱水反应，与盐酸振摇易生成氯化物。对金属无腐蚀性。
（2）、有毒，毒性介于乙醇和丙醇之间，后效作用比正丁醇和异丁醇强。大鼠经口LD50：3500mg/kg。对中枢神经系统具有麻醉作用，对皮肤黏膜有轻度刺激作用。
（3）、与水能形成共沸混合物，含水量11.76%（质量分率），共沸点79.92℃，水溶液中加入碳酸钾可使其分层。易燃，其蒸气与空气可形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸。与氧化剂能发生强烈反应。
（二）、叔丁胺
（1）、化学性质与其他伯胺相似。但由于叔碳原子的立体效应，对反应有所选择。例如与环氧乙烷反应生成叔丁氨基乙醇，经高锰酸钾氧化得到硝基叔丁烷。且叔丁胺的衍生物比丁胺、仲丁胺的衍生物稳定。例如与醛反应得到稳定的Schiff碱，与氯化氰反应得到稳定的可以蒸馏的仲丁氨基氰。
（2）、稳定性：稳定。
（3）、禁配物：强氧化剂、强酸、酸类。
（4）、避免接触的条件：受热。
（5）、分解产物： 氨 。
参考资料来源：百度百科-叔丁醇
参考资料来源：百度百科-叔丁胺
利用兴斯堡反应可以鉴别伯仲叔胺。
根据胺分子中氢原子被取代的数目，可将胺分成伯胺、仲胺、叔胺。它们的通式为：RNH2——伯胺、R2NH——仲胺、R3N——叔胺。
一级、二级胺在碱存在下，亦能跟苯磺酰氯作用，生成苯磺酰胺。
一级胺生成的苯磺酰胺，因氨基上的氢原子受磺酰基的影响呈弱酸性，所以能溶于碱变为盐。
二级胺所生成的苯磺酰胺，氨基上没有氢原子不能生成盐。
三级胺与苯磺酰氯不能起作用。
所以常利用苯磺酰氯（或对甲苯磺酰氯）来分离三种胺的混合物，这称为兴斯堡反应。
扩展资料
伯胺、仲胺、叔胺具有不同的特征和用途：
伯胺中氮原子的亲核性强，氮上的烃基化比氧上的烃基化容易得多，是合成有机胺的主要方法。常用的烃基化试剂有卤代烃、醇、硫酸烷基酯、环氧烷类、芳磺酸酯等。
仲胺是众多天然产物和生物活性分子的合成子，同时也是现代药物的关键活性官能团。
叔胺用途非常广泛，可作为配制产品的组分，又可作为各种专用化学衍生物的中间产品，是生产季铵盐的重要原料。
参考资料来源：百度百科-兴斯堡反应
1.1 改性脂肪族胺类
脂肪族胺类固化剂如乙二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺等是常用的双组分环氧树脂室温固化剂,通过化学改性的方法,将其与有机酮类化合物进行亲核加成反应,脱水生成亚胺是一种封闭、降低其固化活性,提高其贮存稳定性的有效途径。
这种酮亚胺型固化剂与环氧树脂组成的单组分体系通过湿气和水分的作用而使酮亚胺分解成胺因此在常温下即可使环氧树脂固化。但一般固化速度不快,使用期也较短,原因是亚胺氮原子上的孤对电子仍具有一定的开环活性。为解决这一问题,武田敏之用羰基两端具有立体阻碍基团的酮3-甲基-2 -丁酮与高活性的二胺1,3 二氨甲基环己烷反应得到的酮亚胺不仅具有较高的固化反应活性,而且贮存稳定性明显改善。另外日本专利报道采用聚醚改性的脂肪族胺类化合物与甲基异丁基酮反应得到的酮亚胺也是一种性能良好的环氧树脂潜伏性固化剂。脂肪族胺类固化剂通过与丙烯腈、有机膦化合物,过渡金属络合物的反应,也可使其固化反应活性降低,从而具有一定的潜伏性。
1.2 芳香族二胺类
芳香胺由于具有较高的Tg而受到重视,但由于其的剧毒性而限制了应用。经改性制得的芳香族二胺类固化剂则具有Tg高、毒性低、吸水率低、综合性能好的优点。近年来研究较多的芳香族二胺类固化剂有二胺基二苯砜(DDS)、二胺基二苯甲烷(DDM)、间苯二胺(m PDA)等,其中以DDS研究得最多最成熟,成为高性能环氧树脂中常用的固化剂。DDS用作环氧树脂潜伏性固化剂时,与MP DA、DDM等芳香二胺相比,由于其分子中有强吸电子的砜基,反应活性大大降低,其适用期也增长。在无促进剂时,100克环氧树脂配合物的适用期可达1年,固化温度一般要达到200℃。为了降低其固化温度,常加入促进剂以实现中温固化。近年来为了改善体系的湿热性能和韧性,对DDS进行了改性,开发出多种聚醚二胺型固化剂,使得它们在干燥时耐热性有所降低,这些二胺因两端胺基间的距离较长,造成吸水点氨基减少,并且具有优良的耐冲击性。
1.3 双氰胺类
双氰胺又称二氰二胺,很早就被用作潜伏性固化剂应用于粉末涂料、胶粘剂等领域。双氰胺与环氧树脂混合后室温下贮存期可达半年之久。双氰胺的固化机理较复杂,除双氰胺上的4个氢可参加反应外,氰基也具有一定的反应活性。双氰胺单独用作环氧树脂固化剂时固化温度很高,一般在150～170℃之间,在此温度下许多器件及材料由于不能承受这样的温度而不能使用,或因为生产工艺的要求而必须降低单组分环氧树脂的固化温度。解决这个问题的方法有两种,一种是加入促进剂,在不过分损害双氰胺的贮存期和使用性能的前提下,降低其固化温度。这类促进剂很多,主要有咪唑类化合物及其衍生物和盐、脲类衍生物、有机胍类衍生物、含磷化合物,过渡金属配合物及复合促进剂等,这些促进剂都可以使双氰胺的固化温度明显降低,理想的固化温度可降至120℃左右,但同时会使贮存期缩短,而且耐水性能也会受到一定的影响。
另一种降低单组分环氧树脂固化温度的有效方法是通过分子设计的方法对双氰胺进行化学改性。在双氰胺分子中引入胺类,特别是芳香族胺类结构,以制备双氰胺衍生物,如瑞士Ciba Geigy公司开发的HT 2833,HT 2844是一种用3,5 二取代苯胺改性的双氰胺衍生物,其化学结构式如下:
据报道,此类固化剂与环氧树脂相溶性较好,贮存期长,固化速度快,在100℃下固化1h,剪切强度可达25MPa,150℃固化30min,剪切强度可达27MPa。日本旭化成工业公司研制的粉末涂料专用固化剂AEHD-610,AEHD-210也是一种改性双氰胺衍生物。另外,日本有采用芳香族二胺如4,4’ 二氨基二苯甲烷(DDM),4,4’ 二氨基二苯醚(DDE),4,4’ 二氨基二苯砜(DDS),对二甲苯胺(DMB)分别与双氰胺反应制得其衍生物的报道。上述引入苯环后的双氰胺衍生物与双酚A型环氧树脂的相溶性与双氰胺相比明显增加,与E 44环氧树脂组成的单组分体系在室温贮存期长达半年之久,固化温度均低于双氰胺。
国内有关对双氰胺进行化学改性得到双氰胺衍生物的报道较少,温州清明化工采用环氧丙烷与双氰胺反应制得了双氰胺MD 02,其熔点154～162℃,比双氰胺的熔点(207～210℃)低了45℃左右,采用100份E 44环氧树脂,15份MD 02和0 5份2 甲基咪唑组成的配方,150℃下凝胶的时间为4min。用苯胺 甲醛改性双氰胺所得的衍生物与双酚A型环氧树脂混溶性增加,在丙酮和酒精的混合溶液中有良好的溶解性,且反应活性增加,贮存性也较长。
1.4 咪唑类
咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑等咪唑类固化剂是一类高活性固化剂,在中温下短时间即可使环氧树脂固化,因此其与环氧树脂组成的单组分体系贮存期较短,必须对其进行化学改性,在其分子中引入较大的取代基形成具有空间位阻的咪唑类衍生物,或与过渡金属Cu、Ni、Co、Zn等的无机盐反应生成相应的咪唑盐络合物,才能成为在室温下具有一定贮存期的潜伏性固化剂。对咪唑类固化剂进行化学改性的方法很多,从反应机理上来看,主要有两种:一种是利用咪唑环上1位仲胺基氮原子上的活泼氢对其进行改性,这类改性剂有异氰酸酯、氰酸酯、内酯等,改性后所得的咪唑类衍生物具有较长的贮存期和良好的机械性能。另一种方法是利用咪唑环上3位N原子的碱性对其改性,使它与具有空轨道的化合物复合,这类物质包括有机酸、金属无机盐类、酸酐、TCNQ、硼酸等。其中金属无机盐类一般是含具有空轨道的过渡金属离子,如Cu2+、Ni2+、Zn2+、Cd2+、Co2+等,它们与咪唑形成配位络合物,具有很好的贮存性,而在150～170℃迅速固化,但无机盐类、有机酸及其盐类等的引入,将会破坏原咪唑固化产物的耐水解性和耐湿热性。
国内对咪唑类潜伏性固化剂的研究较少,国外市场则相对较多。日本第一工业制药株式会社将各种咪唑与甲苯二异氰酸酯(TDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、六次甲基二异氰酸酯(HDI)反应制成封闭产物,减弱了咪唑环上胺基的活性,有较长使用期,当温度上升到100℃以上,封闭作用解除,咪唑恢复活性,环氧树脂固化。
1.5 有机酸酐类
有机酸酐类固化剂与双氰胺相似,具有较好的贮存稳定性,尽管固化温度较高,可是固化产物的力学性能、介电性能和耐热性能均较好。不过这类固化剂由于酸酐键容易水解的缘故而耐湿性较差,并且不容易进行化学改性,因此一般采用添加促进剂的方法降低有机酸酐类固化剂的固化温度。有机酸酐类固化剂常用的固化促进剂包括叔胺和叔胺盐,季膦盐,路易斯酸-胺络合物,乙酰丙酮过渡金属络合物等。
1.6 有机酰肼类与双氰胺一样,有机酰肼也是一种高熔点固体,但其固化温度比双氰胺低。有机酰肼与环氧树脂组成的单组分环氧树脂胶体系的贮存期可达4个月以上,常用的有机酰肼化合物有:琥珀酸酰肼、己二酸二酰肼、癸二酸酰肼、间苯二甲酸酰肼和对羟基安息香酸酰肼(POBH)等。不同种类的有机酰肼固化温度不尽相同,由于其固化温度较高,故常加入促进剂来降低固化温度,所用的促进剂与双氰胺基本相同。
1.7 路易斯酸
胺络合物类路易斯酸 胺络合物是一类有效的环氧树脂潜伏性固化剂,由BF3、AlCl3、ZnCl2、PF5等路易斯酸与伯胺或仲胺形成络合物而成。作为环氧树脂的固化剂,这类络合物常温下相当稳定,而在120℃时则快速固化环氧树脂,其中研究最多的是三氟化硼-胺络合物。据报道,一种合成的新型三氟化硼-胺络合物BPEA-2具有良好的潜伏性、粘接性能和韧性。路易斯酸 胺络合物也是酸酐类和芳香胺类潜伏性固化剂常用的促进剂。
1.8 微胶囊类
微胶囊类环氧树脂潜伏性固化剂实际上是利用物理方法,将室温双组分固化剂采用微细的油滴膜包裹,形成微胶囊,加入到环氧树脂中后将固化剂的固化反应活性暂时封闭起来,而通过加热、加压等条件使胶囊破裂,释放出固化剂,从而使环氧树脂固化。微胶囊类环氧树脂潜伏性固化剂的成膜剂包括纤维素、明胶、聚乙烯醇、聚酯、聚砜等,由于制备工艺要求严格,胶囊膜的厚度对贮存、运输和使用会带来不同程度影响。
2 结语
虽然环氧树脂潜伏性固化剂的种类很多,但是每种类型的固化剂都有一定的优点和缺点,到目前为止,仍然没有发现一种性能特别优良,十分理想的潜伏性固化剂。目前环氧树脂潜伏性固化剂的研究主要集中在双氰胺类,咪唑类和芳香族二胺类固化剂。同时在达到潜伏性固化剂使用中降低固化温度、缩短固化时间、延长适用期的要求的基础上,进一步解决环氧树脂固化产物耐水、耐热,以及提高韧性等问题,也是今后环氧树脂潜伏性固化剂研究的重点。不仅如此,随着人们对环境保护意识的提高,低毒和无毒的环保型环氧树脂潜伏固化剂的研究也是必然的趋势。 25129希望对你有用！
以叔胺化合物为活性染料的固色催化剂，以达到活性染料对纤维素纤维的低盐、低碱染色目的。研究催化剂的用量、催化剂对染料的改性工艺、染色工艺条件等因素对棉织物染色深度的影响。
叔胺型催化剂对活性染色具有较明显的催化作用，可减少盐、碱用量30%且染色织物的得色深度不降低。
