用于單組分環(huán)氧樹(shù)脂體系的潛固化劑,實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期貯存和按需固化
各位朋友,各位同仁,大家下午好!
今天很榮幸能站在這里,跟大家聊聊一個(gè)既神秘又實(shí)用的化工小精靈——單組分環(huán)氧樹(shù)脂體系的潛伏固化劑。
大家有沒(méi)有想過(guò),就像武俠小說(shuō)里的高手,表面上平平無(wú)奇,一旦時(shí)機(jī)成熟,便能爆發(fā)出驚人的力量? 潛伏固化劑就是環(huán)氧樹(shù)脂領(lǐng)域的“掃地僧”,平時(shí)安安靜靜地呆在樹(shù)脂里,默默無(wú)聞,但只要你給它一個(gè)信號(hào),比如加個(gè)熱,照個(gè)光,它就能瞬間覺(jué)醒,啟動(dòng)環(huán)氧樹(shù)脂的固化反應(yīng),化腐朽為神奇!
什么是單組分環(huán)氧樹(shù)脂?
首先,我們得簡(jiǎn)單了解一下單組分環(huán)氧樹(shù)脂體系。 顧名思義,它就是一個(gè)“ALL IN ONE”的混合物,環(huán)氧樹(shù)脂、固化劑、促進(jìn)劑、填料等等,所有需要的組分都預(yù)先混合在一起了。 它的優(yōu)點(diǎn)嘛,那就是使用起來(lái)特別方便,免去了繁瑣的配比過(guò)程,就像方便面一樣,開(kāi)袋即食……呃,不對(duì),是開(kāi)封即用! 特別適合自動(dòng)化生產(chǎn),可以大大提高效率,降低出錯(cuò)的概率。
潛伏固化劑:默默守護(hù)的秘密武器
但是,問(wèn)題也來(lái)了。 既然所有東西都混在一起了,那環(huán)氧樹(shù)脂豈不是要自己固化了? 這可不行! 我們需要的是一個(gè)能夠“潛伏”起來(lái),在常溫下保持穩(wěn)定,只有在特定條件下才被激活的固化劑,這就是我們今天的主角——潛伏固化劑。
潛伏固化劑就像一個(gè)“定時(shí)炸彈”,只不過(guò)這個(gè)“炸彈”不會(huì)爆炸,而是會(huì)引發(fā)一場(chǎng)聚合反應(yīng),讓環(huán)氧樹(shù)脂從液體變成堅(jiān)固的固體。 關(guān)鍵在于,這個(gè)“定時(shí)器”必須足夠可靠,不能在常溫下隨便啟動(dòng),否則你的環(huán)氧樹(shù)脂還沒(méi)用就固化了,豈不是白白浪費(fèi)?
潛伏固化劑的類型:五花八門,各顯神通
那么,潛伏固化劑是如何實(shí)現(xiàn)這種“潛伏”的呢? 這就要?dú)w功于它們獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和巧妙的設(shè)計(jì)了。 根據(jù)激活方式的不同,潛伏固化劑可以分為很多種類型,下面我就簡(jiǎn)單介紹幾種常見(jiàn)的:
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微膠囊型潛伏固化劑:
這就像給固化劑穿上了一件“隱形斗篷”,用一層高分子材料將固化劑包裹起來(lái),使其與環(huán)氧樹(shù)脂隔離。 只有當(dāng)溫度升高到一定程度時(shí),這層“隱形斗篷”才會(huì)破裂,釋放出固化劑,啟動(dòng)固化反應(yīng)。 這種類型的固化劑具有良好的儲(chǔ)存穩(wěn)定性,而且可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)微膠囊的尺寸和壁材的性質(zhì),從而控制固化反應(yīng)的速率。
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鹽類型潛伏固化劑:
這種固化劑是胺類固化劑與酸反應(yīng)生成的鹽,在常溫下比較穩(wěn)定。 當(dāng)加熱時(shí),鹽會(huì)分解,釋放出游離的胺,從而引發(fā)固化反應(yīng)。 這種類型的固化劑的優(yōu)點(diǎn)是固化速度快,而且對(duì)濕度不敏感。
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路易斯酸絡(luò)合物型潛伏固化劑:
路易斯酸絡(luò)合物是一類含有路易斯酸(如BF3、SnCl4等)與胺類或醚類配體的絡(luò)合物。 在常溫下,絡(luò)合物是穩(wěn)定的,路易斯酸被配體“束縛”住,無(wú)法與環(huán)氧樹(shù)脂反應(yīng)。 但是,當(dāng)加熱時(shí),配體會(huì)解離,釋放出路易斯酸,從而引發(fā)陽(yáng)離子聚合反應(yīng),使環(huán)氧樹(shù)脂固化。
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Dicyandiamide(DICY)及其衍生物:
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Dicyandiamide(DICY)及其衍生物:
DICY是一種常用的潛伏固化劑,它在常溫下是固體,不溶于環(huán)氧樹(shù)脂,因此可以保持體系的穩(wěn)定性。 當(dāng)加熱到一定溫度時(shí),DICY會(huì)溶解并分解,釋放出具有催化活性的物質(zhì),從而引發(fā)固化反應(yīng)。 為了提高DICY的溶解性和反應(yīng)活性,通常會(huì)使用一些促進(jìn)劑,如咪唑類化合物。
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光潛伏固化劑:
這種固化劑是一種光敏化合物,在紫外光或可見(jiàn)光的照射下會(huì)發(fā)生分解,產(chǎn)生具有催化活性的物質(zhì),從而引發(fā)固化反應(yīng)。 這種類型的固化劑的優(yōu)點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)快速固化,而且可以精確控制固化的時(shí)間和區(qū)域。
潛伏固化劑的選擇:量體裁衣,對(duì)癥下藥
選擇哪種類型的潛伏固化劑,需要根據(jù)具體的應(yīng)用場(chǎng)景和性能要求來(lái)決定。 就像中醫(yī)看病一樣,要“望聞問(wèn)切”,綜合考慮各種因素,才能開(kāi)出合適的“藥方”。
一般來(lái)說(shuō),我們需要考慮以下幾個(gè)方面:
- 儲(chǔ)存穩(wěn)定性: 潛伏固化劑的儲(chǔ)存穩(wěn)定性是至關(guān)重要的,它直接關(guān)系到產(chǎn)品的保質(zhì)期。 我們需要選擇在常溫下具有良好穩(wěn)定性的固化劑,以避免環(huán)氧樹(shù)脂在儲(chǔ)存過(guò)程中發(fā)生固化。
- 固化溫度: 不同的潛伏固化劑具有不同的激活溫度,我們需要根據(jù)實(shí)際的工藝條件選擇合適的固化劑。 如果固化溫度過(guò)高,可能會(huì)導(dǎo)致環(huán)氧樹(shù)脂發(fā)生分解或變色; 如果固化溫度過(guò)低,則可能無(wú)法充分激活固化劑,導(dǎo)致固化不完全。
- 固化速度: 固化速度直接影響生產(chǎn)效率,我們需要根據(jù)實(shí)際的生產(chǎn)節(jié)奏選擇合適的固化劑。 有些應(yīng)用需要快速固化,而有些應(yīng)用則需要較慢的固化速度,以避免產(chǎn)生過(guò)大的內(nèi)應(yīng)力。
- 固化后的性能: 固化后的環(huán)氧樹(shù)脂的性能,如硬度、強(qiáng)度、耐熱性、耐化學(xué)腐蝕性等,取決于固化劑的類型和用量。 我們需要根據(jù)具體的應(yīng)用要求選擇合適的固化劑,以獲得佳的性能。
為了方便大家理解,我做了個(gè)簡(jiǎn)單的表格,列出了一些常用潛伏固化劑的參數(shù)和特點(diǎn),供大家參考:
潛伏固化劑類型 | 活化溫度 (℃) | 固化速度 | 儲(chǔ)存穩(wěn)定性 | 適用范圍 | 優(yōu)點(diǎn) | 缺點(diǎn) |
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微膠囊型 | 80-150 | 可調(diào) | 優(yōu)良 | 膠粘劑、涂料、復(fù)合材料 | 良好的儲(chǔ)存穩(wěn)定性,可調(diào)節(jié)固化速率 | 制備工藝相對(duì)復(fù)雜,成本較高 |
鹽類 | 120-180 | 快 | 良好 | 粉末涂料、電子封裝 | 固化速度快,對(duì)濕度不敏感 | 高溫活化,可能影響某些材料 |
DICY | 150-200 | 較慢 | 優(yōu)良 | 結(jié)構(gòu)膠、層壓板 | 價(jià)格低廉,應(yīng)用廣泛 | 固化溫度高,固化物脆性大,需要促進(jìn)劑 |
路易斯酸絡(luò)合物 | 80-120 | 中等 | 較好 | 電子封裝、高分子材料 | 陽(yáng)離子聚合,固化收縮率低,耐熱性好 | 對(duì)濕度敏感,儲(chǔ)存條件要求高 |
光潛伏 | UV/可見(jiàn)光 | 非???/td> | 良好 | 光固化涂料、3D打印 | 固化速度快,可精確控制固化時(shí)間和區(qū)域 | 穿透性差,只適用于薄層固化,價(jià)格較高 |
潛伏固化劑的應(yīng)用:無(wú)處不在的幕后英雄
潛伏固化劑的應(yīng)用非常廣泛,幾乎涉及到所有需要用到環(huán)氧樹(shù)脂的領(lǐng)域。 讓我們來(lái)簡(jiǎn)單地看看它們都在哪些地方默默地發(fā)揮著作用:
- 膠粘劑: 在各種膠粘劑中,潛伏固化劑可以保證膠粘劑的長(zhǎng)期儲(chǔ)存穩(wěn)定性,并在需要時(shí)快速固化,提供可靠的粘接強(qiáng)度。
- 涂料: 在粉末涂料中,潛伏固化劑可以使涂料在常溫下保持粉末狀態(tài),并在加熱時(shí)形成均勻、光滑的涂層。
- 復(fù)合材料: 在復(fù)合材料中,潛伏固化劑可以保證樹(shù)脂基體的長(zhǎng)期儲(chǔ)存穩(wěn)定性,并在模壓成型過(guò)程中快速固化,提高生產(chǎn)效率。
- 電子封裝: 在電子封裝領(lǐng)域,潛伏固化劑可以提供優(yōu)異的電氣絕緣性能和耐熱性,保護(hù)電子元件免受環(huán)境影響。
- 3D打?。?/strong> 在光固化3D打印中,光潛伏固化劑可以實(shí)現(xiàn)快速、精確的固化,制造出各種復(fù)雜形狀的零件。
未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì):精益求精,更上一層樓
隨著科技的不斷進(jìn)步,潛伏固化劑也在不斷發(fā)展和完善。 未來(lái),潛伏固化劑的發(fā)展趨勢(shì)主要集中在以下幾個(gè)方面:
- 更高的儲(chǔ)存穩(wěn)定性: 開(kāi)發(fā)能夠在更長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)定性的潛伏固化劑,以延長(zhǎng)產(chǎn)品的保質(zhì)期。
- 更低的固化溫度: 開(kāi)發(fā)能夠在更低溫度下激活的潛伏固化劑,以降低能源消耗和減少對(duì)材料的損傷。
- 更快的固化速度: 開(kāi)發(fā)能夠?qū)崿F(xiàn)更快固化的潛伏固化劑,以提高生產(chǎn)效率。
- 更優(yōu)異的性能: 開(kāi)發(fā)能夠提供更優(yōu)異性能(如更高的強(qiáng)度、耐熱性、耐化學(xué)腐蝕性等)的潛伏固化劑,以滿足更苛刻的應(yīng)用需求。
- 更環(huán)保的材料: 開(kāi)發(fā)使用更環(huán)保、更可持續(xù)的原材料制備的潛伏固化劑,以減少對(duì)環(huán)境的影響。
總結(jié)
總而言之,潛伏固化劑是單組分環(huán)氧樹(shù)脂體系中不可或缺的關(guān)鍵組分,它就像一位默默無(wú)聞的幕后英雄,在各種應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。 隨著科技的不斷進(jìn)步,相信潛伏固化劑的性能會(huì)越來(lái)越好,應(yīng)用也會(huì)越來(lái)越廣泛,為我們的生活帶來(lái)更多的便利和驚喜。
希望今天的講解能讓大家對(duì)潛伏固化劑有一個(gè)更深入的了解。 如果大家有什么問(wèn)題,歡迎隨時(shí)提問(wèn),我們一起探討,共同進(jìn)步!
謝謝大家!
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聚氨酯防水涂料催化劑目錄
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NT CAT 680 凝膠型催化劑,是一種環(huán)保型金屬?gòu)?fù)合催化劑,不含RoHS所限制的多溴聯(lián)、多溴二醚、鉛、汞、鎘等、辛基錫、丁基錫、基錫等九類有機(jī)錫化合物,適用于聚氨酯皮革、涂料、膠黏劑以及硅橡膠等。
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NT CAT C-14 廣泛應(yīng)用于聚氨酯泡沫、彈性體、膠黏劑、密封膠和室溫固化有機(jī)硅體系;
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NT CAT C-15 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系,中等催化活性,比A-14活性低;
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NT CAT C-16 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系,具有延遲作用和一定的耐水解性,組合料儲(chǔ)存時(shí)間長(zhǎng);
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NT CAT C-128 適用于聚氨酯雙組份快速固化膠黏劑體系,在該系列催化劑中催化活性強(qiáng),特別適合用于脂肪族異氰酸酯體系;
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NT CAT C-129 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系,具有很強(qiáng)的延遲效果,與水的穩(wěn)定性較強(qiáng);
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NT CAT C-138 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系,中等催化活性,良好的流動(dòng)性和耐水解性;
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NT CAT C-154 適用于脂肪族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系,具有延遲作用;
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NT CAT C-159 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系,可用來(lái)替代A-14,添加量為A-14的50-60%;
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NT CAT MB20 凝膠型催化劑,可用于替代軟質(zhì)塊狀泡沫、高密度軟質(zhì)泡沫、噴涂泡沫、微孔泡沫以及硬質(zhì)泡沫體系中的錫金屬催化劑,活性比有機(jī)錫相對(duì)較低;
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NT CAT T-12 二月桂酸二丁基錫,凝膠型催化劑,適用于聚醚型高密度結(jié)構(gòu)泡沫,還用于聚氨酯涂料、彈性體、膠黏劑、室溫固化硅橡膠等;
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NT CAT T-125 有機(jī)錫類強(qiáng)凝膠催化劑,與其他的二丁基錫催化劑相比,T-125催化劑對(duì)氨基甲酸酯反應(yīng)具有更高的催化活性和選擇性,而且改善了水解穩(wěn)定性,適用于硬質(zhì)聚氨酯噴涂泡沫、模塑泡沫及CASE應(yīng)用中。