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固化剂

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| style="background: #66CCFF" align= centerlight| '''<big>固化剂</big> '''
|-俗称;固化剂 中文化学名称;对羟基苯磺酸
|[[File:|缩略图|居中|[ 原图链接]]] 英文名称;phenol-4-sulfonic acid
|中文别名;苯酚磺酸;苯酚-4-磺酸;苯酚-4-磺酸;
| style="background: #66CCFF" align= center|固化剂;4-羟基苯磺酸;对苯酚磺酸
|CAS号;98-67-9
| align= light|分子式;174.17
分子量;C6H6O4S
|}
'''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。固化剂是必不可少的添加物,无论是作粘接剂、涂料、浇注料都需添加固化剂,否则 [[ 环氧树脂 ]] 不能固化。 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。<ref>[ https://wenku.baidu.com/view/12368aa9c9d376eeaeaad1f34693daef5ef71306.html 对羟基苯磺酸(固化剂) ], 百度文库 , --2018年10月6日</ref>
==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。固化剂按化学成分分类1.脂肪族胺类 例如 乙烯基三胺 DETA 氨乙基哌嗪AE 2.芳族胺类 例如 间苯二胺m-PDA MPD [[ 二氨基二苯基甲 烷DDM 烷]]DDM HT-972 DEH-50 3.酰胺基胺类4.潜伏固化胺类5.尿素替代物。
==温度特性==
固化剂的固化温度和耐热性
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中的温度,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;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。适用期长短正好与固化性完全相反,脂肪族反应性最高,而脂环族、酰胺、芳香族依次降低。
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)
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]]另外,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)
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]]对光泽来说,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。至于柔软性,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,而粘接性则与柔软性一致。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。
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 ==按化学成分分类==1.脂肪族胺类不同范围的产品具有不同的性能;反应活性高,室温或低温下可以快速固化;对湿度相对不敏感。具有一定的颜色稳定性;良好的耐化学腐蚀性,尤其是耐溶剂;用于热固化时,具有良好的高温表现;很好的耐化学腐蚀性并具有良好的电性能和机械性能。乙烯基三胺 DETA氨乙基哌嗪AE潮湿条件下进行低温下固化;良好的薄膜性能(如表面光泽优异);能够防止胺的喷霜及水斑现象;良好的颜色稳定性;具有很好的粘接性能和耐化学腐蚀性能;固化时间及贮放时间可选范围较宽;用于热固化时,具有良好的高温表现;具有很好的耐化学腐蚀性并具有良好的电性能和机械性能。二氨基环己烷DACH异佛尔酮二胺IPDA亚甲基双环己烷胺 4,4'-PACM乙二胺EDAH2NCH2CH2NH2分子量60 ,活泼氢当量15 ,无色液体, 每100份标准树脂用6-8份。性能:有毒、有刺激臭味,挥发性大、粘度低、可室温快速固化。用于粘接、浇注、涂料。该类胺随分子量增大,粘度增加,挥发性减小,毒性减小,性能提高。但它们放热量大、适用期短。一般而言它们分子量越大受配合量影响越小。长期接触脂肪多元胺会引起皮炎,它们的蒸汽毒性很强,操作时须十分注意。二乙烯三胺 DETAH2NC2H4NHC2H4NH2 ,分子量103 ,活泼氢当量20.6 ,无色液体,每100份标准树脂用8-11份。固化:20℃2小时+100℃30分钟或20℃4天。性能:适用期50克25℃45分钟,热变形温度95-124℃,抗弯强度1000-1160kg/cm2,抗压强度1120kg/cm2,抗拉强度780kg/cm2,伸长率5.5%,冲击强度0.4尺-磅/寸洛氏硬度99-108。介电常数(50赫、23℃)4.1 功率因数(50赫、23℃)0.009 体积电阻2x1016 Ω-cm 常温固化、毒性大、放热量大、适用期短。三乙烯四胺TETA H2NC2H4NHC2H4NHC2H4NH2 ,分子量146 ,活泼氢当量24.3 ,无色粘稠液体, 每100份标准树脂用10-13份。固化:20℃2小时+100℃30分钟或20℃7天。性能:适用期50克25℃45分钟,热变形温度98-124℃,抗弯强度950-1200kg/cm2,抗压强度1100kg/cm2,抗拉强度780kg/cm2,伸长率4.4%,冲击强度0.4尺-磅/寸, 洛氏硬度99-106。常温固化、毒性比二乙烯三胺稍低、放热量大、适用期短。四乙烯五胺 TEPAH2NC2H4(NHC2H4)3NH2 ,分子量189 ,活泼氢当量27 ,棕色液体, 每100份标准树脂用11-15份。性能同上。多乙烯多胺PEPAH2NC2H4(NHC2H4)nNH2 ,浅黄色液体, 每100份标准树脂用14-15份。性能:毒性较小,挥发性低、适用期较长、价廉。二丙烯三胺DPTAH2N(CH2)3 NH(CH2)3NH2 ,分子量131 ,活泼氢当量26 ,浅黄色液体, 每100份标准树脂用12-15份。性能 同TETA。二甲胺基丙胺DMAPA(CH3)2N (CH2)3NH2 ,低粘度透明液体, 每100份标准树脂用4-7份。毒性较大,具有固化和催化两个反应,粘附性能良好,柔性也好,适用期长。二乙胺基丙胺 DEAPA(C2H5)2N (CH2)3NH2 分子量130 活泼氢当量65 低粘度透明液体 每100份标准树脂用4-8份。固化:60-70℃4小时。性能:适用期50克25℃4小时,热变形温78-94℃,抗压强度920-1050kg/cm2,抗拉强度480-640kg/cm2,冲击强度 0.2尺-磅/寸, 洛氏硬度90-98。介电常数(50赫、23℃)3.75, 功率因数(50赫、23℃)0.007。中温固化、低温性能好。三甲基六亚甲基二胺TMD( H2N)2(C6H9)(CH3)3无色液体, 冷固化,适用期长,毒性小。每100份标准树脂用21份。固化:80℃1小时+150℃2小时。性能:适用期400克25℃50分钟或50℃10分钟,马丁耐热92℃,抗弯强度1150kg/cm2,冲击强度 20Kg-cm/cm2 tg δ 0.0009(23℃,100C/S)。表面电阻5.4x1011Ω(300V)体积电阻9x1015Ω.cm(300V)中温固化、低温性能好。二已基三胺H2N(CH2)6 NH(CH2)6NH2已二胺改性物 AMINE248分子式不详, 透明液体, 粘度25℃1000-3000cps ,每100份标准树脂用4-8份。常温-100℃固化。毒性较小、柔性好。已二胺加合物CH-2、L2505 ,分子式不详, 胺值160-210, 低粘度透明液体, 每100份标准树脂用65份。CH3 胺值400-500 ,低粘度透明液体, 每100份标准树脂用60份。已二胺 HDAH2N(CH2)6NH2, 分子量116 ,活泼氢当量29 ,无色片状结晶, 熔点42℃ ,每100份标准树脂用12-15份。毒性大,能常温固化但不好。适用期较短。三甲基已二胺分子量158 ,每100份标准树脂用20-25份。固化:20℃2小时+100℃30分钟或20℃7天。性能:在适用期50克25℃45分钟,热变形温度105℃,抗弯强度1150kg/cm2,抗拉强度650kg/cm2,伸长率4.4%,冲击强度 0.4尺-磅/寸。介电常数(50赫、23℃)4.0 功率因数(50赫、23℃)0.001 体积电阻9x1015 Ω-cm。二乙胺 DEAHN(C2H5)2, 分子量73, 活泼氢当量73 ,无色液体, 每100份标准树脂用12份。具有固化和催化两个反应。聚醚二胺H2N(CH2)nO(CH2CH2O)mNH22.芳族胺类间苯二胺m-PDA MPD(NH2)2C6H4 ,分子量107 ,活泼氢当量26.7 ,白色结晶(黑色固体?), 熔点62℃ ,每100份标准树脂用14-16份。固化60℃2小时 +150℃2小时。适用期500克50℃2.5小时, 热变形温度150℃ ,抗弯强度1050kg/cm2,抗压强度710kg/cm2,抗拉强度540kg/cm2,伸长率3.0%,冲击强度 0.2-0.3尺-磅/寸, 洛氏硬度108。介电常数(50赫23℃)3.3 ,功率因数(50赫23℃)0.007 ,耐热、耐腐蚀性优,电性能好,毒性小。因是固体,使用不方便,与树脂加热混合时需注意防止凝胶。间苯二甲胺MXDA(NH2CH2)C6H4 ,分子量135 ,活泼氢当量33.2 ,无色液体, 每100份标准树脂用16-18份。固化常温24小时+70℃ 1小时或常温4天。适用期100克25℃50分钟, 热变形温度130-150℃ ,抗弯强度1200kg/cm2,抗压强度1030kg/cm2,抗拉强度720kg/cm2,伸长率6.7%,介电常数(50赫23℃)4.0 ,功率因数(50赫23℃)0.005, 体积电阻大於2x1016Ω.cm ,可常温固化 耐热、耐腐蚀性优,电性能好,毒性小。固化温度低、粘度低、毒性小,适用期长、耐溶剂性好。它易吸收空气中的二氧化碳是造成制品气泡的原因。二氨基二苯基甲烷DDM HT-972 DEH-50[(NH2)(CH3)C6H4 ]2CH2 ,分子量196 ,活泼氢当量49 ,白色结晶, 长期暴露在日光下呈褐色, 熔点89℃, 每100份标准树脂用25-30份。固化60℃2小时 +150℃2小时。适用期500克50℃3小时, 热变形温度145-150℃ ,抗弯强度1190kg/cm2,抗压强度710kg/cm2,抗拉强度550kg/cm2, 伸长率4.4%,冲击强度 0.3-0.5尺-磅/寸 洛氏硬度106。介电常数(50赫23℃)4.4 ,功率因数(50赫23℃)0.004 ,体积电阻大於1015Ω.cm, 耐热、耐腐蚀性优,电性能好,毒性小。耐热、机械强度高。因是固体,使用不方便,与树脂加热混合时需注意防止凝胶。二氨基二苯基砜DDS HT-976[(NH2)C6H4 ]2SO2 ,分子量248 ,活泼氢当量62 ,熔点175℃ ,每100份标准树脂用35-40份。固化130-150℃ 3天-2小时。适用期500克130℃1.5小时 ,通常以BF3-胺络合物为促进剂(用量为0.5-2%) ,热变形温度175-190℃ ,抗弯强度1220kg/cm2,抗压强度710kg/cm2,抗拉强度580kg/cm2, 伸长率3.3%,冲击强度 0.3-0.5尺-磅/寸 ,洛氏硬度110。耐热、耐腐蚀性优,电性能好,毒性小。反应慢。耐热175℃。间氨基甲胺MAMA (NH2)(CH2NH2)C6H4 ,分子量123 ,活泼氢当量30.7 ,熔点38℃ ,每100份标准树脂用14-18份 ,固化130-150℃ 3天-2小时。断裂伸长率高。联苯胺(NH2)C6H4 C6H4 (NH2)氯邻苯二胺CPDA(NH2)2C6H3 CL苯二甲胺三聚体GY-51 CH-2粘度60℃2000-6000cps ,每100份标准树脂用30-60份,固化常温-60℃ 7天-1小时。毒性低。WA-060 CH-3 粘度60℃6000-10000cps ,每100份标准树脂用30-60份, 固化常温-60℃ 7天-1小时。苯二甲胺三聚体衍生物粘度25℃5cps 、40cps 、100cps ,每100份标准树脂用25-30份, 固化常温-60℃ 7天-1小时。粘度低。毒性低。双苄胺基醚(H2NCH2C6H4)2O ,每100份标准树脂用30-60份, 可室温固化,适用期长,放热低,热变形温度68℃。间苯二胺与二氨基二苯基甲烷混合物60-75%MPDA与40-25%DDM混合熔融,在常温下呈液态。40:60的二氨基二苯基甲烷与间苯二胺混合物熔点为25℃,每100份标准树脂用20份,在40℃经5小时便使环氧树脂固化。如加磷酸三苯酯和苯酚混合物则在20℃9小时即固化。热变形温度150℃, 抗弯强度1150kg/cm2,冲击强度 17Kg-cm/cm2 ,抗张强度560 kg/cm2, 断裂伸长4.8, 洛氏硬度105-110 ,介电常数(50赫23℃)4.5 ,功率因数(50赫23℃)0.006,间苯二胺和二氨基二苯基甲烷及甲苯二胺混合物, 间苯二胺:二氨基二苯基甲烷:甲苯二胺=30-70:10-50:5-35的混合物是种稳定的液体。例50份 间苯二胺,30份二氨基二苯基甲烷,20份甲苯二胺(间位:对位=80:20)100℃混合得到的液体,稳定期达9个月。每100份标准树脂用18.5份 固化80℃2小时+140℃2小时。冲击强度115Kg-cm/cm2,洛氏硬度105。邻甲苯二胺、间甲苯二胺和二氨基二苯基甲烷混合物, 它们比例为26:14:60时,在23℃48小时不析出,与环氧树脂在23℃时45分钟凝胶。二氨基二苯基甲烷及异佛尔酮二胺混合物 40-30%DDM与60-70%IPDA混合熔融,在常温下呈液态。当40%DDM与60%IPDA混合时每100份标准树脂用25份混合物, 热变形温度130-155℃ 理学 抗弯强度1160kg/cm2,介电常数(50赫23℃)3.4 ,功率因数(50赫23℃)0.012。偏苯二胺(MPDA)亚甲基双苯二胺(MDA)3.酰胺基胺类不同的酰胺据欧不同的反应活性。低粘度;呈现良好的粘接性能;在潮湿条件下具有良好的固化性;酰胺改性后能得到更快的固化速度及化学稳定性。4.潜伏固化胺类双氰胺(DICY)是一种潜在的固化剂,具有六个月以上的稳定性;产品由多种形态及颗粒尺寸。咪唑是环氧体系的潜伏催化剂,贮存时间可以从几个小时到6个月。它们可以用作其他固化剂的良好的促进剂,比如双氰胺和酐类。5.尿素替代物在双氰胺促进剂中,可用作Monuron 和 Diuron的低毒性替代品
== 参考来源 ==
<center>{{reflist#iDisplay:s0929c22n4c|480|270|qq}}<center>墙面固化剂是一种什么东西?</center></center>== 参考资料 ==
[[Category: 340 化學總論]]
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