① 氨基树脂与环氧树脂的固化反应原理是什么
环氧树脂硬化反应的原理,目前尚不完善,根据所用硬化剂的不同,一般认为它通过四种途径的反应而成为热固性产物。
(1)环氧基之间开环连接;
(2)环氧基与带有活性氢官能团的硬化剂反应而交联;
(3)环氧基与硬化剂中芳香的或脂肪的羟基的反应而交联;
(4)环氧基或羟基与硬化剂所带基团发生反应而交联。
不同种类的硬化剂,在硬化过程中其作用也不同。有的硬化剂在硬化过程中,不参加到本分子中去,仅起催化作用,如无机物。具有单反应基团的胺、醇、酚等,这种硬化剂,叫催化剂。多数硬化剂,在硬化过程中参与大分子之间的反应,构成硬化树脂的一部分,如含多反应基团的多元胺、多元醇、多元酸酐等化合物。
1、胺类硬化剂
胺类硬化剂—般使用比较普遍,其硬化速度快,而且黏度也低,使用方便,但产品耐热性不高,介电性能差,并且硬化剂本身的毒性较大,易升华。胺类硬化剂包括;脂肪族胺类、芳香族胺类和胺的衍生物等。胺本身可以看作是氮的烷基取代物,氨分子(NH3)中三个氢可逐步地被烷基取代,生成三种不同的胺。即:伯胺(RNH2)、仲胺(R2NH))和叔胺(R3N)。
由于胺的种类不同,其硬化作用也不同:
(1)伯胺和仲胺的作用
含有活泼氢原子的伯胺及仲胺与环氧树脂中的环氧基作用。使环氧基开环生成羟基,生成的羟基再与环氧基起醚化反应,最后生成网状或体型聚合物。
(2)叔胺的作用与伯胺、仲胺不同,它只进行催化开环,环氧树脂的环氧基被叔胺开环变成阴离子,这个阴离子又能打开一个新的环氧基环,继续反应下去,最后生成网状或体型结构的大分子。
2、酸酐类硬化剂
酸酐是由羧酸(分子结构中含有羧基—COOH)与脱水剂一起加热时,两个羧基除去一个水分子而生成的化合物。
酸酐类硬化剂硬化反应速度较缓慢,硬化过程中放热少,使用寿命长,毒性较小,硬化后树脂的性能(如力学强度、耐磨性、耐热性及电性能等)均较好。但由于硬化后含有酯键,容易受碱的侵蚀并且有吸水性,另外除少数在室温下是液体外。绝大多数是易升华的固体,而且一般要加热固化。
酸酐和环氧树脂的硬化机理,至今尚未完全阐明,比较公认的说法如下:
酸酐先与环氧树脂中的羟基起反应而生成单酯,第二步由单酯中的羟基和环氧树脂的环氧基起开环反应而生成双酯,第三步再由其中的羟基对环氧基起开环作用,生成醚基,所以可得到既含醚键,又含有酯基的不溶不熔的体型结构。
除了上述反应之外,第一步生成的单酸中的羧基也可能与环氧树脂分子上的羟基起酯化反应,生成双酯。但这不是主要的反应。
3、树脂类硬化剂
含有硬化基团的一NH一,一CH2OH,一SH,一COOH,一OH等的线型合成树脂低聚物,也可作为环氧树脂的硬化剂。如低分子聚酰胺.酚醛树脂,苯胺甲醛树脂,三聚氰胺甲醛树脂,糠醛树脂,硫树脂,聚酯等。它们分别能对环氧树脂硬化物的耐热性,耐化学性,抗冲击性,介电性,耐水性起到改善作用。常用的是低分子聚酰胺和酚醛树脂。
(1)低分子聚酰胺不同于尼龙型的聚酰胺。它是亚油酸二聚体或是桐油酸二聚体与脂肪族多元胺,如乙二胺、二乙烯三胺反应生成的一种琥珀色粘稠状树脂。由于原材料的性质,反应组分的配比和反应条件不同,低分子聚酰胺的性质差别很大。它们的分子量在500~9000之间,有熔点很高,胺值很低的固态树脂,也有胺值为300的液态树脂。其中胺值是低分子聚酰胺活性的描述,胺值高的活性大,与环氧树脂反应速度快,但可使用期短,胺值低的活性小,与环氧树脂反应速度慢,但可使用期长。
(2)酚醛树脂
酚醛树脂与环氧树脂的相互作用比较复杂, 热固性酚醛树脂中的羟甲基与环氧树脂中的羟基及环氧基起反应及酚醛树脂中的酚羟基与环氧基起开环醚化反应所以酚醛树脂能把环氧树脂从线型变成体型,环氧树脂也能把酚醛树脂从线型变成体型,彼此相辅相成,最后形成相互交联的不溶不熔的体型大分子。
② 什么叫氨基醇酸漆,其特点和用途怎样
氨基醇酸漆为高级烘漆的一种。它是由氨基树脂与醇酸树脂
配合而成的。作为油漆材料来说,单纯的氨基树脂经加热固化后
的漆膜硬而脆,而且附着力差。它与醇酸树脂配合后获得了较好的改性:氨基树脂改善了醇酸树脂的硬度、光泽、烘干速度以及耐碱、耐油性能;醇酸树脂则改善了氨基树脂的脆性、附着力。因此氨基醇酸漆的特点是:清漆的颜色浅;漆膜外观丰满,色彩鲜艳;漆膜坚轫,附着力强;漆膜耐老化性能,抗粉化,抗龟裂性好;干后不回粘,受冲击不脱落;施工性能好,漆膜不易起皱,流平性好;具有相当的耐酸、耐碱、耐水、耐油、耐磨性能,具有良好的电气绝缘性能;施工中可缩短烘干时间,提高生产效率,利于涂漆的连续化烘烤生产。氨基醇酸漆应用比较广泛,如建筑用金属件、农业机械、交通工具、仪器仪表、自行车、缝纫机、热水瓶、医疗器械、电机电器设备以及其他小型金属物件等。氨基醇酸漆必须通过烘烤才能干燥,烘漆与其他漆相比有其
优点,但也有明显的缺点:
(1)
烘漆中的溶剂有强烈刺激臭味,不像硝基漆可在露天或宽敞的工场中施工,烘漆车间如空气不畅通,容易发生中毒。因此需要加强劳动保护和防爆防火措施。
(2)
烘漆要有控制温度的烘房设备。投资大,污染严重。
(3)
烘漆的温度控制相当严格。温度过高时,会引起漆膜发脆、失光、变色等弊病;温度过低时,会引起漆膜变软、耐水性差、附着力低等弊病。为此操作人员一定要不断总结经验,
③ 什么是氨基树脂
氨基树复脂是由含有氨制基的化合物如尿素、三聚氰胺或苯代三聚氰胺与甲醛和醇类经缩聚而成的树脂的总称,重要的树脂有脲醛树脂(UF)、三聚氰胺甲醛树脂(MF)和聚酰胺多胺环氧氯丙烷(PAE)等。④ 氨基树脂有什么特性和用途
涂料用氨基树脂是一种多官能团的化合物,以含有(-NH2)官能团的化合物与醛类(主要为甲醛)加成缩合,然后生成的羟甲基(-CH20H)与脂肪族一元醇部分醚化或全部醚化二得到的产物。根据采用的氨基化合物的不同可分为四类:脲醛树脂、三聚氰胺树脂、苯代三聚氰胺树脂、共聚树脂。
若作为漆膜若单独用氨基树脂,制得漆膜太硬,而且发脆,对底材附着力差,所以通常和能与氨基树脂相容,并且通过加热可交联的其它类型树脂合用,他可作为油改性醇酸树脂、饱和聚酯树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂、环氧酯等的交联剂,这样的匹配,通过加热能够得到三维网状结构的有强韧性的漆膜,根据所使用的氨基树脂和匹配的其它树脂的变化,得到的漆膜也各有特色。
用氨基树脂作交联剂的漆膜具有优良的光泽、保色性、硬度、耐药品性、耐水及耐侯性等,因此,以氨基树脂作交联剂的涂料广泛地应用与汽车、工农业机械、刚制家具、家用电器和金属预涂等工业涂料。氨基树脂在酸催化剂存在时,可在底温烘烤或在室温固化,这种性能可用于反应性的二液型木材涂装和汽车修补用涂料。