微波法合成环氧树脂低温固化剂及其性能研究

以甲醛、多胺、硫脲、苯酚为原料在常压微波化学反应器中合成了环氧树脂低温固化剂,通过对固化剂的固化时间、胺值、粘度测试及红外光谱分析研究了产物结构及原料配比、反应温度、反应时间对固化剂性能的影响。结果表明:甲醛、四乙烯五胺、硫脲、苯酚物质的量比为1∶1.25∶1.2∶1,110℃下反应40 min制得的固化剂以质量比为1∶6与E-44环氧树脂混和后,体系可在-12℃下14 h内完全固化。多胺选用二乙烯三胺时,除反应时间为30 min,其他条件相同的情况下合成的固化剂可使体系在-12℃下13 h内完全固化,固化剂胺值(KOH)566.74 mg/g,粘度3.38 Pa·s,可在北方冬天户外建筑施工。通过正交试验发现采用微波法时,影响固化剂固化时间的主要因素是甲醛加入量,其次是硫脲加入量,多胺加入量影响最小。     

环氧固化剂硫脲改性四乙烯五胺的合成及性能研究

用硫脲改性四乙烯五胺合成了环氧树脂固化剂。通过测量初凝时间和接触角,讨论了反应时间、合成温度和单体投料比对固化剂性能的影响。通过热效应法考查了固化剂与环氧树脂的最佳配比。实验结果表明,反应时间为3 h,反应温度为130℃,四乙烯五胺与硫脲的质量比为1.4∶1时,合成的固化剂较好。当m固化剂∶m环氧=1∶4时,胶粘剂能在-5℃/8 d内固化,有效提高固化体系在低温下的固化能力。     

硫脲改性三乙烯四胺环氧树脂固化剂的合成及性能研究

用凝胶阶段胶膜上的划痕愈合情况评价改性固化剂的相对固化速度。通过比较固化速度,对合成硫脲改性三乙烯四胺环氧树脂固化剂的反应温度、原料配比、反应时间、转速对其固化性能的影响进行了研究。实验结果表明,反应温度140℃、n三乙烯四胺∶n硫脲=1.4∶1、反应时间为3h、转速三乙烯四胺硫脲为280r/min合成的改性固化剂具有较高的固化活性。该固化剂可在-5℃固化环氧树脂,固化144h胶膜硬度可达0.939。     

环氧固化剂硫脲改性二乙烯三胺的制备工艺

采用硫脲改性二乙烯三胺用作环氧树脂固化剂,通过对固化剂的接触角以及环氧/硫脲改性二乙烯三胺体系完全固化时间的测定及固化剂的红外光谱分析,研究了原料配比、合成反应温度及时间对固化剂性能的影响。结果表明,当二乙烯三胺与硫脲质量比为3.13～3.30∶1,合成反应温度为(80±5)℃,反应时间为1.2～1.4 h时,可制得-12℃下24 h内完全固化的环氧树脂固化剂。     

硫脲改性胺环氧树脂固化剂的合成及性能研究

对硫脲改性胺(3,3′-二乙基4,4′-二氨基二苯基甲烷和二元脂肪胺A)固化剂固化环氧树脂进行了系统研究,分析了合成反应时间、反应温度和单体配料比对固化剂性能的影响,并进一步考察了固化剂与环氧树脂的最佳掺量比以及固化产物的热性能和力学性能。实验结果表明:反应时间为2.5 h,反应温度为130℃,3,3′-二乙基4,4′-二氨基二苯基甲烷与硫脲和二元脂肪胺A的物质的量比为1∶0.5∶0.4时,合成的固化剂以1∶3加入环氧树脂中,体系能在室温环境下1 h左右凝胶,该体系经室温固化再以100℃的温度后固化之后具有较好的耐热性能和冲击韧性。     

曼尼希改性三乙烯四胺固化剂的合成及性能研究

对三乙烯四胺(TETA)环氧树脂固化剂进行了曼尼希(Mannich )改性及其固化性能的研究.实验结果表明:曼尼希固化剂最佳合成条件为n(TETA):n(苯酚):n(甲醛)=1.5:1:1,反应温度为80℃,反应时间4h,可制备出具有合适的黏度、适中的胺值以及游离酚含量小于5%的改性环氧树脂固化剂;其比未改性的三乙烯四胺有优异的物理化学性能和环保性能.固化剂与水不互容,不能与乳化环氧树脂互容,可用无水乙醇作为溶剂,得到良好的效果.     

环氧树脂低温快速固化剂的合成及性能研究

以苯酚、多聚甲醛、二乙烯三胺、硫脲为单体,以DMP-30为促进剂,合成了环氧树脂低温快速固化剂.分析了反应温度、反应时间以及各材料用量对环氧树脂固化剂性能的影响,并进一步考察了固化剂与环氧树脂最佳用量比.在( 110±2)℃下反应2.5 h,苯酚、多聚甲醛、二乙烯三胺、硫脲之比为1∶1.25∶1.3∶1.1,且DMP-...     

硫脲改性物对环氧树脂固化促进作用的研究

对硫脲的热稳定性、硫脲对环氧树脂的固化能力及硫脲与脂肪胺和芳香胺的反应活性进行了研究。结果表明,硫脲170℃分解,其不能单独作环氧固化剂,硫脲与脂肪胺的反应活性大于与芳香胺的反应活性。研究了在硫脲改性胺类环氧固化剂反应中,硫脲反应程度和用量对改性固化剂反应活性的影响。结果表明在保证改性固化剂为液态的条件下,硫脲反应程度尽可能低较好,n二乙烯三胺∶n硫脲为1.5∶1为宜。     

无醛腰果酚改性胺环氧树脂固化剂的制备及其固化性能

以腰果酚、糠醛、四乙烯五胺为原料通过分子设计合成了无醛腰果酚环氧树脂固化剂(FFCEC)。采用傅立叶红外光谱仪和示差扫描量热仪对产物的结构和固化行为进行了研究,并测试了固化物的综合性能。结果表明,FFCEC的最佳制备条件为：腰果酚、四乙烯五胺与糠醛物质的量比为1∶1∶1.28,反应温度70℃。腰果酚环氧树脂与FFCEC的最佳质量比为2∶1,固化反应表观活化能E_a为35.168 kJ/mol,优化的固化工艺条件为30℃/2 h+80℃/2 h。该固化剂制备工艺简单,绿色环保,固化物具有优良的理化性能,有望在胶粘剂、涂料等领域获得应用。     

硫脲改性二甲硫基甲苯二胺的合成及性能研究

本文以硫脲和二甲硫基甲苯二胺(DMTDA)为原料,制备了一种新型环氧树脂固化剂,通过对硫脲反应程度,凝胶程度及其固化物拉伸强度,对合成条件进行了优化,结果表明,硫脲改性DMTDA的最佳工艺条件为DMTDA/硫脲的摩尔比为4:1,于130℃反应7h。改性固化剂较佳固化条件为环氧树脂/固化剂质量比为100/35,该体系经固化后其固化物的拉伸强度可达41.3MPa。     

环氧树脂室温快速固化剂的合成

以羟基化合物(聚己内酯三元醇、正丁醇)和多聚磷酸为原料合成环氧树脂室温固化剂,研究了原料配比、反应温度和反应时间对固化剂性能的影响,并考察了固化剂用量对环氧树脂胶黏剂性能的影响。结果表明:正丁醇与聚己内酯三元醇、羟基化合物与多聚磷酸的摩尔比分别为1.0∶10.0,2.0∶1.0,在75℃条件下反应4 h,合成了能使环氧树脂室温快速固化的固化剂。该固化剂用量为环氧树脂质量的30%时,环氧树脂在室温条件下5 min即可固化,且胶黏剂具有优异的黏接性能。     

高柔韧性低相对分子质量聚酰胺的合成及性能研究

以二乙二醇二(3-氨基丙基)醚(AM)和二聚酸(YD-29A)为原料,合成了高柔韧性低Mr(相对分子质量)的PA(聚酰胺);然后以此为EP(环氧树脂)的固化剂,并着重探讨了原料配比及反应条件对PA固化剂胺值和黏度的影响。研究结果表明:当n(—NH_2)/n(—COOH)=3.5、缩合反应温度为200~℃和反应时间为5 h时,PA的黏度为960 m Pa·s、胺值为236 mg/g;当m(EP)∶m(PA)=100∶80时,EP/PA固化体系的拉伸强度为25.1 MPa、断裂伸长率为51%,并且其热稳定性(玻璃化转变温度为42~55~℃)和柔韧性较好。     

果糖三聚氰胺树脂胶粘剂的合成

以果糖代替甲醛,在酸性条件下合成了类似于脲醛树脂的绿色环保型果糖三聚氰胺树脂胶粘剂,通过正交实验获得了该树脂合成的最佳反应条件:n(果糖)∶n(三聚氰胺)=8∶1,催化剂用量2.0%,反应温度105℃,反应时间5 h。该树脂以邻苯二甲酸酐作固化剂的最佳固化条件为:固化剂用量8%,固化温度120℃,固化时间2 h。     

水下环氧树脂用固化剂的制备

以混合多元胺(1,6-己二胺和三乙烯四胺)、混合酚(苯酚、壬基酚和间甲酚)和多聚甲醛为主要原料,采用Mannich反应制备出一种水下EP(环氧树脂)用新型酚醛胺固化剂,并采用正交试验法优选出制备该固化剂的最佳工艺条件。研究结果表明:当n(苯酚)∶n(壬基酚)=1.5∶1、n(间甲酚)∶n(壬基酚)=1.5∶1、n(混合酚)∶n(多聚甲醛)=0.7∶1、n(多聚甲醛)=0.3 mol、n(1,6-己二胺)∶n(三乙烯四胺)=1.0∶1、n(混合胺)∶n(多聚甲醛)=1.6∶1、反应时间为3.0 h和反应温度为80℃时,制成的固化剂用于水下EP胶粘剂时,其在潮湿环境施胶后立即在水中固化24 h,相应胶接件的湿态剪切强度为7.2⁷.6 MPa;当w(固化剂)=40%(相对于EP质量而言)时,室温EP浇铸体的拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度和冲击强度分别为57 MPa、12.6%、116 MPa和15.6 kJ/m2。     

缠绕复合式气瓶的环氧树脂胶粘剂

研究一种煤矿安全生产中用于复合式氧气瓶的低温固化环氧树脂胶粘剂,在以多亚乙基多胺为固化剂主料的基础上,调整硫脲、2-甲基咪唑、DMP-30用量,确定其最佳质量比为1 00∶0 20∶0 03∶0 20,选择适宜的反应温度和时间,合成出完全符合实际需要的固化剂。使用该固化剂与环氧树脂及溶剂混配制胶,其固化时间小于7h,固化温度低于70℃,凝胶时间大于3h。该胶应用于气瓶缠绕粘接各项性能指标均能达到要求。     

腰果酚改性胺环氧树脂固化剂的制备研究

以腰果酚、甲醛(F)和三乙烯四胺(TETA)为主要原料,采用缩聚法合成了PCT(腰果酚改性三乙烯四胺)固化剂。以n(腰果酚)∶n(TETA)、n(腰果酚)∶n(F)、反应温度和反应时间为试验因素,以合成产物的胺值为考核指标,采用正交试验法和单因素试验法优选出制备PCT固化剂的最优方案。研究结果表明:当n(腰果酚)∶n(F)∶n(TETA)=1∶0.8∶1.4、反应温度为90℃和反应时间为100 min时,合成的PCT固化剂具有较低的黏度和适中的胺值。     

硫脲改性聚醚胺环氧固化剂的性能研究

采用硫脲改性3种不同分子质量的聚醚胺制备环氧固化剂,通过红外光谱、固化剂的粘度和胺值、固化干燥时间、固化物力学性能测试等研究了反应温度对产物结构,聚醚胺分子质量对固化剂性能、固化剂用量和固化时间对体系性能的影响。结果表明,改性反应温度应不高于130℃,较高分子质量的D2000不适于硫脲改性,低分子质量的聚醚胺硫脲改性固化剂在-10℃下16~18 h即可达到实干。以聚醚胺D230和D400改性的固化剂具有良好的低温固化性能和力学性能,在-10℃下固化7 d后的压缩强度分别为70 MPa和64 MPa,拉伸强度分别为46 MPa和45 MPa,剪切强度分别为14 MPa和13 MPa。     

油酸缩水甘油酯及其改性胺的制备研究

采用羧酸-环氧氯丙烷酯化、闭环二步法合成油酸缩水甘油酯,其最佳合成工艺条件为:w(催化剂)=2%(相对于油酸质量而言),酯化反应温度90℃,n(油酸)∶n(环氧氯丙烷)=1.0∶3.5,环化反应温度70~75℃,Na OH浓度23%,n(油酸)∶n(Na OH)=1.0∶2.0,环化反应时间4 h。将制得的缩水甘油酯与异佛尔酮二胺进行胺化反应得到改性胺固化剂,其与环氧树脂618固化产物的冲击强度为18.6 k J/m~2,体现出优良的增韧效果。     

常温固化自乳化型水性环氧固化剂的制备及性能研究

以聚乙二醇、环氧树脂E20、间苯二甲胺（MXDA）为原料、过硫酸钾为催化剂，合成了一种非离子型常温固化自乳化型水性环氧固化剂。系统优化了反应温度、时间、催化剂用量以及原料配比对固化剂性能的影响，利用红外光谱对固化剂进行结构表征，测试了基于该固化剂乳化固化环氧树脂E44所得涂层的性能。结果表明：当过硫酸钾用量占环氧树脂和聚乙二醇总量的0.75%、n（环氧树脂）∶n（聚乙二醇）∶n(MXDA)=1∶1∶4，反应温度为180℃、时间为4 h时，所得涂膜的机械性能、耐腐蚀性能优异。     

新型聚酰胺环氧固化剂制备及固化动力学研究

以碳链长度为10的癸二酸与TEPA(四乙烯五胺)反应制备出LMPA(低分子聚酰胺)环氧固化剂,考察了反应条件对LMPA黏度和胺值的影响。研究结果表明:最佳反应条件为反应时间2 h、反应温度200℃、反应配比为n(胺)∶n(酸)=3∶1,此时LMPA胺值为745 mg KOH/g,黏度为3.172 Pa·s。使用Kissinger法、Flynn-Wall-Ozawa法计算出LMPA/E-51固化反应活化能分别为41.53 k J/mol、45.44 k J/mol,使用Crane方程计算出反应级数为0.95。T-β外推法计算得出体系的凝胶温度、固化温度及后固化温度分别为41.83、80.29和111.93℃。