CN110305447A - 一种具有协同效应的环氧树脂快速固化体系 - Google Patents

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顾建波
徐慧
蔡淑媛
张礼雯
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Abstract

本发明公开了一种具有协同效应的环氧树脂快速固化体系，包括以下步骤：步骤一：在35℃下分别测定单种固化剂固化环氧树脂的凝胶时间，得到最好的配比；步骤二：在与步骤一相同的条件下测定两两组合固化剂固化环氧树脂的凝胶时间，发现相对于单种的，固化速率明显提高；步骤三：测试在步骤二中凝胶时间最短的配方的试样条的弯曲强度。本发明旨在提高环氧树脂的生产效率和改善其性能的问题。

Description

一种具有协同效应的环氧树脂快速固化体系
技术领域
本发明涉及环氧树脂技术领域，具体涉及一种具有协同效应的环氧树脂快速固化体系。
背景技术
环氧树脂作为应用领域最为广泛的一类热固性树脂，具有形式多样、固化方便、粘附力强、收缩率低、机械强度高、电绝缘性优良、化学稳定性强及尺寸稳定性好等一系列优异性能，广泛应用于国防、国民经济各部门。固化后的环氧树脂具有良好的物理、化学性能，对金属和非金属材料的表面具有优异的粘接强度，介电性能良好，变形收缩率小，制品尺寸稳定性好，硬度高，柔韧性较好，对碱及大部分溶剂稳定等优点。但在某些情况下环氧树脂的固化速率可能无法满足工艺需求，不仅限制了产品的产量更是对经济效益产生影响。为了提高环氧树脂的固化效率，改善环氧树脂的性能。采用多种环氧树脂固化剂协同固化，提高环氧树脂固化物的性能，探索协同效应提高环氧树脂固化速率的机理。张鹏在1997年10月第3期《四川轻化工学院学报》第30-33页发表《桐油改性脂肪胺环氧树脂固化剂的合成与性质》一文，袁劲松在1999年第3期《绝缘材料通讯》第4-6页发表《新型环氧树脂固化剂的研究》一文及刘守贵在2000年第1期《四川化工与腐蚀控制》第12-17页发表《桐油改性曼尼赫碱固化剂的合成及性能研究》一文，在苯酚、甲醛改性乙二胺的反应中引入带有共轭键的长链桐油分子,从而提高了固化产物的柔顺性。首先使桐油与苯酚反应制成桐油苯酚取代物,然后该取代物再与乙二胺、甲醛反应制成酚醛改性乙二胺固化剂。戎鹏举,王新一等在2001年第3期《天津化工》第10-11页发表《改性胺类环氧树脂固化剂的研制》一文，用苯基苯酚生产中的副产物杂酚代替部分苯酚合成了酚醛改性脂肪胺环氧树脂固化剂，具有良好性能。可见针对单一固化剂来改良环氧树脂的性能及其固化速率是有前例可循，而利用多种固化剂协同效应的成果也必将可观。
发明内容
本发明所要解决的问题是：提供一种具有协同效应的环氧树脂快速固化体系，旨在提高环氧树脂的生产效率和改善其性能的问题。
本发明为解决上述问题所提供的技术方案为：种具有协同效应的环氧树脂快速固化体系，包括以下步骤：
步骤一：在35℃下分别测定单种固化剂固化环氧树脂的凝胶时间，得到最好的配比；
步骤二：在与步骤一相同的条件下测定两两组合固化剂固化环氧树脂的凝胶时间，发现相对于单种的，固化速率明显提高；
步骤三：测试在步骤二中凝胶时间最短的配方的试样条的弯曲强度。
优选的，(1)、所用环氧树脂：环氧树脂E-51；
(2)、所用固化剂：二乙烯三胺：NH2CH2CH2NHCH2CH2NH2；三乙烯四胺：NH2(C2H4NH)2C2H4NH2；593固化剂：(CH3)2NCH2CH2OCH2CH2N(CH3)2；T-31固化剂：苯酚、甲醛、乙二胺通过曼尼希反应制备；D230固化剂：CH3CH(NH2)CH2[OCH2CH(CH3)]nNH2。
与现有技术相比，本发明的优点是：环氧树脂作为应用领域最为广泛的一类热固性树脂，其的生产周期以及力学性能仍然备受关注；通过最常用的固化剂协同效应来改良这两方面，不会有引入其他物质因素的影响，既有一定的科学性又有深远的实践意义，同时为其他的树脂相关研究提供新思路。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明的流程框图；
具体实施方式
以下将通过实施例来详细说明本发明的实施方式，藉此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。
对比例1——二乙烯三胺固化剂固化E-51环氧树脂【参考配比：环氧树酯：固化剂＝100：(18-28)】
1)通过胺当量公式计算，用一次性透明塑料杯量取E-51环氧树脂：二乙烯三胺固化剂＝20g：1.9g，配置环氧树脂胶液同时预热恒温箱至35℃，，搅拌均匀，放入35℃恒温箱中加热固化，期间不断打开恒温箱检查其固化状态，进行三次重复实验，发现约39分49秒左右试样开始凝胶。
对比例2——三乙烯四胺固化剂固化E-51环氧树脂【参考配比：环氧树酯：固化剂＝100：(18-28)】
1)通过胺当量公式计算用一次性透明塑料杯量取E-51环氧树脂：三乙烯四胺固化剂＝20g：2.3g，配置环氧树脂胶液同时预热恒温箱至35℃，，搅拌均匀，放入35℃恒温箱中加热固化，期间不断打开恒温箱检查其固化状态，进行三次重复实验，发现约38分59秒左右试样开始凝胶。
实施例1——(二乙烯三胺-三乙烯四胺)
1)通过胺当量公式计算用一次性透明塑料杯量取E-51环氧树脂：二乙烯三胺型固化剂：三乙烯四胺型固化剂＝20g：1.48g：0.74g，配置环氧树脂胶液同时预热恒温箱至35℃，，搅拌均匀，放入35°恒温箱中加热固化，期间不断打开恒温箱检查其固化状态，进行三次重复实验，发现该配比试样都在约30分7秒后开始凝胶，相对二乙烯三胺缩短25.0％，相对三乙烯四胺缩短23.1％。
实施例2——(二乙烯三胺-T31)
1)通过胺当量公式计算用一次性透明塑料杯量取配比为E-51环氧树脂：二乙烯三胺型固化剂：T31型固化剂＝20g：1g：2.05g的树脂和固化剂，配置环氧树脂胶液同时预热恒温箱至35℃，，搅拌均匀，放入35°恒温箱中加热固化，期间不断打开恒温箱检查其固化状态，进行三次重复实验，发现该配比试样都在约21分31秒后开始凝胶，相对二乙烯三胺缩短46.3％
实施例3——(二乙烯三胺-593)
1)通过胺当量公式计算用一次性透明塑料杯量取配比为E-51环氧树脂：二乙烯三胺型固化剂：593型固化剂＝20g：1g：3.2g的树脂和固化剂，配置环氧树脂胶液同时预热恒温箱至35℃，，搅拌均匀，放入35°恒温箱中加热固化，期间不断打开恒温箱检查其固化状态，进行三次重复实验，发现该配比试样都在约21分36秒后开始凝胶，相对二乙烯三胺缩短46.0％。
实施例4——(三乙烯四胺-593)
1)通过胺当量公式计算用一次性透明塑料杯量取配比为E-51环氧树脂：三乙烯四胺型固化剂：593型固化剂＝20g：1.2g：2.3g的树脂和固化剂，配置环氧树脂胶液同时预热恒温箱至35℃，，搅拌均匀，放入35°恒温箱中加热固化，期间不断打开恒温箱检查其固化状态，进行三次重复实验，发现该配比试样都在约23分46秒后开始凝胶，相对二乙烯三胺缩短39.0％。
实施例1～实施例5的性能测试
不同固化剂固化的的式样条的弯曲性能测试数据见表1。
以上仅就本发明的最佳实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅局限于以上实施例，其具体结构允许有变化。凡在本发明独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明保护范围内。
表1

Claims (2)

1.一种具有协同效应的环氧树脂快速固化体系，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：在35℃下分别测定单种固化剂固化环氧树脂的凝胶时间，得到最好的配比；
步骤二：在与步骤一相同的条件下测定两两组合固化剂固化环氧树脂的凝胶时间，发现相对于单种的，固化速率明显提高；
步骤三：测试在步骤二中凝胶时间最短的配方的试样条的弯曲强度。
2.根据权利要求1所述的一种具有协同效应的环氧树脂快速固化体系，其特征在于：
(1)、所用环氧树脂：环氧树脂E-51；
(2)、所用固化剂：二乙烯三胺：NH2CH2CH2NHCH2CH2NH2；
三乙烯四胺：NH2(C2H4NH)2C2H4NH2；
593固化剂：(CH3)2NCH2CH2OCH2CH2N(CH3)2；
T-31固化剂：苯酚、甲醛、乙二胺通过曼尼希反应制备；
D230固化剂：CH3CH(NH2)CH2[OCH2CH(CH3)]nNH2。
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