一种新型环氧树脂潜伏性固化剂二苯基双胍的合成与性能

设计并合成了一种环氧树脂潜伏性固化剂二苯基双胍。采用FTIR和1HNMR表征了固化剂的化学结构,并通过DSC分析得到环氧树脂与固化剂的最佳质量配比为5∶1,固化活性实验及凝胶实验分析得到最佳固化温度为130℃,储存期为室温下30 d,拉伸实验分析了固化物的抗拉强度可达38.07 MPa,采用TG测试得到固化物的热分解温度超过270℃。结果表明,与双氰胺环氧树脂固化体系相比,该固化剂和环氧树脂有更好的相容性,潜伏性良好,其固化温度降低30℃以上,固化物有更优异的力学性能和良好的热稳定性。     

一种新型改性双氰胺固化剂的合成及性能研究

用对甲基苯胺对双氰胺进行改性,制备了一种新型的改性双氰胺固化剂—对甲基苯基双胍盐酸盐,对合成条件进行了优化,并就其对固化环氧树脂E-44的固化性能进行了初步研究。结果表明,作为环氧树脂固化剂单独使用时,对甲基苯基双胍盐酸盐固化体系的固化温度为122℃,比双氰胺体系固化温度(180℃)降低了近60℃,并且室温下有40d以上的储存期。而且与双氰胺不同,改性后的双氰胺极易与环氧树脂互溶。对产物进行DSC分析,并确定固化工艺为80℃/2h+100℃/1h。     

新型潜伏性固化剂的合成及性能

利用9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)的亲核特点,将其与双氰胺进行加成反应,合成了一种潜伏性固化剂,并将其与环氧树脂进行固化反应。用FTIR、1H NMR分析了固化剂的结构;用DSC、TG分析了固化剂和固化体系的热性能。结果表明,与双氰胺相比,固化剂的熔点降低了近100℃,固化温度下降近40℃;优化了固化工艺参数;考察了体系的潜伏性和难燃特性,其储存期超过100 d,LOI达到22。     

新型潜伏性固化剂的合成及性能

利用9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物（DOPO）的亲核特点,将其与双氰胺进行加成反应,合成了一种潜伏性固化剂,并将其与环氧树脂进行固化反应。用FTIR、¹H NMR分析了固化剂的结构;用DSC、TG分析了固化剂和固化体系的热性能。结果表明,与双氰胺相比,固化剂的熔点降低了近100℃,固化温度下降近 40℃;优化了固化工艺参数;考察了体系的潜伏性和难燃特性,其储存期超过100 d,LOI达到22。     

对甲基苯胺改性双氰胺环氧固化剂的合成及性能

用对甲基苯胺对双氰胺进行改性,制备了一种新型的改性双氰胺固化剂,对合成条件进行了优化,并对其固化环氧树脂条件进行了研究。结果表明,对甲基苯胺改性双氰胺的较佳工艺条件为对甲苯胺和水的物质的量比定为1∶1.5,双氰胺和苯胺的物质的量比为1∶1,转速为一档,于90℃,反应3h,收率85%。通过测试涂层硬度来考察固化工艺与性能。作为环氧树脂固化剂单独使用时,固化温度为110℃,比双氰胺体系固化温度160℃降低了近50℃,对甲基苯胺改性双氰胺固化温度高于120℃时,涂膜硬度大于双氰胺固化温度为160℃时涂膜硬度。     

苯甲醛改性双氰胺环氧固化剂的研究

用苯甲醛对双氰胺进行改性,制备了一种新型改性双氰胺固化剂。对合成条件进行了优化,并对其固化条件进行了研究。结果表明,苯甲醛改性双氰胺的较佳工艺条件为p H值3~4,苯甲醛与双氰胺物质的量比为1∶1.5,于95℃,反应2 h,收率65.67%。通过测试涂层硬度来考察固化工艺与性能。作为环氧树脂固化剂单独使用时,与环氧树脂的质量比为1∶10,固化温度为130℃,固化8 h,涂膜硬度HV1=47.52。比双氰胺体系固化温度(160℃)降低了30℃。     

对甲苯基双胍盐酸盐的合成及性能研究

以对甲苯胺为原料对双氰胺进行改性,合成了一种新型的改性双氰胺固化剂——对甲基苯基双胍盐酸盐。利用DSC方法考察了产物固化环氧树脂E-44体系的固化性能,结果表明,作为环氧树脂固化剂单独使用时,固化温度比双氰胺体系(180℃)降低了近60℃。确定固化工艺为80℃/2 h 100℃/1 h。     

邻甲基苯胺改性双氰胺环氧固化剂的合成及性能研究

用邻甲基苯胺对双氰胺进行改性,制备了一种新型的改性双氰胺固化剂。对合成条件进行优化,并对其固化条件进行了研究。结果表明,邻甲基苯胺改性双氰胺的较佳工艺条件为:邻甲苯胺与盐酸的物质的量比为1∶1.1,邻甲苯胺与双氰胺的物质的量比为1∶1.4,于90℃反应3.5 h,收率为87.01%,原料利用率为74.74%。通过测试涂层硬度来考查固化工艺与性能。结果表明,作为环氧树脂固化剂单独使用时,质量比1∶10,固化温度为130℃,HV1=35.98比双氰胺体系固化温度降低了30℃。     

萘二异氰酸酯钝化咪唑衍生物的制备与促进性能

合成了萘二异氰酸酯钝化咪唑化合物NI,并使用FTIR表征了其结构,对环氧树脂/双氰胺/NI体系的固化促进机理、固化活性、转化率、反应动力学、耐热性能和贮存性能进行了研究。结果表明,环氧树脂/双氰胺/NI体系具有良好的固化活性,与未加促进剂的体系相比,特征温度降低了50~60℃左右。环氧树脂/双氰胺/NI体系的表观活化能为89.33kJ/mol,反应级数约为一级。当使用2phr NI时,固化物的Tg可达148.7℃,同时促进剂的含量对体系耐热性能影响不大。该体系在室温下具有良好的贮存稳定性。     

新型咪唑类环氧固化剂性能研究

用合成的2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑(APABI)作为环氧树脂固化剂,并与其他固化剂作性能对比。新型固化剂/环氧树脂体系能中温短时(150℃、2h)固化,固化物具有良好的耐热性,初始热分解温度在400℃以上。     

Study on reaction kinetics of epoxy resin cured by a modified dicyandiamide

To improve the disadvantage of the low reactivity and reduce the high curing temperature of epoxy resin cured by dicyandiamide (DICY), DICY is chemically modified with phenyl hydrazine and a new curing agent, LB‐A, is developed in this research. The structure, the curing behavior, and reaction kinetics of LB‐A curing epoxy resin are investigated. Results show that the DICY is modified successfully and the well‐defined structure of DICY is destroyed after modification. Consequently, a new curing agent in a noncrystal form is resulted. Thereupon, the reactivity and compatibility between the epoxy resin and the curing agent are improved appreciably using LB‐A instead of DICY. Meanwhile, the curing temperature and activation energy of the curing reaction decrease outstanding, whereas the rate constant increases remarkably. In addition, the compressive strength and the adhesive strength in shear by tension loading of the resulting epoxy resins have been increased using LB‐A instead of DICY as the curing agent. © 2012 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci., 2013     

咪唑促进双氰胺固化环氧树脂体系固化动力学

采用差示扫描量热(DSC)法研究了2-乙基-4-甲基咪唑(2E4MI)的含量对双氰胺(DICY)固化环氧树脂体系固化动力学的影响。非等温DSC测试结果表明,2E4MI能大幅度降低DICY固化环氧树脂所需要的温度和活化能,从而加快反应的进行。当2E4MI用量为0.2份时,活化能最低为84.2 kJ/mol且整体活化能随固化度的变化较小、固化更均匀。在2E4MI最佳用量(0.2份)下对固化体系进行等温DSC以及潜伏性测试,结果表明,该体系在160℃下20 min内可完成固化,室温储存15 d的固化度仅为0.146,说明其适合用作快速固化环氧树脂储存体系。     

改性双氰胺衍生物环氧固化剂的制备及性能研究

分别采用环氧丙烷、环氧丙烷丁基醚(501)和环氧树脂(EP)对双氰胺(DICY)进行改性,制备了一系列新型的改性DICY衍生物作为EP固化剂,并对改性DICY/EP固化体系的性能进行了初步研究。结果表明:当反应温度为95～105℃、n(DICY)∶n(环氧丙烷)=1∶1.1和n(DICY)∶n(501)=1∶1.3时,环氧丙烷改性DICY(反应3.0 h左右)和501改性DICY(反应3.0～4.0 h)的收率较高;EP改性DICY的最佳反应条件为反应温度105℃左右、反应时间4.0 h左右和n(DICY)∶n(EP)=1∶1.3。环氧丙烷(或501)改性DICY在室温时具有一定的潜伏性,与EP的相容性得到明显改善,并且其固化体系的起始放热温度比DICY体系降低了近40℃(或30℃);EP改性DICY具有较好的潜伏性(与DICY相当),并且极易溶于EP中,但其固化体系的起始放热温度稍低于DICY体系。     

马来海松酸酐的合成及其固化反应特性研究

松香与亲二烯体进行Diels-Alder反应合成了环氧树脂固化剂马来海松酸酐,利用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、热重分析仪(DTA)、拉力机等分析测试手段,对环氧树脂/马来海松酸酐体系固化产物的特性进行了研究。结果表明,环氧树脂/马来海松酸酐固化体系在100℃/2h、120℃/2h、150℃/5h、质量比为1:0.8的条件下可完全固化。固化产物的平均剪切强度17.3MPa,热分解温度可达371.5℃,与甲基四氢苯酐(Me-TH-PA)/环氧固化物相比,分别高3.74MPa,6.1℃。该产物可望在环氧树脂中高温固化领域得到广泛应用。     

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。     

TDE-85/DICY/取代脲中温固化体系的固化动力学

采用DSC研究了以双氰胺/取代脲为潜伏型中温固化体系的三官能团环氧树脂TDE-85的固化反应动力学,探讨了反应机理并确定了最佳的固化工艺参数。结果表明,固化温度<140℃时,受扩散效应和双氰胺在环氧树脂中溶解速率的影响,体系的等温固化行为与自催化模型存在偏差;固化温度>150℃后,体系的等温固化行为可用自催化反应模型很好地描述,其表观活化能为86.33 kJ/mol,指前因子为2.68×1010,总反应级数(m+n)为2～3。综合变温DSC和等温DSC的实验结果,可确定体系的最佳固化工艺条件为:120℃下预固化1 h后再升温至150℃保温1 h。     

N-对羧苯基马来亚胺固化邻甲酚醛环氧树脂

合成了N-对羧基苯基马来酰亚胺,并将其用作邻甲酚醛环氧树脂的固化剂。对固化产物的热分析结果表明:N-对羧基苯基马来酰亚胺可明显提高邻甲酚醛环氧树脂的耐热性能,固化产物的起始热分解温度为278℃,分解10%时的温度为348℃,700℃时的残炭分数为45%。