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。     

环氧建筑结构胶热变形温度(HDT)的研究

采用不同改性脂肪胺、改性芳香胺和脂环胺类固化剂制备了环氧建筑结构胶,测定了固化物的热变形温度(HDT),探讨了影响结构胶HDT的因素。研究结果表明,选择改性芳香胺类和改性脂环胺类固化剂可以提高结构胶的HDT;同时,选用多官能团活性稀释剂比双官能团活性稀释剂制得的结构胶之耐温性高,选用双官能团活性稀释剂又比选用单官能团活性稀释剂制得的结构胶耐温性高。     

促进剂对低温固化剂-环氧树脂体系性能的影响

分别选用二乙烯三胺和间二甲苯二胺与甲醛、腰果酚按照不同比例反应制得13种改性胺环氧低温固化剂,通过剪切强度,反应活化能和固化度测定以及红外光谱分析研究了不同促进剂DMP-30用量对环氧树脂及上述胺体系的物理性能、固化过程及固化产物性能的影响。结果表明:DMP-30与环氧树脂/胺体系具有一定的匹配性,促进剂具有正负效应。对于环氧和改性胺反应配比n(腰果酚)∶n(间二甲苯二胺)∶n(醛)=1.0∶1.0∶1.0的体系而言,促进剂的最佳添加质量分数为2%。     

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。     

非离子型水性环氧树脂固化剂的合成与性能研究

采用低相对分子质量的环氧树脂E-51与聚醚-4000反应制备环氧改性聚醚加成物,再与多乙烯多胺进行反应制备胺封端的聚醚-环氧-胺加成物,最后采用单环氧化合物进行封端,合成非离子型水性环氧固化剂,实验表明工艺可行。对环氧E-51改性聚醚-4000合成过程中的各影响因素进行了研究,并对非离子型水性环氧固化剂的固化性能进行了评价。最佳配方与工艺为:n(环氧树脂E-51)∶n(聚醚-4000)2∶1,催化剂选用含三氟化硼(BF3)质量分数2%的乙醚溶液(60℃时加入,加入量为2%)。与现有的市售水性环氧固化剂固化性能相比,非离子型水性环氧固化剂固化的环氧体系的柔韧性和耐冲击性有大幅提高。     

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。     

环氧树脂低温固化剂的制备及性能测试

以苯酚、甲醛、四乙烯五胺及硫脲为原料合成了环氧树脂低温固化剂。通过固化时间、胺值及粘度等测试考察了原料配比、反应温度以及反应时间对固化剂性能的影响。结果表明,n(甲醛)∶n(四乙烯五胺)∶n(硫脲)∶n(苯酚)=1∶1.25∶1.2∶1,120℃下反应2.5 h合成出的固化剂,粘度为4.93 Pa·s,胺值(KOH)为381.24 mg/g,其与环氧树脂按照质量比1∶5混合并加入质量分数5%的DPM-30后,可在-12℃下13 h固化完全。     

双组分自增韧型环氧锚固胶的制备与性能研究

采用聚酰胺和改性芳香胺复配固化剂制备了自增韧型环氧锚固胶,通过适用期和力学性能测试研究了固化剂、气相白炭黑、水泥、超细石英粉及偶联剂用量对锚固胶性能的影响。结果表明,当m(环氧树脂)∶m(改性芳香胺固化剂)∶m(聚酰胺固化剂)∶m(气相白炭黑)∶m(紫外线吸收剂)∶m(KH-550)∶m(水泥)∶m(超细石英粉)=100∶30∶20∶2∶0.5∶5∶125∶125时,制备的自增韧型环氧锚固胶的综合性能最好。适用期为50 min、劈裂拉伸强度为14 MPa、弯曲强度为57 MPa,呈非碎裂破坏形式,压缩强度为84 MPa,粘接剪切强度为15 MPa,带肋钢筋拉拔强度为20 MPa,完全满足锚固胶的性能要求。     

低共熔点芳胺固化环氧树脂动力学研究

采用低熔点的间苯二胺(m-PDA)对新型固化剂长链柔性芳香胺(LCDA)进行物理共混改性,得到了1种低共熔点的芳胺环氧固化剂。n(m-PDA)∶n(LCDA)=1∶1时,混合物具有低共熔温度为50.9℃。研究了该低共熔点芳胺与环氧树脂(E-51)的固化行为,根据Melak方法和Kissinger方法确定了体系的固化动力学模型及固化动力学参数。结果表明:该体系的固化动力学模型符合n级固化反应方程,其表观活化能△E为54.49 kJ/mol,频率因子A为7.28×105和反应级数n为0.813。此外,运用外推法得体系起始固化温度Tgel为110℃,恒温固化温度Tcure为150℃,后处理温度Ttreat为185℃,还对体系的固化工艺进行了探讨。