液化双氰胺环氧树脂固化剂的制备与研究

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环氧树脂胶粘剂具有良好的粘附性和适用性,而且对环境和人体的危害较小。其中潜伏型固化剂能够与环氧树脂配制成单组份胶粘剂,可以简化生产工艺,而且适应大规模工业化生产。因此,研究新型的潜伏型固化剂,并与环氧树脂配制成单组份胶粘剂,具有重要的现实意义和经济价值。然而,作为最常用的潜伏型环氧树脂固化剂,双氰胺存在着固化温度高、与环氧树脂相溶性较差等不足。针对这些问题,本文以三种环氧树脂活性稀释剂对双氰胺进行改性,制备液化潜伏型固化剂,并对其结构和性能进行了表征。  以丁基缩水甘油醚(BGE)和双氰胺(DICY)为反应原料,合成了液化双氰胺潜伏型环氧树脂固化剂。采用红外光谱(FTIR)和核磁共振波谱(1HNMR)对改性双氰胺的结构进行了表征,并通过DSC、粘接强度和粘度测定等方法对固化体系的性能进行了研究。改性双氰胺固化环氧树脂DSC曲线中放热峰的峰顶温度为182.82℃;当加入0.5phr的促进剂2-乙基-4-甲基咪唑后,DSC曲线中放热峰的峰顶温度降低到147.65℃。不添加任何促进剂时,改性双氰胺固化环氧树脂E-51(150℃、0.5h)的效果较差;分别加入0.3phr咪唑、0.5phrEMI和0.8phr咪唑镍盐(NiCl2-Im)后,固化效果得到了明显改善。另外,不加任何促进剂时,固化体系的粘度在室温下储存9天以后开始增大。  用苯基缩水甘油醚(PGE)改性双氰胺制备了液化潜伏型环氧树脂固化剂,并采用FTIR、1HNMR、DSC、粘接强度和粘度测定等方法对改性产物的结构以及固化体系的性能进行了研究。不添加促进剂时,改性产物固化环氧树脂DSC曲线中放热峰的峰顶温度为173.27℃,而且固化E-51(150℃、0.5h)的效果良好,粘接强度可达4.96MPa;加入0.5份的EMI作固化促进剂后,DSC曲线中放热峰的峰顶温度降低到149.22℃,同时改性产物固化E-51和甘油环氧树脂的粘接强度分别为8.01和4.79MPa。另外,不添加任何促进剂时,固化体系的粘度在室温下储存7天以后开始增大。  以苄基缩水甘油醚和双氰胺为原料,制备了液化双氰胺潜伏型环氧树脂固化剂,并对改性产物的结构以及固化体系的性能进行了研究。不添加促进剂时,改性固化剂固化环氧树脂DSC曲线中放热峰的峰顶温度为177.01℃,而且固化E-51(150℃、0.5h)的效果良好,粘接强度可达4.01MPa;加入0.5份的EMI作固化促进剂后,DSC曲线中放热峰的峰顶温度降低到156.60℃,同时固化E-51和甘油环氧树脂的粘接强度分别为7.55和4.67MPa。另外,不添加任何促进剂时,固化体系的粘度在室温下储存10天以后开始增大。  三种液化潜伏型环氧树脂固化剂中,苯基缩水甘油醚改性双氰胺的反应活性较高,而且与环氧树脂的相溶性良好,具有最高的粘接强度,有一定的工业应用前景。  本文系统地研究了三种液化双氰胺潜伏型环氧树脂固化剂的制备及性能,迄今为止未见报道。
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