环氧树脂固化剂固化条件及配方.docx

1、环氧树脂固化剂固化条件及配方环氧树脂固化剂固化条件及配方(一) 表1-1 多胺固化剂的性质 类别名称略称密度/gml-1室温状态黏度/Pas熔点/脂肪胺二乙烯三胺DETA0.954液态0.005-三乙烯四胺TETA0.98液态0.019-四乙烯五胺TEPA1.00液态0.001-二乙氨基丙胺DEPA-液态-乙二胺EDA-液态-聚酰胺-多胺-基于胺值不同，可由半固态至液态半固态(胺值90)液态1.02.5（胺值600）-脂环族孟烷二胺MDA-液态0.019-异佛尔酮二胺IPDA0.924液态0.018-N-氨乙基哌嗪N-AEP-液态-3,9-双(3-胺丙基)-2,4,8,10-四氧杂螺十一烷加合

2、物ATU加合物-液态-脂肪族双(4-胺基-3-甲基环己基)甲烷-0.945液态因加合物种类而异-双(4-胺基环己基)甲烷-0.95固态0.0640芳香族间苯二甲胺m-XDA1.05结晶体液体-二氨基二苯基甲烷DDM1.05固体-89二氨基二苯基砜DDS1.33固体-175间苯二胺m-PDA0.95固体-62其他双氰胺DICY-固体-207210己二酸二酰肼AADH-固体-180表1-2 BA树脂与多胺固化剂的固化条件、性能及应用类别名称胺当量(固化剂)(%) 适用期标准固化条件HDT/特点用途优点缺点粘层浇涂接压铸料脂肪胺DETA20.6510820min常温4天+10030min90125低

3、黏度、室温速固适用期短、白化现象TETA24.461292030min常温4天+10030min98124各种机械性能均衡毒性(分子质量愈小毒性愈大)TEPA27.1714122040min常温7天+10030min115室温固化、长的适用期低温性能、电性能耐热性低，耐药品性毒性DEPA65粘接8浇注4层压614h654h+1151h85-聚酰胺-多胺-90600-0.54h因胺值而不同常温7天+602h55113配比范围宽，机械性能均衡，粘接性、耐水性耐热性，耐药品性脂环胺MDA42.5226h802h+13030min148158低黏度、耐热性、耐稳定性因吸收CO2而发泡IPDA41241

4、h804h+1501h-与MDA同与MDA同在室温下只固化至B-阶段与DE-TA、TETA同N-AEP4320222030min常温3天+20030min110120与DETA、TETA同冲击性与MDA同在室温下只固化至B-阶段与DE-TA、TETA同ATU加合物45133-12h常温7天+602h5581适用长期、速固，配比宽，可挠性、粘接性、透明无色固化物耐热性-60-3h802h+1502h155160耐热性、高温机械性，高温电性能-53-603h+1502h150耐热性、高温机械性，高温电性能-芳香胺m-XDA34.1161820min常温7天+601h130150常温固化，使用期长、

5、耐热性因吸收CO2而发泡DDM49.625308h802h+1504h150耐热性、电性能、耐药品性混合操作，固化物着色m-PDA3414166h802h+1504h150类似DDM类似DDMDDS62.13035约1年1102h+2004h180190适用期长，耐热性混合操作，混合物高黏其他DICY20.9-612月1601h+18020min125潜伏性，半固化物贮存稳定混合操作，高温固化AADH-潜伏性，可挠性混合操作 方括号中为标准用量 室温，样品量100g =良好 =差 表1-3 不同类型固化剂-环氧树脂固化物性能比较固化剂(固化剂)(%)凝胶时间/min固化周期热变形温度/抗压强度

6、/MPa抗压模量/GPa压缩形变(%)DETA123025凝胶+1002h122115.353.57-薄荷烷二胺(或MDA)224801002h+2003h151133.862.688.0N-AEP20203025凝胶+1502h11094.131.9210.5聚酰胺树脂10018025凝胶+1203h5849.431.4113.0固化剂抗拉强度/MPa抗拉模量/GPa断裂伸长率/%介电强度/kVmm-1介电常数23,60Hztan耐化学性,质量增量(%)60Hz103Hz沸丙酮3h沸水24hDETA74.832.816.318.324.10.0150.0200.630.51薄荷烷二胺(或MD

7、A)61.783.022.918.125.30.0050.0181.701.51N-AEP65.902.758.815.763.00.0180.025破坏2.80聚酰胺树脂37.761.689.02.763.20.0350.033破坏3.60 所用原料树脂：环氧当量=180195的双酚A型环氧树脂；凝胶时间在23用药1.1L舞料测定。表1-4 二乙烯三胺的质量分数对固化物的硬度及耐化学腐蚀性能的影响(二乙烯三胺)不同温度下的巴科尔硬度沸水中3h沸丙酮中3h后256080100120巴科尔硬度增重(%)巴科尔硬度增重(%)6330-250.8207.44734180-270.7003.66835

8、26120-310.48121.66938251610310.45250.8010372618100320.44310.5211382621100330.49350.541236272280310.46350.201334271650300.48350.26 所用树脂为环氧当量为190的双酚A型环氧树脂，室温凝胶后在110固化4h。理论计算二乙烯三胺质量分数=10.8%。 表1-5 分别用三乙烯四胺、低分子聚酰胺树脂固化东都化成YD型环氧树脂的性能对比树脂型号(三乙烯四胺)/%(低分子聚酰胺)/%使用期/min抗弯强度/MPa抗拉强度/MPa抗压强度/MPa粘结力/MPa硬度(洛氏)热变形温度

9、/冲击韧性/(kJm-2)M级P级YD-11510-5061.7835.30100.030.61-37461.6-5013040.2137.2750.997.5572-392.3YD-12710-5044.1322.56109.343.92-60541.1-5013056.8836.2862.966.0877-422.0YD-12810-546.1924.52113.764.12-61551.2-5013076.4939.2362.376.3780-432.1 固化测试条件：100g树脂配料，20固化7d后测定强度。热变形温度为负荷2.5kg 14d后测定，低分子聚酰胺胺值为350。表1-6

10、在24下环氧树脂的环氧基残留量固化时间/h环氧基残留量/(%)固化时间/h环氧基残留量/(%)0100.09541.7292.512441.226.545.512540.83143.9-表1-7 固化温度与剪切强度的关系固化温度/固化时间/h抗剪强度/MPa固化温度/固化时间/h抗剪强度/MPa202560.012.3950.540.0-360.020.01450.542.0表1-8 芳胺的影响芳胺名称芳胺用量(m)/g热变形温度/无080间苯二胺3.81044,4-二氨基二苯甲烷6.593表1-9 KH-514胶粘剂的耐老化性能老化项目室温抗剪强度/MPa60抗剪强度/MPa不均匀扯离强度/

11、kNm-1老化前25.020.05360，30天25.225.4-60，相对湿度98%，30天26.722.0-广州地区，3年大气老化23.416.331海水，30天22.422.2-煤油，135天22.621.6-丙酮，135天19.617.4-酒精，135天17.217.6-表1-10 低分子聚酰胺固化物性能固化剂热变形温度/抗弯强度/MPa抗弯模量/GPa抗拉强度/MPa断裂伸长率/%冲击韧度/(kJm-2)巴氏强度V-11545771.6428-5060V-1257085911051.82.2568-6575V-140110115982.256-1.12.76971V-115：n(二聚

12、酸)：n(DTA)=2：3；胺值238V-125：m(二聚酸)：n(DTA)=1：2；胺值345V-140：m(二聚酸)：n(DTA)=1：2；胺值375表1-11 脂环族多元胺的固化物性能固化剂(%)热变形温度/抗弯强度/MPa抗弯模量/GPa抗拉强度/MPa断裂伸长率(%)冲击韧度/kJm-2硬度(洛氏M)介质常数50Hz,23功率因数50Hz,23体积电阻率/cmC-260331301501072.6477-4.00.00521016MDA622148158109123-642.91.62.2105-IPDA241491254.30733.6-3.80.00211016HM3015010

13、0-50-1083.1-11016N-AEP20100120100-648.85.46.595105-m-XDA16181301501243.07756.7-4.00.00521016表1-12 芳香胺二胺的固化物性能固化剂(%)热变形温度/抗弯强度/MPa抗弯模量/GPa抗压强度/MPa抗拉强度/MPa断裂伸长率(%)冲击韧度/kJm-2硬度(洛氏M)介质常数50Hz,23功率因数50Hz,23体积电阻率/cmm-PDA14151551093.274563.01.11.61083.30.007-DDM27301551232.774574.41.62.71064.40.00411015DDS3

14、5401751263.0-603.3-110-m(PDA):m(DDM)=6:4201501153.174564.82.71051104.50.00611016m(DDM)m(IPDA)=4:625155116-3.40.012-表1-13 芳香胺固化环氧树脂的耐化学腐蚀性能化学药品用间苯二胺固化用二氨基二苯基砜固化试样外观变化抗弯强度/MPa试样外观变化抗弯强度/MPa初始180天后初始180天后25%HCl(54浸泡)稍绿135.92111.89稍有发黑122.8862.4725%CH3COOH无变化135.92126.34无变化122.88105.03100%三氯乙烯无变化135.921

15、05.03无变化122.8891.996%NaOCl严重粉化135.92135.23严重粉化122.88127.38蒸馏水无变化135.92127.68无变化122.88127.0050%NaOH(82浸泡)表面稍发暗135.92143.47稍发暗122.88118.7625%H2SO4表面稍发暗135.92102.97边缘稍有发黑122.88111.8925%HCl表面发黑135.92107.09相当的发黑122.8858.3540%甲醛边缘稍有溶胀135.9298.85边缘稍有溶胀122.88108.4625%锘酸铝稍有粉化135.92125.62表面稍有痕迹122.88107.7828.

16、5%硫酸铝稍有发黑135.92129.74无变化122.88118.07表1-14 酰基胍类促进剂固化性能促进剂固化时间/min抗剪强度/MPa促进剂固化时间/min抗剪强度/MPa乙酰胍1031.8乙酰胍1016.12038.52031.14040.64040.1表1-15 酰肼的熔点、使用期及固化物差热分析酰肼固化剂熔点/使用期/天差热分析起始温度/放热峰/琥珀酸酰肼(SuADH)163120161165己二酸酰肼(AADH)180120161167间苯二酸酰肼(IPADH)212120150154160对一羟基安息香酸酰肼(POBH)248120153161水杨酸酰肼(SaAH)1511

17、52496130苯基氨基酸酰肼(PAPAH)93952115150DICY207208300178182表1-16 有机酸酰肼固化环氧树脂铁-铁粘接的剪切强度固化剂固化条件1500.5h1501h1502h1700.5hSuADH16.5-14.4AADH凝胶25.0-IPADH凝胶20.0-POBH凝胶23.5-PAPAH凝胶27.5-DICY液态液态16.422.6表1-17 国产的某些改性胺固化剂的质量指标商品牌号色泽胺值/(mgKOHg-1)黏度(40)/(Pas)TY-200182155100800TY-203142002020100TY-300183151520100TY-3051

18、17350200.210TY-650152002010100TY-65115400200.210TY-60016650200.1TG-01110100n(丙烯腈):n(DTA)=2:1-5058860950630770-1.522.127896表1-21 胺加合物(由环氧乙烷、环氧丙烷制)的固化物性能固化剂使用期/min(50g料,25)热变形温度/抗压强度/MPa抗拉强度/MPa抗弯强度/MPa抗弯模量/GPaN,N-双(羟乙基)DTA()2458316841023.5N,N-双(羟丙基)DTA()2968291951163.7N,N-双(羟乙基)TTA()2876291911092.8N-(羟乙基)DTA()199628810598