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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/g•ml-1 室温状态 黏度/Pa•s 熔点/℃
脂肪胺 二乙烯三胺 DETA 0.954 液态 0.005 -
三乙烯四胺 TETA 0.98 液态 0.019 -
四乙烯五胺 TEPA 1.00 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1.0～2.5（胺值600） -
脂环族 孟烷二胺 MDA - 液态 0.019 -
异佛尔酮二胺 IPDA 0.924 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 0.06 40
芳香族 间苯二甲胺 m-XDA 1.05 结晶体液体 - -
二氨基二苯基甲烷 DDM 1.05 固体 - 89
二氨基二苯基砜 DDS 1.33 固体 - 175
间苯二胺 m-PDA 0.95 固体 - 62
其他 双氰胺 DICY - 固体 - 207～210
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 ω(固化剂)(%) ① 适用期② 标准固化条件 HDT/℃ 特点 用途③
优点 缺点 粘层浇涂接压铸料
脂肪胺 DETA 20.6 5～10[8] 20min 常温×4天+100℃×30min 90～125 低黏度、室温速固 适用期短、白化现象 ○○○○
TETA 24.4 6～12[9] 20～30min 常温×4天+100℃×30min 98～124 各种机械性能均衡 毒性(分子质量愈小毒性愈大) ○○○○
TEPA 27.1 7～14[12] 20～40min 常温×7天+100℃×30min 115 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 ○○○○
DEPA 65 粘接8浇注4层压6 1～4h 65℃×4h+115℃×1h 85 - - ○○○×
聚酰胺-多胺 - 90～600 - 0.5～4h因胺值而不同 常温×7天+60℃×2h 55～113 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 MDA 42.5 22 6h 80℃×2h+130℃×30min 148～158 低黏度、耐热性、耐稳定性 因吸收CO2而发泡 ○○○×
IPDA 41 24 1h 80℃×4h+150℃×1h - 与MDA同 与MDA同在室温下只固化至B-阶段与DE-TA、TETA同 ×○○×
N-AEP 43 20～22 20～30min 常温×3天+200℃×30min 110～120 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 45～133 - 1～2h 常温×7天+60℃×2h 55～81 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 - 3h 80℃×2h+150℃×2h 155～160 耐热性、高温机械性，高温电性能 - ×○○○
- 53 - - 60℃×3h+150℃×2h 150 耐热性、高温机械性，高温电性能 - ×○○○
芳香胺 m-XDA 34.1 16～18 20min 常温×7天+60℃×1h 130～150 常温固化，使用期长、耐热性 因吸收CO2而发泡 ○×××
DDM 49.6 25～30 8h 80℃×2h+150℃×4h 150 耐热性、电性能、耐药品性 混合操作，固化物着色 ○○○○
m-PDA 34 14～16 6h 80℃×2h+150℃×4h 150 类似DDM 类似DDM ○○○×
DDS 62.1 30～35 约1年 110℃×2h+200℃×4h 180～190 适用期长，耐热性 混合操作，混合物高黏 ○○○×
其他 DICY 20.9 - 6～12月 160℃×1h+180℃×20min 125 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 ○○×○
①方括号中为标准用量
②室温，样品量100g
③○=良好 ×=差
表1-3 不同类型固化剂-环氧树脂固化物性能比较①
固化剂 ω(固化剂)(%) 凝胶时间/min 固化周期 热变形温度/℃ 抗压强度/MPa 抗压模量/GPa 压缩形变(%)
DETA 12 30 25℃凝胶+100℃×2h 122 115.35 3.57 -
薄荷烷二胺(或MDA) 22 480 100℃×2h+200℃×3h 151 133.86 2.68 8.0
N-AEP 20 20～30 25℃凝胶+150℃×2h 110 94.13 1.92 10.5
聚酰胺树脂 100 180 25℃凝胶+120℃×3h 58 49.43 1.41 13.0
固化剂 抗拉强度/MPa 抗拉模量/GPa 断裂伸长率/% 介电强度/kV•mm-1 介电常数23℃,60Hz tanσ 耐化学性,质量增量(%)
60Hz 103Hz 沸丙酮3h 沸水24h
DETA 74.83 2.81 6.3 18.32 4.1 0.015 0.020 0.63 0.51
薄荷烷二胺(或MDA) 61.78 3.02 2.9 18.12 5.3 0.005 0.018 1.70 1.51
N-AEP 65.90 2.75 8.8 15.76 3.0 0.018 0.025 破坏 2.80
聚酰胺树脂 37.76 1.68 9.0 2.76 3.2 0.035 0.033 破坏 3.60
①所用原料树脂：环氧当量=180～195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①
ω(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
25℃ 60℃ 80℃ 100℃ 120℃ 巴科尔硬度 增重(%) 巴科尔硬度 增重(%)
6 33 0 - - - 25 0.82 0 7.44
7 34 18 0 - - 27 0.70 0 3.66
8 35 26 12 0 - 31 0.48 12 1.66
9 38 25 16 1 0 31 0.45 25 0.80
10 37 26 18 10 0 32 0.44 31 0.52
11 38 26 21 10 0 33 0.49 35 0.54
12 36 27 22 8 0 31 0.46 35 0.20
13 34 27 16 5 0 30 0.48 35 0.26
①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①
树脂型号 ω(三乙烯四胺)/% ω(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/℃ 冲击韧性/(kJ•m-2)
M级 P级
YD-115 10 - 50 61.78 35.30 100.03 0.61 - 37 46 1.6
- 50 130 40.21 37.27 50.99 7.55 72 - 39 2.3
YD-127 10 - 50 44.13 22.56 109.34 3.92 - 60 54 1.1
- 50 130 56.88 36.28 62.96 6.08 77 - 42 2.0
YD-128 10 - 5 46.19 24.52 113.76 4.12 - 61 55 1.2
- 50 130 76.49 39.23 62.37 6.37 80 - 43 2.1
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 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/(%)
0 100.0 95 41.7
2 92.5 124 41.2
26.5 45.5 125 40.8
31 43.9 - -
表1-7 固化温度与剪切强度的关系①
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/MPa
20～25 60.0 12.3 95 0.5 40.0
- 360.0 20.0 145 0.5 42.0
表1-8 芳胺的影响①
芳胺名称 芳胺用量(m)/g 热变形温度/℃
无 0 ～80
间苯二胺 3.8 104
4,4'-二氨基二苯甲烷 6.5 93
表1-9 KH-514胶粘剂的耐老化性能
老化项目 室温抗剪强度/MPa 60℃抗剪强度/MPa 不均匀扯离强度/kN•m-1
老化前 ≥25.0 ≥20.0 ≥53
60℃，30天 25.2 25.4 -
60℃，相对湿度98%，30天 26.7 22.0 -
广州地区，3年大气老化 23.4 16.3 31
海水，30天 22.4 22.2 -
煤油，135天 22.6 21.6 -
丙酮，135天 19.6 17.4 -
酒精，135天 17.2 17.6 -
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/(kJ•m-2) 巴氏强度
V-115① 45 77 1.6 42 8 - 50～60
V-125② 70～85 91～105 1.8～2.2 56 8 - 65～75
V-140③ 110～115 98 2.2 56 - 1.1～2.7 69～71
①V-115：n(二聚酸)：n(DTA)=2：3；胺值238
②V-125：m(二聚酸)：n(DTA)=1：2；胺值345
③V-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 ω(%) 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/kJ•m-2 硬度(洛氏M) 介质常数50Hz,23℃ 功率因数50Hz,23℃ 体积电阻率/Ω•cm
C-260 33 130～150 107 2.64 77 - - - 4.0 0.005 2×1016
MDA 6～22 148～158 109～123 - 64 2.9 1.6～2.2 105 - - -
IPDA 24 149 125 4.30 73 3.6 - - 3.8 0.002 1×1016
HM 30 150 100 - 50 - - 108 3.1 - 1×1016
N-AEP 20 100～120 100 - 64 8.8 5.4～6.5 95～105 - - -
m-XDA 16～18 130～150 124 3.07 75 6.7 - - 4.0 0.005 2×1016
表1-12 芳香胺二胺的固化物性能
固化剂 ω(%) 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/kJ•m-2 硬度(洛氏M) 介质常数50Hz,23℃ 功率因数50Hz,23℃ 体积电阻率/Ω•cm
m-PDA 14～15 155 109 3.2 74 56 3.0 1.1～1.6 108 3.3 0.007 -
DDM 27～30 155 123 2.7 74 57 4.4 1.6～2.7 106 4.4 0.004 1×1015
DDS 35～40 175 126 3.0 - 60 3.3 - 110 - - -
m(PDA):m(DDM)=6:4 20 150 115 3.1 74 56 4.8 2.7 105～110 4.5 0.006 1×1016
m(DDM)m(IPDA)=4:6 25 155 116 - - - - - - 3.4 0.012 -
表1-13 芳香胺固化环氧树脂的耐化学腐蚀性能①
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%②HCl(54℃浸泡) 稍绿 135.92 111.89 稍有发黑 122.88 62.47
25%CH3COOH 无变化 135.92 126.34 无变化 122.88 105.03
100%三氯乙烯 无变化 135.92 105.03 无变化 122.88 91.99
6%NaOCl 严重粉化 135.92 135.23 严重粉化 122.88 127.38
蒸馏水 无变化 135.92 127.68 无变化 122.88 127.00
50%NaOH(82℃浸泡) 表面稍发暗 135.92 143.47 稍发暗 122.88 118.76
25%H2SO4 表面稍发暗 135.92 102.97 边缘稍有发黑 122.88 111.89
25%HCl 表面发黑 135.92 107.09 相当的发黑 122.88 58.35
40%甲醛 边缘稍有溶胀 135.92 98.85 边缘稍有溶胀 122.88 108.46
25%锘酸铝 稍有粉化 135.92 125.62 表面稍有痕迹 122.88 107.78
28.5%硫酸铝 稍有发黑 135.92 129.74 无变化 122.88 118.07
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 10 31.8 乙酰胍 10 16.1
20 38.5 20 31.1
40 40.6 40 40.1
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) 163 120 161 165
己二酸酰肼(AADH) 180 120 161 167
间苯二酸酰肼(IPADH) 212 120～150 154 160
对一羟基安息香酸酰肼(POBH) 248 120 153 161
水杨酸酰肼(SaAH) 151～152 4 96 130
苯基氨基酸酰肼(PAPAH) 93～95 2 115 150
DICY 207～208 300 178 182
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
150℃×0.5h 150℃×1h 150℃×2h 170℃×0.5h
SuADH 16.5 - - 14.4
AADH 凝胶 25.0 - -
IPADH 凝胶 20.0 - -
POBH 凝胶 23.5 - -
PAPAH 凝胶 27.5 - -
DICY 液态 液态 16.4 22.6
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/(mgKOH•g-1) 黏度(40℃)/(Pa•s)
TY-200 ≤18 215±5 100～800
TY-203 ≤14 200±20 20～100
TY-300 ≤18 315±15 20～100
TY-3051 ≤17 350±20 0.2～10
TY-650 ≤15 200±20 10～100
TY-651 ≤15 400±20 0.2～10
TY-600 ≤16 650±20 0.1
TG-011 ≤10 <5 -
AH-1 黄→黄棕色 600～650 60～80
AH-2 黄→黄棕色 480～520 80～90
AH-3 黄棕色 400～450 140
T-31 - 460～480 11～13
表1-18 烷基、芳基聚酰胺树脂的典型性能①
商品牌号 胺值/mgKOH•g-1 黏度/Pa•s 色泽(加德纳法) 活泼氢摩尔质量/g•mol-1 相对密度 推荐使用量/g
对环氧当量为190的树脂 对环氧当量为500的树脂
L-90 85-110 (60℃)10.0～20.0 ≤12 530 1.00 250～275 -
L-130 130-150 20.0 ≤12 390 1.00 200～240～ 80～120
L-130A 85-95 (25℃)2.5 - 600 0.84 - 140～160
L-190 180-220 (60℃)10.0～20.0 ≤12 175 1.00 85～100 40～60
L-220 210-230 10.0-20.0 ≤12 150 1.00 60～90 60～90
L-220A 147-161 (25℃)0.7～1.0 - 210 0.96 - 60～80
L-250 245-285 (40℃)14.0～25.0 ≤12 120 0.98 60～80 30～40
L-275 265-295 (20℃)2.0～3.0 ≤12 110 0.98 55～70 25～35
L-375 355-395 (20℃)4.0～6.0 ≤12 100 0.98 50～60 -
L-410 390-430 (20℃)1.0～2.0 ≤12 90 0.97 40～50 -
L-425 400-440 (20℃)10.0～20.0 ≤12 88 0.97 45～50 -
表1-19 日本某些改性胺固化剂的性能指标
公司 商品牌号 胺值/mgKOH•g-1 黏度/Pa•s或气泡黏度值
富士化成 210 100 半固体
235A 360 12.5(25℃)
245 400 2.0(25℃)
290C 690 3.0(25℃)
白水 100 90 半固化
140 385 3.3(40℃)
2000 600 1.8(25℃)
大日本油墨 TD-977 170 50%溶液，T
TD-982 260 10.0(40℃)
TD-984 285 19.5(25℃)
三和化学 300 90 半固体
305 210 60.0(40℃)
330 410 2.2(25℃)
75 320 0.7(25℃)
三洋化成 L-10-3 100 半固体
L-15-3 230 4.0(65℃)
L-55-3 380 1.5(20℃)
表1-20 胺类加合物的固化物性能
加合物 ω(%) 热变形温度/℃ 抗压强度/MPa 抗拉强度/MPa 伸长率(%) 冲击韧度/(kJ•m-2) 硬度(洛氏M)
环氧树脂/DTA 20～30 80～105 1055 490～580 2.4 1.09～3.27 97～104
n(丙烯腈):n(DTA)=1.167:1 - 72～76 840 530～640 - 1.25～1.52 >100
n(丙烯腈):n(DTA)=2:1 - 50～58 860～950 630～770 - 1.52～2.12 78～96
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/GPa
N,N-双(羟乙基)DTA(Ⅰ) 24 58 316 84 102 3.5
N,N-双(羟丙基)DTA(Ⅱ) 29 68 291 95 116 3.7
N,N-双(羟乙基)TTA(Ⅲ) 28 76 291 91 109 2.8
N-(羟乙基)DTA(Ⅳ) 19 96 288 105 98 2.9
m(Ⅳ):m(Ⅰ)=85:15 - 92 302 105 109 3.0
m(Ⅳ):m(Ⅰ):m(双酚A)=85:15:15 - 84 246 103 119 3.3
N-(羟丙基)DTA 27 94 257 105 109 3.0
N-(3-苯氧基,2-羟丙基)DTA 57 90 246 98 123 3.2
N-(2-苯基,2-羟乙基)DTA 18 93 274 105 88 3.7
N-(羟丙基)m-PAD 250 116 316 134 155 4.0
表1-22 典型的酸酐固化剂的性质
类别 名称 略称 状态 黏度/Pa•s 熔点/℃
单官能团型 邻苯二甲酸酐 PA 粉末 - 128
四氢邻苯二甲酸酐 THPA 固体 - 100
六氢邻苯二甲酸酐 HHPA 固体 - 34
甲基四氢邻二甲酸酐 Me THPA 液体 0.03～50.06 -
甲基六氢邻苯二甲酸酐 Me HHPA 液体 0.05～0.08 -
甲基纳迪克酸酐 MNA 液体 0.138 -
十二烯基琥珀酸酐 DDSA 液体 0.5 -
氯菌酸酐 HET 粉末 - 235～239
两官能团型 均苯四甲酸酐 PMDA 粉末 - 286
苯酮四酸二酐 BTDA 粉末 - 227
乙二醇双偏苯三酸酐 TMFG 固体 - 70～80(软化点)
甲基环已烯基四酸二酐 MCTC 粉末 - 167
游离酸酸酐 偏苯三甲酸酐 TMA 粉末 - 168
聚壬二酸酐 PAPA 固体 0.2(100℃) -
表1-23 与BA树脂配合的酸酐固化剂的固化条件、特性和用途
类别 名称 酸酐当量 适用期 标准固化条件 HDT/℃ 特点 用途
优点 缺点 成层浇浸涂型压铸渍料
单官能团酸酐 PA 158 14h(100℃) 150℃×6h 100～152 价廉，放热低，耐药品性优良(碱除外) 升华，混合工艺性劣 ○○
THPA 152 - - - 除不升华外与PA近似 着色，混合工艺性劣 与其他酸酐混合
HHPA 15.4 24h(加促进剂/250℃) 85℃×2h+150℃×12～24h 110～130 低粘度，适用期长，优良耐电痕迹性，耐侯性 吸湿性 ○○
MeTHPA 166 34min(加促进剂/100℃) 100℃×2h+150℃×5h 121～123 低粘度，优良的工艺性 价格贵一些 ○○○
MeHHPA 168 35min(加促进剂/100℃) 100℃×2h+150℃×5h 136 色稳定，优良的电痕迹性，耐侯性 价格贵一些 ○○○○
MNA 178 5～6天(加促进剂/25℃) 85℃×2h+150℃×12～24h 150～175 优良的工艺性，低收缩，耐热 耐碱差 ○○○
DDSA 266 10天(加促进剂/25℃) 85℃×2h+150℃×12～24h 60～70 优良工艺性，电性能、韧性 耐药品性差 ○○
HET 388 30min(120℃) 100℃×1h+200℃×1h+200℃×2h 145～190 耐热性、阻燃性，优良的电性能 操作工艺性差 ○○
两官能团酸酐 PMDA 109 - - 250 耐热、耐药品性 工艺性差，脆性 ○○○
BTDA 161 - 200℃×24h 280 耐热，耐药品性耐高温老化性 溶解性不良(与单官能酸酐共用) ○○○○
TMEG 205 - - 194 耐热性，耐药品性 价贵 ○○○○
MCTC 132 - - 280 工艺性好，耐热 价贵 ○○○
游离酸酸酐 TMA 192 - - 210 速固化，电性能，耐热性耐药品性 工艺性差 ○○○
PAAP 174 - 140℃×1h+150℃×20h(加促进剂) 39 - 耐热性差 ○○○
表1-24 配方与固化物性能
m(E-44)/m(70酸酐)/m(N,N'-二甲基苄胺) 抗拉强度/MPa 抗弯强度/MPa 抗压强度/MPa 抗剪强度/MPa 马丁耐热/℃ 体积电阻率/Ω•cm 表面电阻/Ω 介电损耗角正切 介电常数(106Hz) 介电强度/kV•mm-1
100/56/0.5 67.5 104.0 133.0 16.5～18.5 96～100 9.5×106 2.4×107 2.9×10-2 2.9 23.0
表1-25 商品甲基四氢苯酐的性能比较
牌号 外观 色泽(加德纳法) 相对体积质量(25℃) 黏度(25℃)/mPa•s 凝固点/℃ 中合当量 分子质量
HN-2200 浅黄色透明液体 <1 1.206 55 <-15 83 166
QH-200 浅黄色透明液体 <1 1.20±0.05 35～40 <-15 81～85 166
表1-26 商品甲基六氢苯酐的性能比较
牌号 外观 色泽(APHA) 相对体积质量(25℃) 黏度(25℃)/mPa•s 凝固点/℃ 碘值 中和当量 分子质量
HN-5500 无色透明液体 20 1.16 56～58 <-15 <2 84～85 168
MH-700 无色透明液体 <50 1.17 50～70 <-15 <2 - 168
B-650 无色透明液体 - 1.17 ～65 <-15 <1 85 168
表1-27 不同浇铸配方固化物的性能及其比较
牌坊及固化物性能 1 2 3 4 5 6
配料比 双酚A环氧树脂 100 100 100 60 60 60
脂环族环氧树脂 - - - 40 40 40
HN-5500(MeHHPA) 50 - - 75 - -
HN-2200(MeTHPA) - 40 - - 65 -
HHPA - - 40 - - 65
BDMA - - - 0.5 0.5 0.5
微晶填料 200 200 200 300 300 300
固化条件：120℃×5h+150℃×15h
固化物性能 热变形温度/℃ 123 116 117 166 155 160
抗弯曲强度/MPa (25℃) 115.72 101.01 128.47 99.05 119.64 95.12
(50℃) 115.72 93.16 109.83 97.09 112.78 81.40
(75℃) 105.91 83.36 98.07 89.24 96.11 90.22
弯曲模量/MPa (25℃) 8924 10690 8041 9316 8630 9611
(50℃) 8434 10002 7551 9218 8238 9120
(75℃) 7355 9512 6962 7649 7257 8434
拉伸强度/MPa 70.60 5786 76.46 47.07 43.15 50.01
伸长率(%) 2.3 3.9 4.7 2.7 2.3 2.9
体积电阻率/Ω•cm (25℃) 3×1015 4×1015 2×1015 4×1015 2×1015 3×1015
(150℃) 2×1012 6×1011 3×1012 3×1013 2×1013 2×1013
介电常数ε (110℃) 4.8 4.7 4.9 4.9 4.8 4.8
(150℃) 6.6 6.3 6.2 5.5 5.3 5.3
介电损耗角正切tanδ×102 (110℃) 2.9 4.4 2.8 3.1 3.1 2.4
(150℃) 7.0 7.8 6.8 7.1 7.4 6.3
耐漏电痕迹性能 A3C A3C A3C A3C A3C A3C
耐电弧性/s 184 185 186 188 193 192
表1-28 MHAC与环氧树脂固化物的性能
配方和固化物性能 双酚A环氧DER331 酚醛环氧DEN431 酚醛环氧DEN438
配方 m(树脂用量) 100 100 100
m(MHAC) 90 90 90
m(BDMA) 1.5 1.5 1.5
固化工艺条件：90℃/2h+150℃/5h+200℃/15h
固化物性能 热变形温度/℃ 155 155 179
弯曲强度/MPa 107.87 111.80 101.01
拉伸强度/MPa 45.11 61.78 28.44
伸长率(%) 1.5 1.8 0.9
体积电阻率/Ω•cm 5.8×1015 1×1016 1×1016
介电常数ε 3.1 3.1 3.4
介电损耗角正切tanδ 0.0034 0.0032 0.0067
表1-29 固化物在200℃下长期加热的性能变化①
固化剂和固化物性能 100 100 100 100 100 100 100 100 100
固化剂用量/g HN-2200 80
HHPA 80
MeHHPA 80
THPA 75
MHAC 80 80
DDM 27
MPD 14
DDS 35
DMP-30 1 1 1 1 1 0.5
固化工艺条件 120℃/5h+150℃/15h 105℃/1h+150℃/5h
热变形温度/℃ - - - - - 125 151 149 147
200℃加热10d后的变化 重量(%) -0.55 -1.8 -1.25 -1.1 -0.35 -1.05 -2.25 -1.60 -1.15
弯曲强度保持率(%) 87.5 60.0 70.0 48.75
tanδ(130℃) 几乎无变化 0.002-0.02 0.1-0.026 0.014-0.0072
①表中200℃加热10天后的变化有关数据是以图为依据的估算值，并非实测数据。
表1-30 TMA、TMEG、TMTA固化剂性状
- TMA TMEG TMTA
分子质量 192 410 614
分子式 C9H4O5 C20H10O10 C30H14O15
外观 白色固体 白色固体 白色固体
羟酸当量 - 102.5 102.5
酸酐当量 - 205 204.7
熔点/℃ 160 63～67 -
表1-31 TMA、TMEG、TMTA固化物性质
配方及固化性能 TMA TMEG TMTA
配料比 环氧树脂(EP828)用量/g 100 100 100
固化剂用量/g 33 56 66
样品固化条件：150℃/5h+180℃/8h
固化物性能 HDT/℃ 201 194 >220
抗压强度/MPa(ASTM D790-597) 109.6 95.2 73.1
冲击韧性/(kJ/m2) 1.98 2.08 2.06
硬度(Bock well)(ASTM 785-60VR ) M113 M118 M116.5
硬度(Barcol)(S Scale) 76 81 81
耐药品性能(室温浸泡24/h),质量增量(%) 丙酮 0.14 0.07 0.00
二甲苯 0.09 0.06 0.03
5%NaOH 0.19 0.24 0.22
5%醋酸 0.33 0.28 0.26
表1-32 TMA与B-570固化物性能对比
配方和性能 Ⅰ Ⅱ
Epon828 100 100
TMA 33 -
B-570 - 86
CE-7EL① 2 5
可使用时间(20～23℃) 7～8min② 5d
固化时间/min 150℃ 30 30
200℃ 40 40
HDT/℃ 198 152
抗弯强度/MPa 136 132
抗弯模量/MPa 3120 3230
吸水率/%(100℃/5h) 0.02 0.51
①DMP-30/脂肪族叔胺化合，混合物的弱碱酸盐。系清野实验室合成的促进剂。
②125～128℃的可使用时间。
表1-33 脂肪聚酐固化环氧树脂的性能
配合比及固化物特性指标 PADA PAPA PSPA
配合比 双酚A环氧树脂当量(185～195)用量/g 100 100 100
固化剂用量/g 65 65 65
二甲胺甲基苯酚用量/g 1 1 1
凝胶时间(140℃)/min 36 54 24
固化条件：140℃/1h+150℃/20h
固化物的特性 热变形温度/℃ 56 39 34
抗拉强度/MPa 41.19 35.30 32.36
抗拉模量/MPa 858.08 837.49 288.32
断裂伸长率(%) 6.5 4.9 116.6
邵氏硬度，D 80 75 60
介质损耗角正切(加电压为590V/mm) 25℃ 0.02 0.032 0.012
171℃ 0.264 0.224 0.168
介电强度/(kV•mm-1) 10.3 10.5 11.7
表1-34 几种液态固化剂固化环氧树脂的产物性能①
固化物特性 SB-20AH ST-2P-AH DDSA Me HHPA
热变形温度/℃ 10 45 90 160
抗拉强度/MPa 1.08 12.55 55.90 78.45
抗拉模量/MPa 4.90 511.91 703.14 1363.12
断裂伸长率(%) 33 38 4.5 7.6
布氏硬度 0 37 72 84
体积电阻率/Ω•cm 4×1013 7×1015 4×1016 4×1016
介电常数ε(1MHz) 3.05 2.67 2.34 2.33
tanδ(1MHz) 0.072 0.020 0.012 0.0186
吸水率(煮沸1h)(%) 0.47 0.42 0.27 0.11
吸水率(20℃/24h)(%) 0.10 0.07 0.10 0.07
表1-35 不同环氧树脂固化物耐冷热冲击性能的比较①
循环条件 循环次数 SB-20AH ST-2PAH PAPA PSPA DDSA Me HHPA
150℃→室温 1 5 5 5 5 5 0
室温→-25℃ 2 5 5 5 5 2 -
3 5 5 5 5 2 -
4 5 5 5 5 2 -
100℃→-25 5 5 5 5 5 0 -
6 5 5 5 5 - -
7 5 5 5 5 - -
125℃→-25℃ 8 5 5 5 5 - -
9 5 5 5 5 - -
10 5 5 5 5 - -
125℃→75℃ 11 5 5 5 5 - -
12 5 4 4 5 - -
13 5 1 3 5 - -
150℃→-75℃ 14 5 1 2 5 - -
15 5 0 1 5 - -
16 5 - 0 5 - -
① 试片埋在弹性垫片上，在各种温度保持30min。所士数值为不发生开裂的试片数。
表1-36 用MA-PMDA、PA-PMDA固化环氧树脂的性能
配方及性能指标 1 2 3 4
配方 环氧树脂(环氧当量216)用量g 100 100 100 100
PMDA用量/g 21 17 20 14
MA用量/g 19 23 - -
PA用量/g - - 28 20
有关性能指标 90℃使用期/min 10 56 20 90
抗拉强度/MPa 26.28 25.20 30.89 41.19
抗压强度/MPa 285.57 315.77 295.18 -
抗弯强度/MPa 常温 75.51 75.02 89.24 89.24
150℃ 31.58 35.01 25.11 -
200℃ 26.77 26.09 - -
洛氏硬度(M) 109 109 - 119
热变形温度/℃ 290 255 207 150
线胀系数/(1/k) 5.2×10-5 5.37×10-5 4.5×10-5 2.46×10-5
tanδ(60Hz) 0.0129 0.00706 0.0078 -
ε(60Hz) 4.06 3.73 3.75 -
体积电阻系数/Ω•cm 1.59×1015 8.1×1015 1.27×1016 1.8×1014
表面电阻/Ω 5.66×1015 5.66×1015 2.51×1015 2×1012
依氏冲击韧度/kJ•m-2 0.30 0.34 0.30 0.25
tanδ(103Hz) 150℃ 0.0052 0.0053 - -
200℃ 0.0057 0.0083 - -
ε(103Hz) 150℃ 3.86 3.86 - -
200℃ 3.88 3.88 - -
表1-37 各种HET/酸酐混合物的液化温度(℃)
酸酐 80/20 64/40 40/60 20/80
HHPA 114～115 74～75 15 15
DDSA 105～106 66～67 10 10
MNA 115～116 89～90 15 10
PA - 108 - -
MA - 86 - -
表1-38 酸酐的典型共熔物
混合酸酐 质量分数比 共熔温度/℃ 混合酸酐 质量分数比 共熔温度/℃
MA/HHPA 50/50 -40 MA/HHPA 65/35 -20
MA/HHPA 80/20 -30 PA/HHPA 15/85 23
MA/HHPA 20/80 15 DDSA/THPA 80/20 20
MA/DDSA 20/80 -10 DDSA/THPA 90/10 -20
MA/DDSA 30/70 -30 DDSA/THPA 50/50 10
MA/DDSA 60/40 -30 DDSA/THPA 70/30 -20
表1-39 日本商品化的聚硫醇固化剂
制造厂 商品名称 官能基数/个 黏度(25℃)/(mPa•s) SH当量/g•mol-1
油化壳牌环氧 Capcuve3-800 3 1500 280
Capcuve wk-6 2.2 250 174
Epomate QX-11 2 1300 235
Epomate QX-40 4 500 133
旭电化工业 EH-316 4 500 131～137
EH-317 - 300～1000 137～149
表1-40 有代表性的叔胺的性质
类别 名称 简称
脂肪族 直链二胺 -
直链双胺 -
四甲基胍 TMG
特烷基单胺 -
三乙醇胺 TEA
脂环族 哌啶 -
N,N'-二甲基哌嗪 -
三乙撑二胺 -
杂环族 吡啶 Pry
甲基吡啶 MPry
1.8-二氮双环(5,4,0)十一烯-7 DBU
芳香族 苄基二甲胺 BDMA
2-(二甲氨基甲基) DMP-10
2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚 DMP-30
DMP-30的三-2-乙基已酸盐 -
表1-41 几种叔胺固化物的性能
固化剂 m(六氢吡啶)2%～7% m(DMP-30的盐(K61B))10%～13% m(DBU)10%
固化条件 - 80℃/2h+50℃/16～20h 100℃/2h
固化物性能 热变性温度/℃ 75～110 72 116
拉伸强度/MPa 49～67 77 47
抗压强度(屈服值)/MPa 91～112 98 220
抗弯强度/MPa 95～110 127～148 880
抗弯模量/MPa - 3500～3800 2720
冲击韧度(悬梁式)/(kJ/m2) 1.62～2.7 2.11 1.34
介电常数(1MHz,25℃) 3.4 3.45 3.7
介电损耗角正切(1MHz.25℃) 0.025 0.02 0.48
体积电阻率/Ω•cm - 1016 6.2×1016
表1-42 促进剂效果比较(环氧树脂/DDSA)①：固化时间(分)
促进剂 60 70 80 100 120
无 - 640 - >240 >240
DMP-30 104 92 41(83) 20 19(23)
DBU 253 143 81(181) 29 20
SA No.1 600 220 120(240) 43 31(31)
SA No102 - - -(240) - (26)
DBU 酸性碳酸盐 800 240 - - 24
BDMA 230 109 40(107) - 19(21)
Polycat 8 234 114 47(91) 19 21(23)
Polycat 41 - - -(57) - -(21)
表1-43 有代表性的咪唑化合物的性质
名称 简称 熔点/℃ 沸点/℃ 外观 凝胶时间/h* 适用期/h*
2-甲基咪唑 2MZ 137～145 177～178(40托) 淡黄色粉末 0.28(0.81) 3.5
2-乙基-4-甲基 2E4MZ - 160～166(20托) 淡黄色粉末 0.70（1.92） 9
2-十一烷基咪唑 C11Z 70～74 217(6托) 白色粉末 1.66(4.41) 120
2-十七烷基咪唑 C17Z 86～91 233～236(3托) 白色粉末 2.97(4.28) 200
2-苯基咪唑 2PZ 137～147 197～200(7托) 淡桃色或白色粉末 1.27(1.55) -
1-苄基-2-甲基咪唑 1B2MZ - 118～120(20托) 淡黄色液体 1.16（4.39） 10
1-氰乙基-2-甲基咪唑 2MZ-CM 53～56 分解 白色粉末 1.08（1.46） -
1-氰乙基-2-乙基-4甲基咪唑 2E4MZ-CN - 分解 淡黄色液体 2.02(6.38) 144
1-氰乙基-2-十一烷基咪唑 C11Z-CN 45～50 分解 白色粉末 5.52(8.19) -
1-氰乙基-2-十一烷基-偏苯三酸咪唑盐 C11Z-CNS 180～182 分解 白色粉末 8.64(一) 264
1-氰乙基-2苯基偏苯三酸咪唑盐 2PZ-CNS 180～182 分解 白色粉末 4.45(6.34) -
2,4-二氨基-6[-2-甲基咪唑基(1)]-乙基-顺式三嗪 2MZ-AZINE 247～251 分解 白色粉末 1.66(2.08) 1152
2,4-二氨基-6[-2-乙基-4-甲基咪唑基(1)]-乙基-顺式三嗪 2E4MZ-AZINE 215～225 分解 白色粉末 2.03(一) 432
2,4-二氨基-6[-2-十一烷基咪唑基(1)]-乙基-顺式三嗪 C11Z-AZINE 184～188 分解 白色粉末 2.49(一) 312
1-十二烷基-2-甲基-3-苄基咪唑的氯化物 SFZ 56～66 - 黄褐色石蜡准固体 330(一) 4320以上
1,3-二苄基-2-甲基咪唑的氯化物 FFZ 208～215 - 白色粉末 - 4320以上
表1-44 咪唑及其衍生物的使用期及固化时间①
咪唑类 温度/℃ 使用期/h 固化温度/℃ 固化时间/min
2E4MZ 室温 3天 100 6
70 33分 120 3分2秒
100 4分 150 1
2E4MZ-CN 室温 6天 100 -
70 129分 120 3分
100 19分 150 1分27秒
2E4MZ-CNS 室温 >30天 120 65
70 - 150 8分5秒
100 70分 200 57秒
C11Z-AZINE 室温 >30天 120 18
70 170分 150 8.5
100 20分 200 1分50秒
① 咪唑类添加量4g；树脂配料100g；0.3g填料，热板法
表1-45 2E4MZ用量、固化条件对固化物性能的影响
性能 10% 55℃/8h 4% 55℃/8h 4% 55℃/8h+120℃/2h
HDT/℃ 110 65 130
抗拉强度/MPa 23℃ 68.2 59.7 40.0
100℃ 35.8 29.5 -
抗拉模量/MPa 23℃ 358 279.7 379.7
100℃ 106 914 -
极限延伸率(%) 23℃ 2.3 1.8 -
100℃ 10.3 7.2 -
抗弯强度/MPa 147.7 140.9 -
抗弯模量/MPa 379.7 395.8 -
表1-46 咪唑、金属盐络合物的固化性能
络合物的组成物 配方Ⅰ① 配方Ⅱ② 配方Ⅲ③
咪唑类 金属盐 177℃凝胶时间/min 140℃凝胶时间/min 抗剪强度/MPa
咪唑 CuCl2 12 10 21.0
CuBr2 10 12.3 18.0
CuF2 90 4 16.0
NiCl2 5 5.5 23.0
CoCl2 5 2.5 23.0
ZnBr2 150 14.2 -
CuSO4 450 9.3 18.0
ZnCr2O7 1320 18 14.0
Cu(OH)2 90 7 16.0
2E4MZ NiCl2 4 8 19.0
CuSO4 7.5 9.5 20.0
ZnBr2 10.5 15 19.0
CuBr2 5.5 4 21.02
CuF2 10.5 3.3 21.0
①Epon828 10g+络合物0.5g
②Epon828 10g+双氰胺2g+络合物0.2g。
③上述配方中加入2g铝粉填料。
表1-47 BF3络合物的性能
名称 熔点/℃ 色泽 使用期/天
BF3•乙胺 87 白 90～120
BF3•苯胺 250℃分解 无色 21～28
BF3•对甲苯胺 250℃分解 微黄 7～8
BF3•N甲基苯胺 85 微黄 5～6
BF3•N乙基苯胺 48 微黄 3～4
BF3•吡啶 73 黄 240～300
表1-48 潜伏性固化剂的潜伏方式与解潜方法
潜伏方式 解潜方法
高温离子聚合物 加热
室温不溶性 加热溶解
由专封闭官能团失去活性 加热，光照射，暴露在湿气中
微胶囊 加压，加热
分子筛吸附 加热，暴露在湿气中
表1-49 分数型潜伏性固化剂的熔点及固化特性
固化剂 熔点/℃ 室温适用期/(月) 标准固化条件
BF3•MEA 90 6 120℃/4h+200℃/1h
咪唑衍生物(2MZ-AZINE) 247-251 6-12 150℃/5～15min
(2E4MZ-AZINE) 225 6-8 -
双氰胺 207-210 6-12 160℃/60min+180℃/20min
己二酸酰胺肼 180 4 150℃/(1～2h)
双氰基马来腈 184 2 150～160℃急速固化
二烯丙基三聚氰胺 142 长时间 130140℃/4h
聚(哌啶-二酸) - >3 100～150℃
表1-50 芳香二胺固化树脂的耐热性与耐水性
固化剂 吸水率/% Tg/℃ ΔTg/℃
干燥 吸湿
DDS(基准) 3.3 220 151 69
BDAS 2.3 211 158 53
BDAO 1.7 202 163 39
BDAP 1.5 204 164 40
BDAF 1.3 200 170 30
表1-51 主要固化剂的LD50•SPI分类及长时间接触时皮炎的程度
固化剂 相对时间 程度① SPI分类② LD50/(mg/kg)
最高 平均
二乙撑三胺(DTA) 1 8 8 4～5 2,080
N-羟乙基二乙撑三胺 +1%二乙撑三胺(DTA) 1 8 3.2 - -
+2%二乙撑三胺(DTA) 1 8 4 - -
+4%二乙撑三胺(DTA) 1 8 3.2 - -
N-氰乙基二乙撑三胺(DTA) 1 6 5.1 - -
N-羟乙基二乙撑三胺(DTA) 1 8 6.2 2 4,800
Epon828+m-苯撑加成物 2 0 0 - -
Epon828+二乙撑三胺加成物 4 0 0 - -
Epon828+(游离二乙撑三胺多)加成物 1 7 5.6 - 2,500
7 8 8 - 2,500
Epon828+二乙撑三胺+酚(游离的二乙撑三胺多)加成物 1 7 6.4 - -
7 8 8 - -
Epon828+二乙撑三胺+丙基缩水甘油醚(游离的二乙撑三胺多)加成物(AGE) 1 6 2 - -
7 8 8 - -
三乙撑四胺(TTA) - - - 4～5 4,340
四乙撑五胺(TEPA) - - - 4～5 2,100～3,900
五乙撑六胺(PEHA) - - - - 1,600
二乙氨基丙胺 - - - 4～5 1,410
间苯二胺 - - - 2 130～300
4,4'-二氨基二苯基甲烷 - - - - 126～830
苯二甲胺 - - - 4～5 625～1,750
ATU +多缩水甘油醚加成物 - - - 2 1,9002,000
+丙烯腈 - - - 2 -
+环氧树脂加成物 - - - 2 2,400
聚酰胺 - - - 2 800
三氟化硼-乙胺络合物(游离胺多) 1 8 7.4 - -
7 8 7.3 - -
P,P'-二氨基二环已基甲烷 1 5 4.3 - -
1,3-二氨基环已烷 1 5 5 - -
1,3-双(氨基乙胺基)丙醇 1 7 5.7 - -
六氢邻苯二甲酸酐(HHPA) 1 5 3.7 2 1,200③
十二烯基琥珀酸酐(DDSA) 1 5 4.1 3 3,200
四氢邻苯二甲酸酐(THPA) - - - - 1,200
甲基内次甲基四氢邻苯二甲酸酐(MHAC) - - - - 918
邻苯二甲酸酐(PA) - - - - 1,202～6,000
甲基四氢邻苯二甲酸酐(MeTHPA) - - - - 1,700
甲基六氢邻苯二甲酸酐(MeHHPA) - - - - 1,600
苯酮四羧酸二酐(BTDA) - - - - 12,800
丁二酸酐代甲基环已烯酸酐(MCTC) - - - - 16,000
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狗仔卡
发表于 2008-7-5 13:50:13
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