总结环氧树脂在建筑中的应用范围

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总结环氧树脂在建筑中的应用范围
1、概述
　　现代清洁生产要求车间地面洁净耐磨，室内空气含尘量尽量低，这不仅是改善劳动条件的要求，更是产品质量的保证。1995年起我国制药企业开始实施GMP(Good Manufacturing Process)验证工作，各药厂都在努力使生产的硬件和软件水平均能达到GM旧规范。规范中洁净度最重要的指标就是地面的抗磨耗性，抗磨耗性越好，地面的析尘量也越低，所能达到的洁净级别越高。对于高级别洁净场所(100-1000级)，建议采用不析尘或弱析尘材料；析尘量较大的材料可用于低级别洁净场所(10万-百万级)；而强析尘材料不能用于有洁净要求的场所。
　　为了满足工业化生产车间的功能需求和现代化管理的要求，常常选用有特殊性能的地面材料进行地面装饰。其中地面涂料是重要的选择材料。国外的许多洁净车间地面也采用了整体聚合物面层，包括涂料和贴面材料。
　　用于工业生产车间的地面涂料，也称为工业地面涂料，一般常用环氧树脂涂料和聚氨酣涂料。这两类涂料都具有良好的耐化学品性，耐磨损和耐机械冲击性能。但是由于水泥地面是易吸潮的多孔性材料，聚氨酯对潮湿的容忍性差，施工不慎易引起层间剥离，针孔等弊病，且对水泥基层的粘结力较环氧树脂涂料差，因而当以耐磨，洁净为主要的性能要求时宜选用环氧树脂涂料，而以弹性要求为主要性能要求时则宜使用聚氨酯树脂涂料。
　　环氧树脂耐磨洁净地面涂料为双组分常温固化的厚膜型涂料，通常将其中无溶剂环氧树脂涂料称为“自流平涂料”，国内在20世纪80年代开始研制和试用，目前已在国内药厂GMP验证地面工程中广泛应用，并取得了很好的效果。
　　无溶剂环氧自流平耐磨洁净地面涂料用于工业地面具有许多优点。例如：
　　(1)与基层的粘结强度高，硬化收缩极低，不易开裂。
　　(2)整体无缝，易清洗，不集聚灰尘、细菌。
　　(3)高固体份，一次成膜厚；无溶剂，施工毒性小，符合环保对涂料VDC要求。
　　(4)强度高，耐磨损，经久耐用，能长时间经受铲车、推车和其他工具的碾压。　
　　(5)抗渗透，耐化学药品的腐蚀性能强，对油类也有较好的容忍力。
　　(6)极佳的施工性和流平性，具有良好的装饰性。
　　(7)室温固化成膜，容易维修保养。
　　(8)表面平整光滑，色彩丰富，能美化工作环境。
　　(9)地面无毒，符合卫生要求，有一定的阻燃性。
　　(10)对有导静电要求的地面，可制成导静电环氧地面涂料。

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2、环氧树脂耐磨地面涂料的组成

　　洁净耐磨地面涂料中最常用的成膜物是以环氧树脂为代表的合成树脂类材料。涂料一般分为无溶剂型、溶剂型及水溶性型等。溶剂型系统一般具有溶剂挥发、涂料粘度较小、固体含量低、一次成膜薄、施工时易发生浮色(floating and fiood)等缺陷成膜物抗冲能力较弱。无溶剂型系统因不含非活性溶剂，固体含量可调整至近100％，一次成膜厚，施工中不会出现贝纳德窝(Benard cell)和浮色(foating)。水溶性洁净耐磨地面涂料对潮湿基面有良好的粘结力。本章节着重介绍无溶剂型系统的耐磨地面涂料。

　　(1)成膜物质

　　根据洁净耐磨地面涂料的要求，成膜物应具有如下性能：常温固化、高粘结力、较强机械性能、抗化学药品性强、良好的电气性。环氧树脂耐磨地面涂料的成膜物普遍采用双酚A型环氧树脂，其性能在前面有关章节已有介绍。作为地面涂料的基料要求对混凝土等多种底材有优良附着力，固化时体积收缩率低，抗化学性能优异，涂膜坚韧耐磨，对潮湿表面有一定的“容忍”力等特点。双酚A环氧树脂按相对分子质量不同可分为团体环氧树脂和液体环氧树脂。高相对分子质量的固体环氧树脂分子中含较多羟基，可催化环氧基与胺的固化反应，干燥速度较快，但固体含量低，涂膜薄，与固化剂的混溶性差，涂料熟度高，流平性差。低黏度环氧树脂虽然缺少羟基，固化速度较慢，但可制成高固体含量厚膜涂料，且与固化剂混溶性好，施工时涂料流平性好，固化速度可通过加入团化促进剂来提高。因而宜选用低相对分子质量环氧树脂，常用的有E44(6101)、E42(644)、E51，进口的有D．E.R.331和SHELL828等代表性树脂。

　　(2)固化剂

　　胺类固化剂是环氧涂料的主要固化剂，这类固化剂主要有脂肪胺、脂肪胺加成物、脂环胺、脂环胺加成物、聚酰胺、聚酰胺加成物、曼尼其碱等。

　　各种
固化剂中，脂肪胺与环氧树脂反应迅速，放热量大，涂膜交联密度高，抗化学府性能很好。脂肪胺加成物在刺激性、泛白、与环氧树脂相容性等方面有较大改善，但最终涂膜的交联结构与脂肪胺相似，玻璃化温度高，脆性大，主要用于高抗化学品耐溶剂型涂料。　

　　脂环胺及其加成物的许多性能较脂肪胺及其加成物有较大提高，如色浅、流平性好、光泽高、不泛白、不需诱导期，其玻璃化温度仍较高，主要用作无溶剂环氧地面涂料的固化剂。

　　聚酰胺固化剂综合性能优良，分子内长链烃具有很好的内增塑作用，使涂膜柔软、耐冲击，酰胺键提供了更大的粘附性、润湿性、剥离强度和对潮湿表面的容忍度。耐化学府性较其他胺固化剂下降，但仍保持很高的韧性，广泛用作溶剂型环氧地面涂料的固化剂。

　　聚酰胺与环氧的混溶性不好，施工前没有熟化仍有发白出油现象，而聚酰胺加成物与环氧树脂相容性好，游离胺含量低，较标准聚酰胺在不良条件下易固化而得到不变黄、无白霜的涂膜，因而目前大多数环氧地面涂料都选用聚酰胺加成物作为地面涂料固化剂。

　　曼尼其碱又叫酚醛胺，其特点是分子中含有酚羟基，能促进固化，常用于低温、潮湿、水下固化涂料。由于分子中苯环的刚性使涂膜脆性较大，故单独作为地坪涂料的固化剂应用不多，多用作中间层胶泥、砂浆的固化剂。

　　(3)稀释剂

　　稀释剂即能溶解树脂的有机溶剂。主要作用是降低树脂胶液黏度，同时也有利于把树脂固化过程中放出的热量传递出来，可适当延长胶液的使用期。稀释剂分非活性稀释剂和活性稀释剂两类。

　　1)非活性稀释剂本身不参与固化反应，仅达到物理混合和减低黏度的目的。一般加入量为树脂重量的5％一15％，在树脂固化时，会有部分逸出，从而增加树脂的收缩率，降低粘结力、机械强度及热变形温度，严重时甚至会产生气孔。溶剂型环氧地面涂料使用时应特别注意。

　　2)活性稀释剂的种类及使用。活性稀释剂具有环氧基，能参与环氧树脂的环氧固化反应，所以并无逸出之弊。

　　对固化后树脂无太多的影响，同时还往往起着增韧作用，在配方中增韧剂的用量可以减少或不用。但加入活性稀释剂时固化剂应相应增加用量。

　　洁净耐磨地面涂料一次施工成膜厚度达0.8-3.0㎜，为防止非活性溶剂挥发而产生涂抹膜陷，多选用了活性稀释剂，制成无(挥发)溶剂型自流平涂料，同时也符合环保绿色涂料要求，进一步改善了施工条件。

　　稀释剂用量过多，对性能也有一定的影响。由于稀释剂本身是短链分子，碳链比环氧树脂短，因而阻碍了链的形成，影响了成膜物的主要性能。

　　(4)颜、填料

　　环氧树脂耐磨地面涂料属于厚浆型涂料，着色颜料的用量可比普通颜料少。另一方面，环氧地面涂料表干时间长，使用有机颜料易产生浮色、发花等问题，且有机颜料的耐化学性能有局限性，因而大多选用无机颜料，如钻白粉、氧化铬绿和氧化铁系的颜料等。

　　填料可选用重晶石粉、碳酸钙、天然矿物粉、云母粉和石英粉。由于是厚膜涂料，为了降低涂膜的收缩应力，避免因涂膜固化过程中体积收缩过大而导致开裂，尚须使用一些粗质填料(也称为粗细骨料)。

　　填料的外形尺寸、吸油量、添加量对地面涂料的最终性能有决定作用，主要为达到低收缩率、低教度、高添加量、高耐磨性和良好的贮存性等目的。目前，市场上较好的无溶剂环氧自流平涂料多选用天然(耐磨)矿石粉作为主要填料，它与常用的碳酸钙填料相比有其独特之处。

　　1)填料添加量对涂料熟度的影响。无论是施工性还是从成膜物的性能看，地面涂料的教度是至关重要的。一方面希望涂料的固体含量尽量高，可降低成本，达到一次成膜厚的目的；一方面又不希望黏度太高，黏度高不利于施工，影响成膜物的流平性、消泡性。通过实验发现：耐磨矿物粉加入量对涂料鼓度影响变化较少。这是由于天然矿物粉与碳酸钙相比有相对低的吸油量所致。在相同吸油量的涂料中(轻质)碳酸钙的加入量不超过30％，而天然矿物粉加入量可达50％以上。

　　2)填料添加量对涂膜线收缩率的影响。对环氧耐磨地面涂料而言，其最大的优势就在于可做到一次施工面积大，整体无缝，这就对涂膜线性收缩率有较高要求。

　　3)填料对涂膜磨耗量的影响。根据GB/T1768-89实验测试，（CS17，500*2g，1000R。）天然(耐磨)矿物粉填料在许多方面优于一般的碳酸钙填料，使环氧自流平耐磨地面涂料施工工艺得到显著提高，具有以下优点：

　　①填料添加量大大提高，同时又不显著提高涂料熟度，保证施工时涂料的流平性。
　　②独特的纤维状几何结构粉料加入能明显降低涂膜线性收缩率，提高耐磨耗性。
　　③填料与树脂等材料能很好相容，不影响涂膜耐化学药品性和其他综合性能。

　　(5)助剂

　　环氧洁净耐磨地面涂料对涂膜的流平性要求极高，特别是成膜较厚情况下，既要使涂膜在活性期内充分流平，又要求湿膜中的气泡迅速排出而表面不留下缺陷，因此，流平、消泡等助剂的选择及用量是极为关键的因素。一方面此类助剂用量增加会降低涂膜成膜时的表面张力，有利于涂膜自流平和消泡，另一方面这类助剂过多加入会引入不相溶物，对树脂、稀释剂及填料问的粘结产生不利影响。

　　涂料中各种颜料、填料须经过分散研磨，为保证细度，提高分散效率<

目前国内市场上所用的环氧树脂固化剂品种繁多、功能各异。固化剂对环氧树脂涂料性能有何影响？如何正确选用固化剂产品？有关专家最近开展的研究，从理论和实际应用中进行对此进行了具体探讨。
专家选取目前国内市场上常用的几种典型固化剂，进行了系统的应用测试，研究了不同类型的固化剂对环氧树脂类涂料性能的影响，在此基础上提出了环氧树脂涂料适用的固化剂方案。
选取的样品有593固化剂、T31固化剂、651固化剂、810固化剂、酮亚胺固化剂、NX-2040等。
据介绍，其中T31固化剂是多胺、甲醛、苯酚经曼尼斯反应而成的曼尼斯加成多元胺，其分子结构大致如下；T31固化剂是实际无毒等级的固化剂，应用安全，并能在低温下固化双酚A型环氧树脂，可在湿度80%和水下应用，固化收缩率小；651固化剂是一种聚酰胺类环氧树脂固化剂，由桐油酸和多元胺反应制成的桐油酸二聚体多元胺，由于结构中含有较长的脂肪酸碳链和氨基，可使固化产物具有高的弹性和粘接力及耐水性，它的施工性能较好，配料比例比较宽，毒性小，基本无挥发物，能在潮湿的金属和混凝土表面施工，缺点是固化速度较慢，耐热性比较低，热变形温度低，耐汽油、烃类溶剂性差；810固化剂是改性胺类固化剂，在水下、潮湿、低温（0℃）、干燥等条件下，均能固化环氧树脂，也可在带水的表面上进行涂装，具有良好的浸润性；酮亚胺固化剂是酮类与多元胺反应制得的产物，其结构式如下所示，使用酮亚胺类固化剂能配制成潮湿条件和水下固化涂料；NX-2040是美国卡德莱生产的一种性能独特的，不含苯酚的，多用途取代酚醛胺环氧树脂固化剂。其结构式如下，它的分子结构上即带憎水性优异的长脂肪链，常温反应活性高的脂肪胺，又含抗化学腐蚀的苯环结构。使它即具有一般酚醛胺的低温，潮湿快速固化，又有一般低分子聚酰胺固化剂的长操作期，优异的柔韧性和较宽的树脂混合比。它的独特结构，使它在环保型，高性能，低成本，多用途，快速固化，重防腐环氧树脂涂料中得到广泛的应用。
试验中为了便于比较固化剂的性能，按照固化剂说明的配比用量，用同一种环氧树脂材料进行了固化反应，在常温下经过24小时后测其机械性能，并经过了一周时间的保养期，然后在同时进行化学性能的测试。
试验结果表明：这几种固化剂都可用作环氧树脂的常温固化剂，但在选用固化剂时，应根据所处的环境来确定固化剂的品种和用量，如在潮湿环境下，可用酮亚胺和810固化剂，而酮亚胺固化剂受水份影响则更大一些；在高温环境下，可选用凝胶时间长的固化剂来提高涂料的适用期，可选用2040固化剂。在用量上要考虑整体效果，如使用651固化剂时不能只考虑干燥速度而影响了其机械和化学性能。由于各种固化剂的结构不同，对环氧树脂涂料性能的影响不同，为了达到一种较好的性能，可采用多种固化剂复配方式来满足要求，如使用T31固化剂和2040固化剂可以提高涂料的适用期，同时可以提高漆膜的初期硬度。
从试验分析还可看出，2040固化剂的综合性能是所有固化剂中最好的，其具有较快的干燥速度，同时又有较长的适用期，可在夏季施工时不产生爆聚等现象，而在气温较低时也具有较快的干燥速度，因此适用范围较广，同时又具有较好的耐化学腐蚀性能，是一种较理想的环氧树脂固化剂。环氧树脂涂料的耐酸性能普遍较差，因此在设计耐酸涂料时，应考虑与其他树脂，如聚乙烯树脂等复配使用。

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各种单一多胺环氧树脂固化剂性能(二)
三、脂环族多胺
　　由于胺基的结合形式不同，各种脂环族多胺的反应性和所生成的固化物性质也有很大的不同：不属于直链脂肪族多胺的性质，就属于芳香族多胺的性质。如果胺基通过甲基连接在脂环上，如MDA、IPDA、N-AEP、ATU加合物等，则属于直链脂肪族多胺；如果胺基直接连接在脂环上，则属于芳香族多胺。
　　双(4一氨基一3一甲基环己基)甲烷，耐热性、机械性能优良，因不含芳香环，固化剂及固化物颜色均较浅，耐候性优良，在涂料行业及浇铸料使用中，引人注目。异佛尔酮二胺、孟烷二胺具有比较低的粘度，国外广泛用于涂料和浇铸料中。脂环族二胺国内品种甚少，几乎处于空白状态，有待进一步开发。
　　四、芳香族多胺
　　芳香族多胺与脂肪族多胺相比，有以下特点：一是碱性弱。这是由于胺基直接连接于苯环上，致使N原子上的电子云密度降低的缘故；二是反应受芳香环结构的影响，有空间障碍作用，可以使活性进一步降低；三是固化过程中形成B阶段产物，因此固化反应分两阶段进行——第一阶段在80℃进行，第二阶段在高温150～170℃下进行，才能使固化反应进行完全。
　　芳胺一般按化学计量或者略高一点的量进行固化反应。可以加用酚类促进剂，这时，用量可比化学计量略少一点。芳胺一般都是结晶体，使用时与树脂加热混合往往会缩短适用期。为了克服工艺上的困难，可以采用以下方法：一是将两种或几种芳胺混合，形成低共融点物或者液体(过冷)，例如Tonox60--40牌号固化剂就是由优(MPDA)／m(DDM)=6／4制成的液体芳胺混合物，用于固化环氧树脂，其性能与单独使用这两种芳胺差别不大。其耐热性、机械强度、电性能、耐化学药品性能均比较优良；二是在单独使用m-PDA或者DDM时，可以先单独将固化剂加热溶化，然后加入少量液体环氧树脂加成，得到低分子固化剂改性物，然后再与规定量的环氧树脂进行配合，这样既方便了工艺操作，又保证了性能稳定；三是芳胺可以进行各种改性和配制成芳胺溶液使用。　　
　　五、其他品种多胺
　　其他类型的胺固化剂，主要有二氰二胺系列和有机酸酰肼类。它们的反应机理也属于加成聚合型范畴，但是它们本身还具有功能性潜伏固化的特点，所以有的学者和有的书上将它们划人潜伏型固化剂。
　　1、二氰二胺系列。二氰三胺俗称双氰胺，英文缩写DICY，是很早就被应用的潜伏型固化剂，广泛用于粉末涂料、单包装胶粘剂、薄膜胶等。二氰二胺为白色晶体，熔点207～209℃，毒性小，但难溶于环氧树脂，有资料报导可用溶剂使双氰胺溶于环氧树脂，但是目前多数还是将双氰胺粉碎后与环氧树脂混合，在三联辊上进行加热混炼，或者采用挤出机加工。通常不加促进剂的混合料，使用期常达半年以上。双氰胺的固化机理比较复杂，除4个活泼氢可以参加反应外，氰基也具有反应性。另外双氰胺还具有催化型固化剂的作用。对E-51环氧是树脂来说，双氰胺的理论用量为每100g树脂11g，而实际用量为4～10g，特别对固态环氧树脂一般用量都比较少。双氰胺上的4个活泼氢首先与环氧基反应，然后，生成物的羟基再和双氰胺原有的一CN进行反应，形成N-烷基取代胍一脲的交联结构。通过示差扫描量热计和红外光谱仪分别对其反应历程跟踪研究，发现二氰二胺除按上述机理进行反应外，同时本身分解，生成氨基氰，也参与了固化反应历程。
　　双氰胺以及改性双氰胺，目前已广泛用作粉末涂料固化剂。另外，利用其使用期长的优点，可用于一液型胶黏剂，尤其是用于尼龙一环氧树脂胶粘剂，具有非常高的剪切强度(约40 MPa)，和非常高的剥离强度，在飞机制造工业上已经应用。双氰胺用于固化剂量大的缺点即固化温度过高，一般在150～170℃，所以国外一直注重对双氰胺进行改性制备双氰胺的衍生物，如日本旭化成工业公司研制的粉末涂料专用固化剂AEHD-610、AEHD-210，就属于这类产品。另外，更多的研究重点则放在寻找一种有效的促进剂，在不过份损害使用期和性能的前提下，力求把固化温度降低，最理想的情况是降至120℃左右。促进剂品种很多，主要有脲类衍生物、咪唑类衍生物、有机胍类衍生物等，不一一列举。
　　双氰胺衍生物有瑞士Ciba-Geigy公司开发的HT-2833、HT-2844，此类固化剂与环氧树脂混溶性好，可进行B-阶段反应，凝胶时间长，固化速度快。经100℃固化1h，剪切强度可达25MPa；如经150℃固化30min，剪切强度可达27MPa。有机脲类促进剂品种很多，多为不对称取代脲，如N-对氯代苯基N’，N’-二甲基脲。此类促进剂可使双氰胺放热峰从200℃降至150℃，固化反应可在120℃进行，但贮存期缩短，仅有一个月左右，可采用薄膜包封法与双氰胺配合以延长使用期。另外，文献也报导了双酚A型环氧树脂(环氧当量190)100份，双氰胺10份及3，4一Cl(phCH20)C6H5NHC---ON(CH3)23份的组成物，具有良好的贮存性，贮存期可达6个月左右。
　　咪唑类及其衍生物均可作双氰胺固化的促进剂，目前国内粉末涂料生产厂的配方不少采用双氰胺一咪唑体系。当然，咪唑类及其衍生物本身也可用作潜伏性固化剂。用作促进剂的咪唑化合物有：2-甲基眯唑、2-乙基米唑、2-苯基眯唑、2-十一烷基眯唑、2-十七烷基眯唑等。有机胍类化合物是双氰胺类的有效促进剂，其品种也不少，如四甲基胍、酰基取代胍、烷基取代胍等。
　　 2、有机酰肼类。有机酰肼与双氰胺有相同之处，均属于功能性潜伏性固化剂，本身是高熔点的粉末，通常由羧酸甲酯和肼制备。如果将酰肼分散于环氧树脂中，使用期在4个月以上，加热便可迅速固化。酰肼末端氮原子上有两个活泼氢，可如同伯胺与环氧基一样进行加成反应，生成的叔胺不起聚合催化作用，因此用量必须按化学当量计算，不能象双氰胺那样可以减少用量，固化温度也较双氰胺低。而不同种类的酰肼，固化温度也不一样。
　　酰肼的固化物弯曲强度大约为100MPa，大体与胺类固化剂相同。耐热性比相应的胺类固化剂高，如IPADH的Tg为180℃，AADH的Tg为160℃。酰肼类固化温度均低于DI—CY，具有优良的耐水性，在固化过程中不沉降，一般具有优良的粘接性。酰肼类固化剂目前已用于粉末涂料和单组份胶粘剂。由于酰肼类固化剂的成本比较高，所以其市场售价也高于双氰胺。
　　有机多胺除了毒性较大外，作为环氧树脂固化剂也有缺点。据中国环氧树脂行业协会专家(www.epoxy-e.cn)介绍，主要有以下几个方面：一是固化反应时放热量大，每次配料不能多，配料使用期短，不宜用作浇铸料；二是所固化的环氧树脂脆性较大，不耐冲击，在涂料、粘合剂方面的应用受到限制；三是多胺可与空气中C02形成碳酸盐，致使配合料浑浊不透明，用作涂料时有“发红”现象；少量未反应的多胺会吸收空气中的水汽，使涂层表面“发汗”；四是芳香多胺大多为固体，必须加热溶化后才能与环氧树脂混熔，高温致使大多数的芳胺与环氧树脂反应活性增加，因而给操作带来不便；五是双氰胺、DDS等熔点比较高，室温下难以与环氧树脂均匀混合，经常借助于溶剂，因而在不允许使用溶剂的场合(浇铸料、无溶剂漆等)就难于应用。

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环氧树脂固化剂概述
环氧树脂本身为热塑性的线型结构，受热后固态树脂可以软化、熔融，变成粘稠态或液态；液态树脂受热黏度降低。只有加入固化剂后，环氧树脂才能得到实用。如下图所示，一个完整概念的环氧树脂组成物应该由四个方面的成分组成。但在实际应用时，不一定四个方面　的成分都要具备，但树脂成分中的固化剂必不可少，可见固化剂的重要。

　　环氧树脂所以能取得广泛应用，就是因为这些成分多变配合的结果。尤其是固化剂，一旦环氧树脂确定之后，固化剂对环氧树脂组成物的工艺性和固化产物（产品）的最终性能起决定性作用。
固化剂定义及分类
1、定义
环氧树脂本身是热塑性的线型结构，不能直接拿来就应用，必须在向树脂中加入第二组分，在一定温度（或湿度）等条件下，与环氧树脂的环氧基进行加成聚合反应，或催化聚合反应，生成三维网络结构（体型网状结构）的固化物后才能使用。这个充当第二组分的化合物称作固化剂，分为加成型固化剂和触媒型固化剂。
2、固化剂的分类
固化剂按反应性和化学结构分类如下图所示

固化剂化学
1、伯胺与环氧基的反应
当用伯胺固化环氧树脂时，在第一阶段伯胺和环氧基反应生成仲胺；在第二阶段，生成的仲胺和环氧基反应生成叔胺，并且生成的羟基亦能和环氧基反应、具有加速反应进行的倾向。
胺的化学结构不同，它们与环氧基的反应速度也不相同，在初期反应速度比较快，环氧基消耗的比较我，到达一定的时间后，环氧基的消耗不像开始那么多。环氧基的反应程度在3周的期间内非常低，聚酰胺只有40%，二亚乙基三胺也只不过65%，要进一步提高环氧基的反应程度，有必要在高温下进行固化反应。
当多胺固化环氧树脂时，醇或酚的存在会促进反应加快，但不能改变最后的反应程度。醇、酚的羟基和环氧基的氧原子形成氢键而促进开环，醇羟基容易开成这种键，因此显示更大的从促进作用。除了酚、醇之外，有机酸、硫酰胺等对反应也有促进作用。但邻苯二甲酸、顺丁烯二酸没有促进作用，这是由于它们和胺反应和成了酰亚胺之故。有些基团具有抑制作用。如：－OR、－COOR、－SO3R、－CON2R、－SO2NR2、－CN、－NO2等。
2、叔胺与环氧基的反应
叔胺是强碱性化合物。叔胺固化环氧树脂按阴离子聚合反应进行。阴离子聚合固化剂首先作用环氧基，使其开环，生成氧阴离子，氧阴离子攻击环氧基，开环加成，这种开环加成连锁反应进行下去固化环氧树脂。
3、咪唑化合物与环氧基反应
咪唑化合物为五元杂环化合物。结构式中含有两个氮原子，一个氮原子处于仲胺，另一个氮原子为叔胺。首先仲胺基的活泼氢和环氧基反应生成加成物，该加成物再和别的环氧基反应生成在分子内兼具⊕和☉离子的离子络合物，生成的离子络合物的☉和环氧基反应，以连锁反应的方式开环聚合固化环氧树脂。咪唑的阴离子聚合受加成物生成的制约，因此聚合速度比叔胺慢。
4、三氟化硼－胺络合物与环氧基的反应
　　BF3是环氧树脂的阳离子型催化剂，由于反应剧烈，无法应用，以与路易斯碱（胺类、醚类等）形成络合物的形式使用。BF3胺络合物是应用最早的潜伏型固化剂之一。它的阳离子聚合反应历程引发环氧基开环聚合，在和环氧基反应时，环氧基拉引BF3胺络合物的氢原子生成氧翁阳离子；这种阳离子作为引发剂，以阳离子反应历程链锁式的进行开环均聚，固化环氧树脂。
5、巯基（－SH）与环氧基的反应
聚硫醇化合物末端为硫醇基（－SH），单独使用时活性很差，在室温上反应极其缓慢，几乎不能进行，可是在适当的促进剂存在下可以形成硫醇离子。固化反应以数倍多元胺的速度进行，这个特点在低温固化时更能显示出来。当有叔胺存在时，硫醇基首先和叔胺反应生成硫醇离子，该离子和环氧基反应。
另外，叔胺和环氧基反应生成环氧阴离子，该阴离子和巯基进行亲核反应。
6、酚羟基和环氧基的反应
聚酚，例如线型酚醛树脂常用来和环氧基反应来固化环氧树脂，提高环氧树脂耐水性和耐热性，用于成型材料（特别是IC封装材料）。
酚羟基和环氧基反应，及由此反应生成的醇性羟基和环氧基反应，那个优先反应，因是否有碱性促进剂存在而异。无促进剂存在时，酚作为触媒起作用，环氧基和醇性羟基的反应优先；如果有KOH及叔胺等碱性促进剂存在下，环氧基和酚差基的反应优先。
7、酸酐和环氧基的反应
　　酸酐和双酚A型环氧树脂的反应，在无促进剂情况下，首先是树脂中的羟基或是酸酐中游离的羟基与环氧基反应。生成的单酯或羟基继续与环氧基反应，最后生成立体的网状结构。当有叔胺促进剂存在下，叔胺攻击酸酐，生成碳翁阴离子，生在的碳翁阴离子和环氧基反应生成烷氧阴离子，烷氧阴离子和酸酐反应再生成碳翁阴离子，反应依次进行下云，最后固化环氧树脂。
当在这个酸酐－叔胺固化体系中加入含活泼氢化合物，还可以促进反应进行，其机理为叔胺和活泼氢化合物通过氢键形成络合物，生成的络合物的酸酐反应生成新的络合物，新生络合物和环氧基反应。
当醇存在于环氧树脂酸酐体系里时，醇、酸酐、环氧基通过形成了分子络各体进行反应，最后固化环氧树脂。不同酸酐在相同促进剂存在下，固化速度也不相同，因酸酐结构不同而异。上述为端环氧基（例如双酚A型环氧树脂）与酸酐基的反应。内环氧基（如脂环族环氧化合物）与酸酐的反应机理为：
脂环族环氧树脂和酸酐不能直接反应，必须在含羟基化合物（例如醇的存在下，醇先和酸酐反应生成酸性酯，酸性酯的羧基活泼氢和环氧基反应，生成带羟基的酯环族二酯，该双酯的羟基再进一步和酸酐反应和与环氧基反应，交联固化环氧树脂。
固化剂和选择基准及用量计算
1、 固化剂的选择基准
当应用环氧树脂时，在环氧树脂品种确定下来之后，首先碰到的是如何选择固化剂。因为当环氧树脂选定之后固化剂起着关键的作用，操作工艺的保证和最终设计产品性能的实现，都有赖于固化剂的选择。

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2、 固化剂用量计算
固化剂和用量需要尽量准确，这不但影响到使用成本，亦影响到设计产品最终性
能的实现。有些固化剂厂家有产品使用说明书，给出使用量的范围供用户参考。在没有依据参考的情况下可以通过实验求得最佳用量，能计算的也可以计算求得。
2.1胺类固化剂和用量计算
w（100质量分数树脂所需胺固化剂质量分数）/ %
2.2低分子量聚酰胺用量计算
低分子量聚酰胺产品指标说明书常用“胺值”这一指标衡量氨基的多少。陈声锐认为，这不能正确反映活泼氢胺值的下述公式求出理论用量。

　　　ƒn—系数，ƒn ＝(n+2)/(n+1)，
n为多亚乙基多胺中－CH2CH2－的重复数减去1。
2.3酮亚胺固化剂用量计算

该计算公式从形式上看与胺固化剂用量计算公式没有区别，但在这里“当量”系指酮亚胺和水完全反应时相当1mol氨基的固化剂（g）。有时在厂家产品规格说明书上除了给出“当量”外，还会给出“有效胺含量”的相应数据。“有效胺含量”系指酮亚胺和水完全反应时游离出来的反应性多胺（以体积或质量的分数表示）。
2.4曼尼希碱用量计算
酚、醛和胺缩合反应制得的产物称为曼尼希碱。经典的曼尼希碱是由苯酚、甲醛及乙二胺反应制得，应用亦较为普遍。其用量可以按下式计算。值得提出的是，计算求出的固化剂用量与安最大粘接决定的用量彼此很吻合。
　　　　　　　　　　　q=(1.3~1.4)K
式中K为环氧树脂中环氧基的质量分数。%
2.5酸酐固化剂用量计算
当使用一种酸酐固化剂时按下式计算

c为修正系数，场不同时采用不同的数值
c＝0.85，一般的酸酐
　0.6 , 使用含氯酸酐
　1.0，使用叔胺作固化剂
　0.8，使用叔胺和M（BF4）n盐时。
固化剂和改性方法
1、 胺固化剂的改性方法
胺类固化剂在环氧树脂中应用得非常普遍。除了未经改必的单一化合物外（例如：
乙二胺、二乙烯三胺等脂肪胺；间苯二胺等芳香胺），实际上在很多场合下使用变性的多胺固化剂。这是因为我胺经过化学变性后改变了原来的一些特性，比如：可使用时间延长，固化变快或变慢，改善固化剂和树脂的相容性，将固态固化剂液体化，难与空气中的CO2反应，降低固化剂的挥发性的毒性，减少皮肤斑珍，减少固化剂对树脂的添加量以减少固化剂在称量时的误差；改善固化剂和环氧树脂配合后的使用工艺性；改善和提高环氧树脂固化后的力学、热、电等性能以满足使用要求。
胺类固化剂的改性方法如下：
1.1多元胺与环氧树脂或单环氧化合物的加成物
　　环氧树脂和过量的多元胺反应（例如：二亚乙基三胺等）环氧基全部被反应掉，得到含有残留氨基活泼氢的胺加成物。由液态环氧树脂制成的加成物为液体，由固态环氧树脂制成的加成物为固态。
由于加成物的分子量大，减少了低挥发性和胺臭味，毒性降低，放热减少，对环氧树脂的配合量啬，不需要精确称量。环氧树脂和胺反应生成羟基，加快固化反应，消除“发乌”倾向；然而固化剂粘度增大，适用期变短。
以环氧树脂和胺的加成物固化的树脂固化物性能近似的原料胺固化的树脂固化物的性能。该类固化剂常用于常温固化涂料，用作溶剂型焦油－环氧涂料的固化剂。
多元胺与单环氧化合物[例如：环氧乙烷（Eo）环氧丙烷（Po）]的加成物。二亚乙基三胺、三亚乙基四胺等脂肪族多胺在水的存在下很容易与环氧乙烷和环氧丙烷进行加成反应制得加成物。基于原料多胺的种类繁多及环氧乙烷和环氧丙烷加成量的不同，可以制备许多加成物。
这类加成物含有的羟基多，可促进反应加速树脂固化。改善了固化剂对树脂的溶解性、挥发性和刺激性均变小。常温固化的树脂固化物的力学、电气性能及耐药品性略逊原料胺（例如：二亚乙基三胺、三亚乙基四胺）的树脂固化物性能。当将这类固化剂用于涂料时，湿度高会影响固化，此时将双酚A作为促进剂配合作用效果会更好。由于吸湿性高，该类产品在密封宣传品里保存。
芳香族二胺和脂肪族二胺一样，也可以和环氧乙烷、环氧丙烷、苯乙烯氧化物、苯基缩水甘油醚（PGE）等单环氧化合物相比，适用期长、固化慢、热变形温度高。与原料芳香二胺相比，固化物的诸性能恶化。
1.2多元胺与丙烯腈的加成物
多元胺与丙烯腈的反应，称为氰乙基化反应，亦称迈克尔反应。
丙烯腈用量不同，多元胺的氰乙基化程度亦不同，给固化剂的反应性和树脂固化物的性能也带来相应地变化。多元胺经氰乙基化后，固化变慢、温和，适用期增长，湿度影响变难。随着氰乙基化增加，最高放热温度降低，为了得到优良的性能有必要进行后固化。固化物的力学性能、电气性能要低于多元胺及其加成物。
树脂固化物的耐药品性变化不大，可是耐溶剂性变好，耐无机酸性有些下降，非常耐含氯溶剂。
1.3多元胺与有机酸的反应
胺与有机酸的反应，称为酰胺化反应。多元胺与一元脂肪酸反应制备酰氨基胺。
多元胺与脂肪族二酸反应制备聚酰胺。例如，二聚酸与脂肪族多元胺按下式反应制备低分子量聚酰胺。
1.4胺类和酮反应生成酮亚胺。实质上是酮封闭多胺，作为无虫害涂料用固化剂颇受注意。例如：二亚乙基三胺和酮反应生成酮亚胺，基分子中的仲氨可与单缩水甘油醚（例如苯基缩水甘油醚）继续反应。
1.5多元胺与酚醛的缩合反应
胺与酚、醛的反应早在1942年不见报道，称之为曼尼希反应，其缩合物称作曼尼希碱。由于原料和其配比的不同，可以制备化学结构不同的曼尼希碱。
该类固化剂具有优良的低温固化性，对湿表面有良好的粘接性，耐各种化学药品，因些广泛用于土木工程、涂料、胶黏剂及层压材料。
1.6多元胺与硫尿加成反应
脂肪族多元胺在常温下固化环氧树脂，与硫脲加成之后可以大幅度地改变多胺化合物的低温固化性，使冬季现场施工成为可能。
2、 酸酐类固化剂的改性方法
2.1酸酐与脂肪族多元醇、三乙酯的反应
多数酸酐固化剂为高熔点结晶物，比如偏苯三酸酐熔点168℃。为了降低这些酸酐的熔点，改善与环氧树脂的溶解性，将其与脂肪族多元醇或三乙酯反应。
2.2含双键酸酐的结构异构化
在分子结构里含有单一双键的酸酐。比如四氢苯酐（熔点108℃），四基四氢苯酐（熔点63~64℃），经异构化处理后，得到各种异构体的混合物，在室温下呈液体状态，大大改善了与环氧树脂的溶解性和环氧组成物的工艺性。
2.2高熔点固化剂的悬浮化
一些高熔点固化剂不但与环氧树脂溶解性不好，多数溶剂都不能溶，将这种固态化合物混合到环氧树脂里，为了防止沉降，需要添加触变剂和填充剂。将这类高熔点化合物经特殊的化学处理制成呈悬浮态所必要的粒子尺寸，添加到液态环氧树脂里均匀混合，呈悬浮态的高熔点固化剂不会沉降到底部，这样就不需要添加触变剂，更没有必要添加大量的真充剂。属于这类悬浮体的固化剂有MT－45DEY、BG－30DEY及M－15ML等。
固化剂经各种方法改性后增加了新的固化剂品种，这样既满足了在使用环氧树脂过程中对工艺和固化物（产品）性能的要求，又进一步推动了环氧树脂在各个领域的应用。

承诺

学习啦 谢谢楼主啊:P

shaoziyun

真是好资料，谢谢楼主了