Agente de curado a prueba de polvo
1.1 Amina grasa modificada
Agente de curado de aminas grasas, como etilendiamina, hexametilendiamina, dietilentriamina y trietilentetramina, que son agentes de curado de dos componentes comúnmente utilizados para resinas epoxi. a temperatura ambiente. Mediante modificación química, sufren reacciones de adición nucleofílica con compuestos cetónicos orgánicos y la deshidratación es un método eficaz para bloquear, reducir su actividad de curado y mejorar su estabilidad durante el almacenamiento.
Un sistema de un componente compuesto por un agente de curado de cetimina y resina epoxi. Bajo la acción de la humedad, la cetimina se descompone en aminas, por lo que la resina epoxi se puede curar a temperatura ambiente. Sin embargo, la velocidad de curado generalmente no es rápida y la vida útil es corta, porque el par solitario de electrones en el átomo de nitrógeno de imina todavía tiene cierta actividad de apertura de anillo. Para resolver este problema, la cetimina obtenida al hacer reaccionar 3-metil-2-butanona, una cetona con grupos estéricamente impedidos en ambos extremos del grupo carbonilo, y la diamina altamente activa 1,3 con metilciclohexano no sólo tiene alta reactividad de curado y estabilidad de almacenamiento significativamente mejorada. Además, los informes de patentes japonesas indican que la cetimina obtenida al hacer reaccionar un compuesto de amina alifática modificada con poliéter con metil isobutil cetona es también un agente de curado latente para resinas epoxi con buen rendimiento. Los agentes de curado de aminas grasas también pueden reducir su reactividad de curado al reaccionar con acrilonitrilo, compuestos orgánicos de fosfina y complejos de metales de transición, por lo que tienen cierto potencial.
1.2 Diaminas aromáticas
Las aminas aromáticas han llamado la atención por su alta Tg, pero sus aplicaciones son limitadas debido a su alta toxicidad. El agente de curado de diamina aromática modificada de la presente invención tiene una Tg alta, baja toxicidad, baja absorción de agua y buenas propiedades integrales. En los últimos años, los agentes de curado para diaminas aromáticas incluyen diaminodifenilsulfona (DDS), diaminodifenilmetano (DDM), m-fenilendiamina (mPDA), etc. Entre ellos, el DDS es el que más se ha estudiado y es el más maduro. Se ha convertido en un agente de curado comúnmente utilizado en resinas epoxi de alto rendimiento. Cuando se utiliza DDS como agente de curado latente para resina epoxi, debido a que su molécula contiene un fuerte grupo sulfona que atrae electrones, en comparación con diaminas aromáticas como MP DA y DDM, su reactividad se reduce considerablemente y su vida útil se extiende. Sin un acelerador, la vida útil de 100 g de compuesto de resina epoxi puede alcanzar 1 año y la temperatura de curado generalmente alcanza los 200 °C. Para reducir la temperatura de curado, a menudo se agregan aceleradores para lograr un curado a temperatura media. En los últimos años, para mejorar el rendimiento del calor húmedo y la dureza del sistema, se ha modificado el DDS y se ha desarrollado una variedad de agentes de curado de polieterdiamina para reducir su resistencia al calor durante el proceso de secado. Estas diaminas tienen una gran distancia entre los grupos amino en ambos extremos, lo que resulta en menos grupos amino en el punto de absorción de agua y una excelente resistencia al impacto.
1.3 Diciandiamida
La diciandiamida, también conocida como diciandiamida, se ha utilizado durante mucho tiempo como agente de curado latente en recubrimientos en polvo, adhesivos y otros campos. La diciandiamida se mezcla con resina epoxi y se puede almacenar hasta por medio año a temperatura ambiente. El mecanismo de curado de la diciandiamida es relativamente complejo. Además de los cuatro hidrógenos de la diciandiamida, el grupo ciano también tiene cierta reactividad. Cuando se usa diciandiamida sola como agente de curado de resina epoxi, la temperatura de curado es muy alta, generalmente entre 150 y 170°C. A esta temperatura, muchos dispositivos y materiales no se pueden utilizar porque no pueden soportar tales temperaturas o debido a los requisitos del proceso de producción, se debe reducir la temperatura de curado de la resina epoxi de un componente. Hay dos formas de resolver este problema. Una es agregar un acelerador para reducir la temperatura de curado de la diciandiamida sin dañar excesivamente su vida útil y su rendimiento. Existen muchos tipos de aceleradores, incluidos compuestos de imidazol y sus derivados y sales, derivados de urea, derivados orgánicos de guanidina, compuestos que contienen fósforo, complejos de metales de transición y aceleradores compuestos. Estos aceleradores pueden reducir significativamente la temperatura de curado de la diciandiamida. La temperatura de curado ideal se puede reducir a aproximadamente 65438 ± 020 ℃, pero al mismo tiempo se acortará el período de almacenamiento y la resistencia al agua también se verá afectada hasta cierto punto.
Otra forma eficaz de reducir la temperatura de curado de la resina epoxi monocomponente es modificar químicamente la diciandiamida mediante diseño molecular. Las aminas, especialmente las aminas aromáticas, se introducen en la molécula de diciandiamida para preparar derivados de diciandiamida, como HT 2833 y HT 2844, que son derivados de diciandiamida modificados con anilina 3,5 disustituida. La fórmula estructural química es la siguiente:
Se informa que este agente de curado tiene buena compatibilidad con la resina epoxi, un período de almacenamiento prolongado y una velocidad de curado rápida. Después de curar a 100°C durante 1 hora, la resistencia al corte puede alcanzar los 25 MPa. Después de curar a 150°C durante 30 minutos, la resistencia al corte puede alcanzar los 27 MPa. Los agentes de curado especiales AEHD-610 y AEHD-210 para recubrimientos en polvo desarrollados por la japonesa Asahi Kasei Industrial Co., Ltd. también son derivados de diciandiamida modificados. Además, en Japón hay informes de que diaminas aromáticas como 4,4'diaminodifenilmetano (DDM), 4,4'diaminodifeniléter (DDE), 4,4'diaminodifenilsulfona (DDS) y p-dimetilanilina (DMB) reaccionan con diciandiamida para preparar sus derivados. En comparación con la diciandiamida, la compatibilidad de los derivados de diciandiamida con la resina epoxi de bisfenol A mejora significativamente después de la introducción del anillo de benceno. El sistema monocomponente compuesto de diciandiamida y resina epoxi E 44 se puede almacenar a temperatura ambiente durante medio año y la temperatura de curado es más baja que la diciandiamida.
Existen pocos informes nacionales sobre la modificación química de la diciandiamida para obtener derivados de diciandiamida. Wenzhou Qingming Chemical utiliza óxido de propileno y diciandiamida para reaccionar y preparar diciandiamida MD 02. El punto de fusión es de 154 ~ 162 °C, que es aproximadamente 45 °C más bajo que el punto de fusión de la diciandiamida (207 ~ 210 °C). usado.
El derivado obtenido modificando diciandiamida con anilina formaldehído aumenta la miscibilidad con la resina epoxi de bisfenol A, tiene buena solubilidad en una solución mixta de acetona y alcohol y aumenta la reactividad y el tiempo de almacenamiento.
1.4 Imidazol
Agente de curado de imidazol, como imidazol, 2-metilimidazol, 2-etil-4-metilimidazol, 2-fenilimidazol Es un tipo de agente de curado altamente activo que puede Cure la resina epoxi en poco tiempo en condiciones de temperatura media. Por lo tanto, el sistema de un componente compuesto de imidazol y resina epoxi tiene una vida de almacenamiento corta y necesita ser modificado químicamente para introducir sustituyentes grandes en sus moléculas para formar derivados de imidazol estéricamente impedidos, o combinarlos con cobre, níquel y cobalto. , zinc y otras reacciones de sales inorgánicas de metales de transición. Existen muchos métodos de modificación química para los agentes de curado de imidazol. Según el mecanismo de reacción, existen dos métodos principales: uno consiste en modificar el anillo de imidazol con hidrógeno activo en el átomo de nitrógeno del grupo amino secundario en la posición 1, como isocianato, cianato, lactona, etc. El derivado de imidazol modificado tiene un largo período de almacenamiento y buenas propiedades mecánicas. Otro método consiste en utilizar la basicidad del átomo de N en la posición 3 del anillo de imidazol para modificar el imidazol de modo que pueda formar complejos con compuestos con orbitales vacíos, como ácidos orgánicos, sales inorgánicas metálicas, anhídridos de ácido, TCNQ, ácido bórico, etc. Entre ellas, las sales inorgánicas de metales generalmente contienen iones de metales de transición con orbitales vacíos, como Cu2+, Ni2+, Zn2+, Cd2+, Co2+, etc. Forman complejos de coordinación con imidazol, tienen buenas propiedades de almacenamiento y se solidifican rápidamente a 150 ~ 170 °C. Sin embargo, la introducción de sales inorgánicas, ácidos orgánicos y sus sales destruirá el original.
Hay poca investigación nacional sobre los agentes de curado latentes de imidazol, y hay relativamente muchas en los mercados extranjeros. La Compañía Farmacéutica Industrial Daiichi de Japón hace reaccionar varios imidazoles con diisocianato de tolueno (TDI), diisocianato de isoforona (IPDI) y diisocianato de hexametileno (HDI) para formar productos cerrados, debilitando los grupos amino en la actividad del anillo de imidazol y prolongando su vida útil. Cuando la temperatura supera los 100°C, se libera el efecto de bloqueo, el imidazol recupera su actividad y la resina epoxi se solidifica.
1.5 Anhídrido de ácido orgánico
El agente de curado de anhídrido de ácido orgánico es similar a la diciandiamida y tiene buena estabilidad en almacenamiento. Aunque la temperatura de curado es alta, las propiedades mecánicas, las propiedades dieléctricas y la resistencia al calor del producto curado son buenas. Sin embargo, este tipo de agente de curado no es fácil de modificar químicamente porque el enlace de anhídrido ácido se hidroliza fácilmente y tiene poca resistencia a la humedad. Por lo tanto, la temperatura de curado de los agentes de curado de anhídrido orgánico generalmente se reduce añadiendo aceleradores. Los aceleradores de curado comúnmente utilizados en agentes de curado de anhídrido de ácido orgánico incluyen aminas terciarias y sales de aminas terciarias, sales de fosfonio cuaternario, complejos de ácido-amina de Lewis, complejos de metales de transición de acetilacetona, etc.
1.6 La hidrazida orgánica es lo mismo que la diciandiamida. La hidrazida orgánica también es un sólido de alto punto de fusión, pero su temperatura de solidificación es más baja que la diciandiamida. El sistema adhesivo de resina epoxi de un componente compuesto de hidrazida orgánica y resina epoxi tiene una vida útil de más de 4 meses. Los compuestos de hidrazida orgánicos comúnmente utilizados incluyen: hidrazida del ácido succínico, dihidrazida del ácido adípico, hidrazida del ácido sebácico, hidrazida del ácido isoftálico y hidrazida del ácido p-hidroxibenzoico (POBH). Los diferentes tipos de hidrazidas orgánicas tienen diferentes temperaturas de curado. Debido a su alta temperatura de curado, a menudo se agregan aceleradores para reducir la temperatura de curado. Los aceleradores utilizados son básicamente los mismos que la diciandiamida.
1.7 Ácido de Lewis
Complejo de amina El complejo de amina de ácido de Lewis es un agente de curado latente eficaz para resina epoxi. Está compuesto por ácidos de Lewis BF3, AlCl3, ZnCl2 y PF5 que están complejados con primarios. o aminas secundarias. Este tipo de complejo sirve como agente de curado para la resina epoxi y es bastante estable a temperatura ambiente, pero solidifica rápidamente la resina epoxi a 120 °C. Entre ellos, los complejos de trifluoruro de boro-amina son los más estudiados. Se informa que un nuevo complejo de trifluoruro de boro-amina BPEA-2 tiene buena latencia, adhesión y tenacidad. Los complejos de amina de ácido de Lewis también se utilizan comúnmente como aceleradores para anhídridos de ácido y agentes de curado latentes de aminas aromáticas.
1.8 Microcápsulas
El agente de curado latente de resina epoxi microencapsulada en realidad utiliza métodos físicos para envolver un agente de curado de dos componentes a temperatura ambiente con una fina película de gotas de aceite para formar Las microcápsulas se sellan temporalmente después de agregarlas. resina epoxi, y luego las cápsulas se rompen mediante calentamiento, presurización y otras condiciones para liberar el agente de curado, curando así la resina epoxi. Los agentes formadores de película para agentes de curado latentes de microcápsulas de resina epoxi incluyen celulosa, gelatina, alcohol polivinílico, poliéster, polisulfona, etc. Debido a los estrictos requisitos del proceso de formulación, el espesor de la película de la cápsula tendrá distintos grados de impacto en el almacenamiento, transporte y uso.
2Conclusión
Aunque existen muchos tipos de agentes de curado latentes para resina epoxi, cada agente de curado tiene ciertas ventajas y desventajas. Hasta el momento no se ha encontrado un agente de curado latente con un rendimiento excelente e ideal. En la actualidad, la investigación sobre agentes de curado latentes para resina epoxi se centra principalmente en agentes de curado de diciandiamida, imidazol y diaminas aromáticas. Al mismo tiempo, sobre la base de cumplir con los requisitos de reducir la temperatura de curado, acortar el tiempo de curado y extender la vida útil cuando se usan agentes de curado latentes, se resuelven aún más los problemas de resistencia al agua, resistencia al calor y se mejora la dureza del epoxi. Los productos curados con resina también son un paso importante para el futuro de la resina epoxi. El foco de la investigación en agentes de curado de resina latente. Además, con la mejora de la conciencia medioambiental de la gente, es una tendencia inevitable estudiar agentes de curado latentes de resina epoxi respetuosos con el medio ambiente, poco tóxicos y no tóxicos.