环氧树脂用柔性固化剂的制备


1. 主要化学试剂

甲苯2,4﹣二异氰酸酯(TDI),LR,在N2保护下减压蒸馏,收集104℃/133Pa的馏分;E-44环氧树脂,工业级,岳阳石油化工总厂生产;其余试剂均为化学纯或分析纯,用4A分子筛干燥1d后使用。

2. 合成端氨基聚氨脂(ATPU)

在室温20℃和N2氛围下,边搅拌边将计量的己二醇﹣二甲亚耐久溶液和二丁基二月桂酸锡(DBTDL,用量为己二醇与TDI总量的0.3%~0.5%)滴入含0.05mol甲苯2,4﹣二异氰酸酯(TDI)R的4﹣甲基﹣2﹣戊酮溶液中。在60℃下12h后冷却至室温,并在N2氛围和搅拌下缓慢滴入用冰水浴冷却的含0.025mol乙胺的二甲亚耐久溶液中,之后在40℃恒温反应2.5h,并真空脱除过量的乙二胺和全部溶剂即得到ATPU。控制TDI与己二醇的物质的量比大于1,并改变己二醇的量,可得到同子理的ATPU产物。

3. 主要影响因素

① 投料比对端氨基聚氨酯分子量及基吸水率的影响 控制反应物中TDI与己二醇的相对用量R([NCO]/ [OH])可制备不同分子量的端氨基聚酯(ATPU)。随R由2.0降低到1.1,分子量(M)逐渐增大,吸水率降低,这说明随M的增大,其极性降低。当M为600时,ATPU吸水率为1.7%,远低于其它常用的环氧树脂脂肪按固化体系,但仍有一定的吸水性。

② 端氨基聚氨酯的分子量对胶黏剂力学性能的影响 ATPU分子中含有大量的氨基甲酸酯基和柔韧性很好的脂肪链,并有反应活性很高的脂肪按基因,因而用它与环氧树脂配成的胶黏剂不仅能常温固公化,而且可望具有耐冲击,挠曲性好,剥离强度高、附着力大,良好的耐高低温等性能。随M的增大,胶黏剂的剥离强度出现最大值,附着力降低。这是因为分子量增大,胶黏剂的交联密度减少、流动性、润湿性变差,从而降低了附着力,而交联点间的柔性链段变长必然改善胶黏剂的柔韧性。当M较小时,与环氧树脂的物质的量比在1.0时交黏剂的剥离强度最大。AT﹣PU用量过大或过小,胶黏剂会由于存在残留的ATPU或交联密度减少而降低力学强度。但随着M的增大,固化剂的用量对胶黏剂剥离强度的影响变小。