多胺固化剂的Mannich改性研究

论文摘要

环氧树脂因其具有优良的耐腐蚀性、电气绝缘性、物理机械、粘结等性能,被广泛应用在防腐涂料、电子、机械制造、航海、航空航天等多个领域。固化剂是环氧树脂体系必不可少的组分,环氧树脂固化物的性能在很大程度上都是由固化剂的性能决定的,因此,开发新的固化剂是改进环氧树脂性能、拓宽其应用领域的重要途径。多胺固化剂是使用最早、用量最大的环氧树脂固化剂,该类固化剂多数为粘度很低的液体,使用时极为方便。多胺固化剂活性高,能快速固化环氧树脂,可以常温快速粘结金属、木材、塑料和陶瓷等材料。但多胺固化剂存在挥发性大、毒性大、固化放热剧烈、配比要求严格等缺点,通过改性能有效克服这些不足。多胺的改性方法有很多,Mannich缩合是一种比较简单而有效的改性方法,它是利用酚、醛、胺的缩合反应,达到对多胺进行改性的目的。Mannich缩合的产物又称酚醛胺,它具有能在低温、潮湿环境下固化环氧树脂的优点,在室温、低温环氧树脂固化剂品牌中占有重要的位置,同时酚醛胺也广泛应用于重防腐行业。本文针对酚醛胺的合成,系统的讨论了原料配比以及胺与酚的种类对酚醛胺的物理性能、固化物性能的影响。结果表明：增加酚或胺的量,能减小产物粘度；增加酚或醛的量,能降低产物胺值,通过调整酚、醛、胺之间的比例,可以得到粘度与胺值都较为合适的酚醛胺固化剂。增加酚中芳环的烃基取代基长度,可以提高固化物的物理机械强度,但取代基过大的酚(如腰果酚),其反应产物的固化物性能会下降。为了克服环氧树脂/酚醛胺体系脆性大的不足,特地合成了一种增韧剂。该增韧剂无色、低味,与环氧树脂相溶性好。加量为5%时,能使体系的冲击强度提高125%,增韧效果远大于加等量的商业增韧剂CTBN。与此同时,加量为5%时对体系拉伸强度不产生影响,而且造价又低廉,极具商业潜在价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 环氧树脂体系的概述
• 1.1 引言
• 1.2 环氧树脂体系的组成
• 1.2.1 环氧树脂
• 1.2.2 固化剂
• 1.2.3 其它助剂与填料
• 1.3 多胺固化剂特性及其改性
• 1.3.1 多胺固化剂的特性
• 1.3.2 固化机理
• 1.3.3 多胺固化剂的改性
• 1.4 Mannich反应改性多胺
• 1.4.1 Mannich反应的发展概述
• 1.4.2 酚醛胺的合成工艺
• 1.5 本课题的研究目的与思路
• 第2章 实验部分
• 2.1 实验药品
• 2.2 样品制备
• 2.2.1 酚醛胺的制备
• 2.2.2 固化样品的制备
• 2.2.3 分析测试
• 第3章 结果与讨论
• 3.1 固化剂合成工艺及原料配比影响的探讨
• 3.1.1 合成工艺探讨
• 3.1.2 原料的配比对产物物理性能的影响
• 3.2 不同胺与酚对产物的影响
• 3.2.1 对粘度与胺值的影响
• 3.2.2 对光泽的影响
• 3.3 固化剂用量的确定
• 3.4 红外跟踪
• 3.5 力学性能检测
• 3.5.1 拉伸性能
• 3.5.2 弯曲性能
• 3.5.3 冲击性能
• 3.6 增韧研究
• 3.6.1 对粘度的影响
• 3.6.2 对固化影响
• 3.6.3 对力学性能的影响
• 3.6.3.1 冲击性能
• 3.6.3.2 拉伸与弯曲性能
• 3.6.4 SEM和Tg
• 3.6.5 与CTBN的增韧对比总结
• 第四章 论文总结
• 参考文献
• 致谢