环氧树脂固化剂固化条件及配方.docx
- 文档编号:7210066
- 上传时间:2023-01-21
- 格式:DOCX
- 页数:45
- 大小:35.29KB
环氧树脂固化剂固化条件及配方.docx
《环氧树脂固化剂固化条件及配方.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《环氧树脂固化剂固化条件及配方.docx(45页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
环氧树脂固化剂固化条件及配方
HessenwasrevisedinJanuary2021
环氧树脂固化剂固化条件及配方
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
液态
-
三乙烯四胺
TETA
液态
-
四乙烯五胺
TEPA
液态
-
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~(胺值600)
-
脂环族
孟烷二胺
MDA
-
液态
-
异佛尔酮二胺
IPDA
液态
-
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
-
液态
因加合物种类而异
-
双(4-胺基环己基)甲烷
-
固态
40
芳香族
间苯二甲胺
m-XDA
结晶体液体
-
-
二氨基二苯基甲烷
DDM
固体
-
89
二氨基二苯基砜
DDS
固体
-
175
间苯二胺
m-PDA
固体
-
62
其他
双氰胺
DICY
-
固体
-
207~210
己二酸二酰肼
AADH
-
固体
-
180
表1-2BA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
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
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
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
-
~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
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
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
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
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
-
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
-
薄荷烷二胺(或MDA)
22
480
100℃×2h+200℃×3h
151
N-AEP
20
20~30
25℃凝胶+150℃×2h
110
聚酰胺树脂
100
180
25℃凝胶+120℃×3h
58
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
薄荷烷二胺(或MDA)
N-AEP
破坏
聚酰胺树脂
破坏
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
7
34
18
0
-
-
27
0
8
35
26
12
0
-
31
12
9
38
25
16
1
0
31
25
10
37
26
18
10
0
32
31
11
38
26
21
10
0
33
35
12
36
27
22
8
0
31
35
13
34
27
16
5
0
30
35
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=%。
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
-
37
46
-
50
130
72
-
39
YD-127
10
-
50
-
60
54
-
50
130
77
-
42
YD-128
10
-
5
-
61
55
-
50
130
80
-
43
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2.5kg14d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
95
2
124
125
31
-
-
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
95
-
145
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
104
4,4'-二氨基二苯甲烷
93
表1-9KH-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
≥
≥
≥53
60℃,30天
-
60℃,相对湿度98%,30天
-
广州地区,3年大气老化
31
海水,30天
-
煤油,135天
-
丙酮,135天
-
酒精,135天
-
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
42
8
-
50~60
V-125②
70~85
91~105
~
56
8
-
65~75
V-140③
110~115
98
56
-
~
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
77
-
-
-
2×1016
MDA
6~22
148~158
109~123
-
64
~
105
-
-
-
IPDA
24
149
125
73
-
-
1×1016
HM
30
150
100
-
50
-
-
108
-
1×1016
N-AEP
20
100~120
100
-
64
~
95~105
-
-
-
m-XDA
16~18
130~150
124
75
-
-
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
74
56
~
108
-
DDM
27~30
155
123
74
57
~
106
1×1015
DDS
35~40
175
126
-
60
-
110
-
-
-
m(PDA):
m(DDM)=6:
4
20
150
115
74
56
105~110
1×1016
m(DDM)m(IPDA)=4:
6
25
155
116
-
-
-
-
-
-
-
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
稍有发黑
25%CH3COOH
无变化
无变化
100%三氯乙烯
无变化
无变化
6%NaOCl
严重粉化
严重粉化
蒸馏水
无变化
无变化
50%NaOH(82℃浸泡)
表面稍发暗
稍发暗
25%H2SO4
表面稍发暗
边缘稍有发黑
25%HCl
表面发黑
相当的发黑
40%甲醛
边缘稍有溶胀
边缘稍有溶胀
25%锘酸铝
稍有粉化
表面稍有痕迹
%硫酸铝
稍有发黑
无变化
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
乙酰胍
10
20
20
40
40
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℃×
150℃×1h
150℃×2h
170℃×
SuADH
-
-
AADH
凝胶
-
-
IPADH
凝胶
-
-
POBH
凝胶
-
-
PAPAH
凝胶
-
-
DICY
液态
液态
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
~10
TY-650
≤15
200±20
10~100
TY-651
≤15
400±20
~10
TY-600
≤16
650±20
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℃)~
≤12
530
250~275
-
L-130
130-150
≤12
390
200~240~
80~120
L-130A
85-95
(25℃)
-
600
-
140~160
L-190
180-220
(60℃)~
≤12
175
85~100
40~60
L-220
210-230
-220A
25℃
40℃
20℃
20℃
20℃
20℃
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
(25℃)
245
400
(25℃)
290C
690
(25℃)
白水
100
90
半固化
140
385
(40℃)
2000
600
(25℃)
大日本油墨
TD-977
170
50%溶液,T
TD-982
260
(40℃)
TD-984
285
(25℃)
三和化学
300
90
半固体
305
210
(40℃)
330
410
(25℃)
75
320
(25℃)
三洋化成
L-10-3
100
半固体
L-15-3
230
(65℃)
L-55-3
380
(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
~
97~104
n(丙烯腈):
n(DTA)=:
1
-
72~76
840
530~640
-
~
>100
n(丙烯腈):
n(DTA)=2:
1
-
50~58
860~950
630~770
-
~
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
N,N-双(羟丙基)DTA(Ⅱ)
29
68
291
95
116
N,N-双(羟乙基)TTA(Ⅲ)
28
76
291
91
109
N-(羟乙基)DTA(Ⅳ)
19
96
288
105
98
m(Ⅳ):
m(Ⅰ)=85:
15
-
92
302
105
109
m(Ⅳ):
m(Ⅰ):
m(双酚A)=85:
15:
15
-
84
246
103
119
N-(羟丙基)DTA
27
94
257
105
109
N-(3-苯氧基,2-羟丙基)DTA
57
90
246
98
123
N-(2-苯基,2-羟乙基)DTA
18
93
274
105
88
N-(羟丙基)m-PAD
250
116
316
134
155
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
MeTHPA
液体
~
-
甲基六氢邻苯二甲酸酐
MeHHPA
液体
~
-
甲基纳迪克酸酐
MNA
液体
-
十二烯基琥珀酸酐
DDSA
液体
-
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
(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
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
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 环氧树脂 固化剂 固化 条件 配方