硫醇是環(huán)氧樹脂固化劑的要品種,主要用于膠粘劑領(lǐng)域。環(huán)氧樹脂固化劑品種繁多,包括常溫和加熱固化劑2大類,能滿足大部分場(chǎng)合使用要求。但在低溫速固化領(lǐng)域,只有硫醇較適用,它在快速修補(bǔ)膠及冬季作業(yè)場(chǎng)合有很大優(yōu)勢(shì),其他同化劑無(wú)法替代。由于硫醇同化劑的生產(chǎn)技術(shù)要求較高,國(guó)內(nèi)尚無(wú)生產(chǎn),一般為進(jìn)口產(chǎn)品,如美國(guó)的3-800牌號(hào)應(yīng)用較為普遍。為填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白,廣州川井電子材料有限公司采用制備多元硫醇酯并進(jìn)而擴(kuò)鏈的方法,制備出了硫醇固化劑,并在固化性能方面作了應(yīng)用研究。
一、實(shí)驗(yàn)部分
1、主要原料
β-巰基丙酸:工業(yè)品,德國(guó)Brunobock公司;季戊四醇:工業(yè)品,瑞典柏斯托公司;甲苯和對(duì)甲苯磺酸:化學(xué)純,廣東西隴化工廠;環(huán)氧樹脂828(EEW:190),工業(yè)品,shell公司;1,8-二氮雜-雙環(huán)十一烯-7(DBu):工業(yè)品,日本Appollo公司;芐基二甲胺及DMP-30:工業(yè)品,臺(tái)灣長(zhǎng)春樹脂廠。
2、固化劑的合成
(1)反應(yīng)原理
β-巰基丙酸與季戊四醇反應(yīng)如下:

反應(yīng)遵循一般酯化原理,催化劑采用有機(jī)磺酸,常用對(duì)甲苯磺酸。
擴(kuò)鏈反應(yīng)采用A(SH)4與環(huán)氧樹脂的反應(yīng),A(SH) 4中的硫醇基與環(huán)氧基開環(huán)反應(yīng)如下:

此處的關(guān)鍵點(diǎn)在于控制A(SH) 4用量,盡可能的使A(SH)4分子上有1個(gè)巰基與環(huán)氧基反應(yīng);否則容易造成凝膠使擴(kuò)鏈反應(yīng)失敗。
a.在裝有機(jī)械攪拌、溫度計(jì)、回流冷凝管的2000mL三口燒瓶中,加入136g(1.0mol)季戊四醇,466g(4.4mol)β-巰基丙酸,300mL甲苯和1.90g對(duì)甲苯磺酸,回流反應(yīng)5h自然冷卻,用去離子水洗滌到中性,減壓蒸餾得無(wú)色油狀液體季戊四醇四巰基丙酸酯以A(SH) 4表示),重427g,產(chǎn)率96.7%。
b.取78g A(SH) 4和22g環(huán)氧樹脂828置于燒瓶中,加熱到100℃反應(yīng)4h冷卻,得黏稠狀無(wú)色透明液體六巰基環(huán)氧接枝化合物(以B表示)。產(chǎn)率約100%。
c.分3次取B,每次5g,分別與0.25g的芐基二甲胺,DMP-30,DBU混配,并冷卻到相應(yīng)的溫度;取等量的828樹脂也冷卻到同樣的溫度,二者快速混合測(cè)定凝膠時(shí)間。
(2)硫醇基檢測(cè)
采用丙烯腈-亞硫酸鈉-HCl測(cè)試硫醇基團(tuán)的含量。
(3)凝膠時(shí)間測(cè)試
采用GB/T12007.7-1989的方法測(cè)試凝膠時(shí)間。

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