環氧樹脂固化劑固化條件及配方(一)

日期：2009-01-10 來源： 瀏覽：316

表1-1 多胺固化劑的性質 


 類別 名稱 略稱 密度/g?ml-1 室溫狀態 黏度/Pa?s 熔點/℃
脂肪胺 二乙烯三胺 DETA 0.954 液態 0.005 -
三乙烯四胺 TETA 0.98 液態 0.019 -
四乙烯五胺 TEPA 1.00 液態 0.001 -
二乙氨基丙胺 DEPA - 液態 - -
乙二胺 EDA - 液態 - -
聚酰胺-多胺 - - - 基于胺值不同，可由半固態至液態 半固態(胺值90)液態1.0～2.5（胺值600） -
脂環族 孟烷二胺 MDA - 液態 0.019 -
異佛爾酮二胺 IPDA 0.924 液態 0.018 -
N-氨乙基哌嗪 N-AEP - 液態 - -
3,9-雙(3-胺丙基)-2,4,8,10-四氧雜螺十一烷加合物 ATU加合物 - 液態 - -
脂肪族 雙(4-胺基-3-甲基環己基)甲烷 - 0.945 液態 因加合物種類而異 -
雙(4-胺基環己基)甲烷 - 0.95 固態 0.06 40
芳香族 間苯二甲胺 m-XDA 1.05 結晶體液體 - -
二氨基二苯基甲烷 DDM 1.05 固體 - 89
二氨基二苯基砜 DDS 1.33 固體 - 175
間苯二胺 m-PDA 0.95 固體 - 62
其他 雙氰胺 DICY - 固體 - 207～210
己二酸二酰肼 AADH - 固體 - 180

                          表1-2 BA樹脂與多胺固化劑的固化條件、性能及應用

類別 名稱 胺當量 ω(固化劑)(%) ① 適用期② 標準固化條件 HDT/℃ 特點 用途③
優點 缺點 粘層澆涂接壓鑄料
脂肪胺 DETA 20.6 5～10[8] 20min 常溫×4天+100℃×30min 90～125 低黏度、室溫速固 適用期短、白化現象 ○○○○
TETA 24.4 6～12[9] 20～30min 常溫×4天+100℃×30min 98～124 各種機械性能均衡 毒性(分子質量愈小毒性愈大) ○○○○
TEPA 27.1 7～14[12] 20～40min 常溫×7天+100℃×30min 115 室溫固化、長的適用期低溫性能、電性能 耐熱性低，耐藥品性毒性 ○○○○
DEPA 65 粘接8澆注4層壓6 1～4h 65℃×4h+115℃×1h 85 - - ○○○×
聚酰胺-多胺 - 90～600 - 0.5～4h因胺值而不同 常溫×7天+60℃×2h 55～113 配比范圍寬，機械性能均衡，粘接性、耐水性 耐熱性，耐藥品性 ○××○
脂環胺 MDA 42.5 22 6h 80℃×2h+130℃×30min 148～158 低黏度、耐熱性、耐穩定性 因吸收CO2而發泡 ○○○×
IPDA 41 24 1h 80℃×4h+150℃×1h - 與MDA同 與MDA同在室溫下只固化至B-階段與DE-TA、TETA同 ×○○×
N-AEP 43 20～22 20～30min 常溫×3天+200℃×30min 110～120 與DETA、TETA同沖擊性 與MDA同在室溫下只固化至B-階段與DE-TA、TETA同 ×○○×
ATU加合物 45～133 - 1～2h 常溫×7天+60℃×2h 55～81 適用長期、速固，配比寬，可撓性、粘接性、透明無色固化物 耐熱性 ○×○○
- 60 - 3h 80℃×2h+150℃×2h 155～160 耐熱性、高溫機械性，高溫電性能 - ×○○○
- 53 - - 60℃×3h+150℃×2h 150 耐熱性、高溫機械性，高溫電性能 - ×○○○
芳香胺 m-XDA 34.1 16～18 20min 常溫×7天+60℃×1h 130～150 常溫固化，使用期長、耐熱性 因吸收CO2而發泡 ○×××
DDM 49.6 25～30 8h 80℃×2h+150℃×4h 150 耐熱性、電性能、耐藥品性 混合操作，固化物著色 ○○○○
m-PDA 34 14～16 6h 80℃×2h+150℃×4h 150 類似DDM 類似DDM ○○○×
DDS 62.1 30～35 約1年 110℃×2h+200℃×4h 180～190 適用期長，耐熱性 混合操作，混合物高黏 ○○○×
其他 DICY 20.9 - 6～12月 160℃×1h+180℃×20min 125 潛伏性，半固化物貯存穩定 混合操作，高溫固化 ○○○×
AADH - - - - - 潛伏性，可撓性 混合操作 ○○×○

    ①方括號中為標準用量
    ②室溫，樣品量100g
    ③○=良好 ×=差

                               表1-3 不同類型固化劑-環氧樹脂固化物性能比較①

固化劑 ω(固化劑)(%) 凝膠時間/min 固化周期 熱變形溫度/℃ 抗壓強度/MPa 抗壓模量/GPa 壓縮形變(%)
DETA 12 30 25℃凝膠+100℃×2h 122 115.35 3.57 -
薄荷烷二胺(或MDA) 22 480 100℃×2h+200℃×3h 151 133.86 2.68 8.0
N-AEP 20 20～30 25℃凝膠+150℃×2h 110 94.13 1.92 10.5
聚酰胺樹脂 100 180 25℃凝膠+120℃×3h 58 49.43 1.41 13.0
固化劑 抗拉強度/MPa 抗拉模量/GPa 斷裂伸長率/% 介電強度/kV?mm-1 介電常數23℃,60Hz tanσ 耐化學性,質量增量(%)
60Hz 103Hz 沸丙酮3h 沸水24h
DETA 74.83 2.81 6.3 18.32 4.1 0.015 0.020 0.63 0.51
薄荷烷二胺(或MDA) 61.78 3.02 2.9 18.12 5.3 0.005 0.018 1.70 1.51
N-AEP 65.90 2.75 8.8 15.76 3.0 0.018 0.025 破壞 2.80
聚酰胺樹脂 37.76 1.68 9.0 2.76 3.2 0.035 0.033 破壞 3.60

    ①所用原料樹脂：環氧當量=180～195的雙酚A型環氧樹脂；凝膠時間在23℃用藥1.1L舞料測定。

                       表1-4 二乙烯三胺的質量分數對固化物的硬度及耐化學腐蝕性能的影響①

ω(二乙烯三胺) 不同溫度下的巴科爾硬度 沸水中3h 沸丙酮中3h后
25℃ 60℃ 80℃ 100℃ 120℃ 巴科爾硬度 增重(%) 巴科爾硬度 增重(%)
6 33 0 - - - 25 0.82 0 7.44
7 34 18 0 - - 27 0.70 0 3.66
8 35 26 12 0 - 31 0.48 12 1.66
9 38 25 16 1 0 31 0.45 25 0.80
10 37 26 18 10 0 32 0.44 31 0.52
11 38 26 21 10 0 33 0.49 35 0.54
12 36 27 22 8 0 31 0.46 35 0.20
13 34 27 16 5 0 30 0.48 35 0.26

    ①所用樹脂為環氧當量為190的雙酚A型環氧樹脂，室溫凝膠后在110℃固化4h。理論計算二乙烯三胺質量分數=10.8%。

                 表1-5 分別用三乙烯四胺、低分子聚酰胺樹脂固化東都化成YD型環氧樹脂的性能對比①

樹脂型號 ω(三乙烯四胺)/% ω(低分子聚酰胺)/% 使用期/min 抗彎強度/MPa 抗拉強度/MPa 抗壓強度/MPa 粘結力/MPa 硬度(洛氏) 熱變形溫度/℃ 沖擊韌性/(kJ?m-2)
M級 P級
YD-115 10 - 50 61.78 35.30 100.03 0.61 - 37 46 1.6
- 50 130 40.21 37.27 50.99 7.55 72 - 39 2.3
YD-127 10 - 50 44.13 22.56 109.34 3.92 - 60 54 1.1
- 50 130 56.88 36.28 62.96 6.08 77 - 42 2.0
YD-128 10 - 5 46.19 24.52 113.76 4.12 - 61 55 1.2
- 50 130 76.49 39.23 62.37 6.37 80 - 43 2.1

    ①固化測試條件：100g樹脂配料，20℃固化7d后測定強度。熱變形溫度為負荷2.5kg 14d后測定，低分子聚酰胺胺值為350。