石伟1, 2,郑亚萍1,于培盈1,王翠丽1,张娇霞1,李建英2
(1·西北工业大学理学院应用化学系,陕西西安710072; 2·西安交通大学电力设备电器绝缘国家重点实验室,陕西西安710049)
摘要：采用三氟甲磺酸铒和三氟甲磺酸镱作为环氧树脂/酚类固化剂的催化剂,筛选了固化剂的最佳用量,采用胶化时间研究了催化剂的催化活性,并采用差热分析法对环氧树脂/酚类固化剂/三氟甲磺酸铒动力学参数进行了研究。结果表明,酚类固化剂的最佳质量分数为9% (以环氧树脂计),三氟甲磺酸铒的催化活性最强,环氧树脂/酚类固化剂/三氟甲磺酸铒体系的活化能为79·53 kJ/mo,l反应级数为0·95。
关键词：环氧粉末涂料 酚类固化剂 催化剂 反应性 动力学参数
中图分类号：TQ323·5 文献标识码：A 文章编号：1002-7432(2009)03-0017-04
0 引 言
环氧树脂粉末涂料具有突出的附着力、韧性和出色的耐腐蚀性,抗化学药品性[1]。目前重防腐粉末涂料中主要采用酚类固化剂,该类固化剂所固化的涂膜低温柔韧性好,反应速度快,防腐性优异,满足重防腐粉末涂料的各项性能要求[2]。用于粉末涂料的固化剂通常为双酚类物质与低分子质量环氧树脂在催化剂存在下反应生成高分子质量环氧树脂后,再与过量双酚类物质反应生成的含酚羟 基化合物[3]。双酚类物质在催化剂(Q+Y-)作用下 形成活性络合物。这种活性络合物很不稳定,很快 与低分子质量环氧树脂中的环氧基进行亲核反应形成羟基醚。
国外生产酚类固化剂的主要厂家是陶氏 (D·E·H系列酚类固化剂),国内生产厂家主要是西安大禾化工材料有限公司(PSG系列产品)。目前的产品存在着固化温度高,固化剂软化点高以及不能低温固化的问题,针对这些问题,我们研制出 低软化点酚类固化剂,并筛选最佳催化剂,以达到低温固化的目的,并研究其固化动力学参数,为其实际应用提供理论参考。
1 实验部分
1·1 原材料
环氧树脂CYD-014,环氧值0·11~0·12 eq 100 g,工业级,巴陵石化分公司环氧树脂事业部酚类固化剂PSG-05,工业级,西安大禾化工材料公司; 2-甲基咪唑,其他试剂均为工业级。三氟甲磺酸铒,三氟甲磺酸鐿,纯度98%,美国SIG MA-ALDRICH公司。
1·2 DSC分析
对于环氧树脂/PSG-05/2-MI固化体系,采用USATAMDSC2910测试固化过程的放热情况。实验时载气为普通氮气(纯度>99·9% ),载气流量50 mL/min,升温速率分别为5, 10, 20 K/min温度为0~300℃,测量起始固化反应温度Ti、终点温度Tf、峰值温度Tp和固化反应热△H。
1·3 胶化时间
采用热板法测试胶化时间。
1·4 玻璃化转变温度的确定
玻璃化温度的测定采用USATAMDSC2910, N2气氛,升温速度为20℃/min。
1·5 涂料制作工艺
在实验过程中,我们采用的试制工艺如下:环氧树脂、固化剂、颜填料、助剂→混合→挤出→压片→粉碎→样品。
2 结果与讨论