属于阴离子反应机理进行加成聚合反应的固化剂,称为阴离子固化剂。此类固化剂目前已知有叔胺、仲胺、咪唑类和羧酸的金属盐等。由于咪唑类型固化剂的出现,使阴离子型聚合应用日趋广泛。阴离子聚合固化剂,在酸酐固化环氧树脂的反应中,促进作用十分明显,在实际应用配合物中已广为采纳。虽然同属于阴离子聚合型固化剂,但叔胺与具有仲胺结构的咪唑化合物等,它们的反应机理仍然略有不同。
1、叔胺类固化剂
叔胺属于碱性化合物,环氧基的加成聚合反应速度依赖于碱性大小,碱性高则反应速度快。首先阴离子固化剂作用于环氧基,使其开环生成氧阴离子;氧阴离子进攻环氧基,开环加成,并形成新的氧阴离子;此反应持续进行,导致环氧树脂固化。
叔胺类固化剂有两个特点:(1)基于固化剂用量的变化,固化速度和固化物的性质变化很大;(2)由于固化时放热大,不适用于大型浇铸,也不宜单独使用。
各种作为阴离子聚合催化作用的叔胺类化合物均为液体,其中最常用的为苄基二甲胺(BDMA)。叔胺在大型浇铸中很少单独使用,但可用于涂料和粘接料中。固化物热变形温度HDT为80~100℃,耐化学药品性能不好。 叔胺碱性强,毒性大。比相应的伯、仲胺沸点低,蒸汽压高,使用时要小心。
其中2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚(即DMP-30)不仅可以促进酸酐类固化剂的固化,而且也可以促进胺类及其他固化剂的固化。由于它的价格及毒性均低于BDMA,所以实际应用范围更广,在环氧树脂浇铸、环氧粉末涂料、冬季防腐施工(用胺类固化剂)以及快速固化(用聚硫醇类固化剂)中,均可用它作固化促进剂。如果将DMP-30与2一乙基代己酸络合,则可以形成分子结构如下的盐。这种络合盐与环氧树脂配合具有较长的使用期,可用作中温固化的环氧树脂固化剂。
DBU是一种特殊的叔胺,其全称为1,8-二氮杂-双环(5,4,O)十一碳烯-7,它的盐类为U-CAT。DBU的碱性可与NaOH相匹敌,用于环氧树脂配合物中,在室温至50℃时,有较长的使用期,而在80~120℃则迅速固化;特别是用作酸酐固化剂的促进剂,催化效果甚佳,对温度的敏感性显著。
此外,将DBU的二苯基亚磷酸等的亚磷酸盐及还原性有机酸盐作为促进剂时,可得无色透明的固化树脂。用DBU及其盐固化的树脂,或者以它们作为促进剂的酸酐固化物,比一般采用叔胺时,HDT要高出30~50℃,可见表3-41。DBU系列产品的这些特性已获得了应用,特别是在电子工业中广泛应用于发光器件包封方面。国内专家已有研究,将此系列产品用于发光二极管包封料中,实现了商品化生产
