固化劑又名硬化劑、熟化劑或變定劑,是一類增進或控制固化反應(yīng)的物質(zhì)或混合物。
樹脂固化是經(jīng)過縮合、閉環(huán)、加成或催化等化學(xué)反應(yīng),使熱固性樹脂發(fā)生不可逆的變化過程,固化是通過添加固化(交聯(lián))劑來完成的。
固化劑是的添加物,無論是作粘接劑、涂料、澆注料都需添加固化劑,否則環(huán)氧樹脂不能固化。 固化劑的品種對固化物的力學(xué)性能、耐熱性、耐水性、耐腐蝕性等都有很大影響。
環(huán)氧樹脂固化的三個階段
1、液體-操作時間
操作時間(也是工作時間或使用期)是固化時間的一部份,混合之后,樹脂/固化劑混合物仍然是液體和可以工作及適合應(yīng)用。為了可靠的粘接,全部施工和定位工作應(yīng)該在固化操作時間內(nèi)做好。
2、凝膠-進入固化
混合物開始進入固化相(也稱作熟化階段),這時它開始凝膠或“突變”。這時的環(huán)氧沒有長時間的工作可能,也將失去粘性。在這個階段不能對其進行任何干擾。它將變成硬橡膠似的軟凝膠物,你用大拇指將能壓得動它。
因為這時混合物只是局部固化,新使用的環(huán)氧樹脂仍然能與它化學(xué)鏈接,因此該未處理的表面仍然可以進行粘接或反應(yīng)。無論如何,接近固化的混合物這些能力在減小。
3、固體-終固化
環(huán)氧混合物達到固化變成固體階段,這時能砂磨及整型。這時你用大拇指已壓不動它,在這時環(huán)氧樹脂約有90%的終反應(yīng)強度,因此可以除去固定夾件,將它放在室溫下維持若干天使它繼續(xù)固化。
這時新使用的環(huán)氧樹脂不能與它進行化學(xué)鏈接,因為該環(huán)氧表面適當?shù)剡M行預(yù)處理如打磨,才能得到好的粘接機械強度。
考慮固化劑的品種與性能
固化劑的品種對固化物的力學(xué)性能、耐熱性、耐水性、耐腐蝕性等都有很大影響,例如芳香多胺、咪唑、酸酐等固化劑固化環(huán)氧樹脂的耐熱性脂肪族多胺、低分子聚酰胺固化劑;芳香族酸酐固化環(huán)氧樹脂的耐水性優(yōu)于芳香二胺和脂肪族多胺固化劑;三亞乙基四胺固化劑耐堿性好,但耐酸性和耐甲醛溶液性較差。脂環(huán)族多胺(如異佛爾酮二胺)固化環(huán)氧樹脂的耐藥品性優(yōu)良。酸酐固化劑固化環(huán)氧樹脂的耐堿性優(yōu)于耐酸性。應(yīng)根據(jù)不同的用途和性能要求選擇適當?shù)墓袒瘎?br/>
幾種固化劑復(fù)合使用,可以收到相得益彰的效果,例如低分子聚酰胺固化劑配合少量的間苯二胺固化劑,既可室溫固化,又能使固化物韌性增加的同時適當?shù)靥岣吣蜔嵝?。偏苯三酸酐(TMA)與甲基四氫苯酐復(fù)合使用,共熔混合物黏度低(25℃,200~250mPa·s),易與環(huán)氧樹脂相互混合,改善了工藝性。
關(guān)注固化劑的環(huán)保性
所選用的固化劑應(yīng)對人體無危害,對環(huán)境,乙二胺不能單用作固化劑,盡量采用改性胺類固化劑。
潛伏型固化劑:
這類固化劑與環(huán)氧樹脂混合后,在室溫條件下相對長期穩(wěn)定(一般要求在3個月以上,才具有較大實用價值,理想的則要求半年或者1年以上),而只需暴露在熱、光、濕氣等條件下,即開始固化反應(yīng)。這類固化劑基本上是用物理和化學(xué)方法封閉固化劑活性的。在顯在型固化劑中,雙氰胺、己二酸二酰阱這類品種,在室溫下不溶于環(huán)氧樹脂,而在高溫下溶解后開始固化反應(yīng),因而也呈現(xiàn)出一種潛伏狀態(tài)。所以,在有的書上也把這些品種劃為潛伏型固化劑。實際上可稱之為功能性潛伏型固化劑。因為潛伏型固化劑可與環(huán)氧樹脂混合制成一液型配合物,簡化環(huán)氧樹脂應(yīng)用的配合手續(xù),其應(yīng)用范圍從單包裝膠黏劑向涂料、浸漬漆、灌封料、粉末涂料等方面發(fā)展。潛伏型固化劑在國外日益引起重視,可以說是研究與開發(fā)的課題,各種固化劑改性新品種和配合新技術(shù)層出不窮,十分活躍。
顯在型固化劑(以下稱固化劑)
它可分為加成聚合型和催化型。所謂加成聚合型即打開環(huán)氧基的環(huán)進行加成聚合反應(yīng),固化劑本身參加到三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中去。這類固化劑,如加入過少,則固化產(chǎn)物連接著末反應(yīng)的環(huán)氧基。因此,對這類固化劑來講,存在著一個合適的用量。而催化型固化劑則以陽離子方式,或者陰離子方式使環(huán)氧基開環(huán)加成聚合,終,固化劑不參加到網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中去,所以不存在等當量反應(yīng)的合適用量;不過,增加用量會使固化速度加快。