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    一分钟了解脂环族环氧树脂与胺的固化反应

    日期:2021年07月01日浏览量:

    众所周知,脂环族环氧树脂具有低粘度、低卤素、高透明、低收缩等特点,其与相关固化剂搭配使用后的固化物具有高Tg、高耐热、高强度、耐黄变等性能。因此在电气绝缘、半导体封装、3D打印增材制造、光固化油墨/涂料、复合材料等领域得到了广泛应用。

    近年来我们对脂环环氧树脂在热固化和光固化相关应用方面做了很多相关性研究,在对接下游客户产品应用方面做了大量技术支持工作。在此过程中不少客户对脂环族环氧树脂与胺是否能固化及其实际应用价值的可能性非常感兴趣,所以我们对此问题做了部分实验,现借此机会分享给大家。

    脂环族环氧树脂与双酚A型环氧树脂的化学结构决定了它们与固化剂反应种类上存在差异,胺做固化剂时,脂环族环氧树脂的反应速度要比双酚A型环氧树脂慢很多。这是由于末端环氧基(环氧乙烷)与脂环族环氧化合物的内部环氧基在立体结构上存在明显差异,这种差异对它们的反应活性影响极大。如下图1所示,化合物在以环氧乙烯氧化物为代表的内部环氧化物中,C6、C1、C2及C3四个碳原子处于同一平面,C4和C5两个碳原子在环氧基的背面,突出在C6-C3平面的上下。因此C1与C2与末端环氧基的碳原子相比,受到非常大的立体位阻,导致其反应活性比末端环氧基化合物的反应活性低得多。


    图1

    为了进一步探索脂环族环氧树脂的胺固化,我们选取了江苏泰特尔主打脂环族环氧TTA21P和两种常规胺进行了相关实验。

    1.脂环环氧TTA21P与IPDA的固化反应

    2.脂环环氧TTA21PD230的固化反应

    经过大量的试验,我们整理了相关结论,为今后应用提供依据。

    1.脂环族环氧树脂TTA21P与IPDA或D230是能反应的,但其完全反应需要在更高的温度下进行。

    2. 在脂环族环氧树脂TTA21P与IPDA或D230反应时,三氟化硼络合物作为可促进脂环族环氧树脂TTA21P与IPDA达到完全反应,同时可降低固化温度和减少固化时间。

    3. 脂环环氧树脂与胺不易固化,但不代表不能固化,反应需要通过高温和长时间固化,但这样就无实际应用的意义。三氟化硼络合物作为环氧基的阳离子聚合触媒引发固化大量放热,体系内部温度短时间温度很高,这样将三氟化硼络合物引入到脂环与胺反应的体系中时可实现高温短时间固化。


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