環(huán)氧樹脂是需要合適的化學(xué)物質(zhì)才能夠形成具有不同性能的三維結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀物，而這種合適的化學(xué)物質(zhì)一般統(tǒng)稱為環(huán)氧樹脂固化劑。環(huán)氧樹脂固化劑種類很多，分類方法也不盡相同。大致可以分為低溫固化劑，常溫固化劑以及高溫固化劑。

　　一、固化劑的結(jié)構(gòu)與特性

　　如上所述，固化劑的固化溫度和固化物的耐熱性有很大關(guān)系。同樣地，在同一類固化劑中，雖然具有相同的官能基，但因化學(xué)結(jié)構(gòu)不同，其性質(zhì)和固化物特性也不同。因此，全面了解具有相同官能基而化學(xué)結(jié)構(gòu)不同的多胺固化劑的性狀、特點(diǎn)，對選擇固化劑來說，是很重要的。

　　在色相方面，脂環(huán)族淺，基本上是透明的，而脂肪族和芳香族，其著色程度相當(dāng)顯著。在黏度方面，也有很大不同，脂環(huán)族不過零點(diǎn)零幾Pa·s，而聚酰胺則非常黏稠，達(dá)數(shù)Pa·s，芳香族胺多為固態(tài)。適用期長短正好與固化性完全相反，脂肪族反應(yīng)性高，而脂環(huán)族、酰胺、芳香族依次降低。

　　色相：(優(yōu))脂環(huán)族→脂肪族→酰胺→芳香胺(劣)

　　熟度：(低)脂環(huán)族→脂肪族→芳香族→酰胺(高)

　　適用期：(長)芳香族→酰胺→脂環(huán)族→脂肪族(短)

　　固化性：(快)脂肪族→脂環(huán)族→酰胺→芳香族(慢)

　　刺激性：(強(qiáng))脂肪族→芳香族→脂環(huán)族→酰胺(弱)

　　另外，在光澤、柔軟性、粘接性、耐酸性、耐水性方面，也呈一定規(guī)律性。

　　光澤：(優(yōu))芳香族→脂環(huán)族→聚酰胺一脂肪胺(劣)

　　柔軟性：(軟)聚酰胺→脂肪族→脂環(huán)族→芳香族(剛)

　　粘接性：(優(yōu))聚酰胺→脂環(huán)族→脂肪族→芳香族(良)

　　耐酸性：(優(yōu))芳香族→脂環(huán)族→脂肪族→聚酰胺(劣)

　　耐水性：(優(yōu))聚酰胺→脂肪胺→脂環(huán)胺→芳香胺(良)

　　對光澤來說，芳香族好，脂肪族差。此性質(zhì)受固化溫度的影響，隨溫度升高，光澤變好。至于柔軟性，官能基間距離長的聚酰胺更優(yōu)良一些，而交聯(lián)密度高的芳香胺則差。耐熱性與柔軟性正好相反，而粘接性則與柔軟性一致。耐藥品性(耐酸性)受化學(xué)結(jié)構(gòu)影響，芳香族比較優(yōu)良，脂肪胺和聚酰胺則易受化學(xué)藥品腐蝕。耐水性受官能基質(zhì)量濃度的支配，官能基質(zhì)量濃度低、疏水度高的聚酰胺類更耐水，而官能基質(zhì)量濃度高的芳香族則差一些。

　　二、用途不同的各種環(huán)氧樹脂固化劑

　　固化劑按用途可分為常溫固化劑和加熱固化劑。如前所述，環(huán)氧樹脂高溫固化時(shí)一般性能優(yōu)良，但是在土木建筑中使用的涂料和粘接劑等由于加熱困難，需要常溫固化;所以大都使用脂肪胺、脂環(huán)映以及聚酰胺等，尤其是冬季使用的涂料和粘接劑不得不與多異氰酸酯并用，或使用具有惡臭氣味的聚琉醇類。

　　至于中溫固化劑和高溫固化劑，則要以被著體的耐熱性以及固化物的耐熱性、粘接性和耐藥品性等為基準(zhǔn)來選擇。選擇重點(diǎn)為多胺和酸酐。由于酸酐固化物具有優(yōu)良的電性能，所以廣泛用于電子、電器方面。

　　脂肪族多胺固化物粘接性以及耐堿、耐水性均優(yōu)良。芳香族多胺在耐藥品性方面也是優(yōu)良的。由于氨基的氮元素與金屬形成氫鍵，因而具有優(yōu)良的防銹效果。胺質(zhì)量濃度愈高，防銹效果愈好。酸酐固化劑和環(huán)氧樹脂形成酯鍵，對有機(jī)酸和無機(jī)酸顯示了高的抵抗力，電性能一般也超過了多胺。

　　三、酸酐類固化劑固化機(jī)理

　　酸酐固化環(huán)氧樹脂的反應(yīng)，需要樹脂/酸酐體系中少量的醇和水、游離酸等促進(jìn)劑，經(jīng)加熱才能緩慢的固化。因此，酸酐并不直接與環(huán)氧基作用發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，必須打開酸酐的環(huán)。

　　1、活潑氫對酸酐開環(huán)的影響。雙酚A環(huán)氧中含有羥基，可以打開酸酐。一羥基產(chǎn)生一個(gè)羧基，多元醇可以把兩個(gè)酸酐分子連接起來，起到交聯(lián)作用。加入含羥基化合物如乙二醇、甘油、含羥基的低分子聚醚等，可以加速開環(huán)反應(yīng)，水可以使酸酐產(chǎn)生兩個(gè)羧基，因此濕度對酸酐固化有影響。

　　酯化反應(yīng)：這是酸酐固化環(huán)氧樹脂的主要反應(yīng)，羧基與環(huán)氧基加成，生成酯基。酯化反應(yīng)生成的羧基，進(jìn)一步使酸酐開環(huán)，與環(huán)氧基反應(yīng)，后生成立體結(jié)構(gòu);在高溫下，一些羧基可以催化環(huán)氧基開環(huán)，生成以醚鍵為主的結(jié)構(gòu)。

　　2、三級胺(叔胺)對酸酐開環(huán)的影響。三級胺與酸酐形成一個(gè)離子對，環(huán)氧基插入此離子對，羧基負(fù)離子打開環(huán)氧基，生成酯鍵，并產(chǎn)生一個(gè)新的陰離子。例如2-乙基-4甲基咪唑和2、4、6-(N，N-二甲基氨甲基)—苯酚即K-54#(國外稱DMP-30#)。

　　環(huán)氧樹脂固化劑通常作為膠粘劑、涂料和復(fù)合材料等材料的基體，廣泛應(yīng)用于建筑、機(jī)械、電子電氣、航空航天等領(lǐng)域。一個(gè)完整概念的環(huán)氧樹脂組成物由四個(gè)方面的成分組成。但實(shí)際應(yīng)用時(shí)，不一定四個(gè)方面的成分都要具備，但樹脂成分必須包括固化劑，可見固化劑的重要性。

相關(guān)文章：