用于單組分環(huán)氧樹(shù)脂體系的潛固化劑，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期貯存和按需固化
各位朋友，各位同仁，大家下午好！
今天很榮幸能站在這里，跟大家聊聊一個(gè)既神秘又實(shí)用的化工小精靈——單組分環(huán)氧樹(shù)脂體系的潛伏固化劑。
大家有沒(méi)有想過(guò)，就像武俠小說(shuō)里的高手，表面上平平無(wú)奇，一旦時(shí)機(jī)成熟，便能爆發(fā)出驚人的力量？ 潛伏固化劑就是環(huán)氧樹(shù)脂領(lǐng)域的“掃地僧”，平時(shí)安安靜靜地呆在樹(shù)脂里，默默無(wú)聞，但只要你給它一個(gè)信號(hào)，比如加個(gè)熱，照個(gè)光，它就能瞬間覺(jué)醒，啟動(dòng)環(huán)氧樹(shù)脂的固化反應(yīng)，化腐朽為神奇！
什么是單組分環(huán)氧樹(shù)脂？
首先，我們得簡(jiǎn)單了解一下單組分環(huán)氧樹(shù)脂體系。 顧名思義，它就是一個(gè)“ALL IN ONE”的混合物，環(huán)氧樹(shù)脂、固化劑、促進(jìn)劑、填料等等，所有需要的組分都預(yù)先混合在一起了。 它的優(yōu)點(diǎn)嘛，那就是使用起來(lái)特別方便，免去了繁瑣的配比過(guò)程，就像方便面一樣，開(kāi)袋即食……呃，不對(duì)，是開(kāi)封即用！ 特別適合自動(dòng)化生產(chǎn)，可以大大提高效率，降低出錯(cuò)的概率。
潛伏固化劑：默默守護(hù)的秘密武器
但是，問(wèn)題也來(lái)了。 既然所有東西都混在一起了，那環(huán)氧樹(shù)脂豈不是要自己固化了？ 這可不行！ 我們需要的是一個(gè)能夠“潛伏”起來(lái)，在常溫下保持穩(wěn)定，只有在特定條件下才被激活的固化劑，這就是我們今天的主角——潛伏固化劑。
潛伏固化劑就像一個(gè)“定時(shí)炸彈”，只不過(guò)這個(gè)“炸彈”不會(huì)爆炸，而是會(huì)引發(fā)一場(chǎng)聚合反應(yīng)，讓環(huán)氧樹(shù)脂從液體變成堅(jiān)固的固體。 關(guān)鍵在于，這個(gè)“定時(shí)器”必須足夠可靠，不能在常溫下隨便啟動(dòng)，否則你的環(huán)氧樹(shù)脂還沒(méi)用就固化了，豈不是白白浪費(fèi)？
潛伏固化劑的類(lèi)型：五花八門(mén)，各顯神通
那么，潛伏固化劑是如何實(shí)現(xiàn)這種“潛伏”的呢？ 這就要?dú)w功于它們獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和巧妙的設(shè)計(jì)了。 根據(jù)激活方式的不同，潛伏固化劑可以分為很多種類(lèi)型，下面我就簡(jiǎn)單介紹幾種常見(jiàn)的：
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微膠囊型潛伏固化劑：
這就像給固化劑穿上了一件“隱形斗篷”，用一層高分子材料將固化劑包裹起來(lái)，使其與環(huán)氧樹(shù)脂隔離。 只有當(dāng)溫度升高到一定程度時(shí)，這層“隱形斗篷”才會(huì)破裂，釋放出固化劑，啟動(dòng)固化反應(yīng)。 這種類(lèi)型的固化劑具有良好的儲(chǔ)存穩(wěn)定性，而且可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)微膠囊的尺寸和壁材的性質(zhì)，從而控制固化反應(yīng)的速率。
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鹽類(lèi)型潛伏固化劑：
這種固化劑是胺類(lèi)固化劑與酸反應(yīng)生成的鹽，在常溫下比較穩(wěn)定。 當(dāng)加熱時(shí)，鹽會(huì)分解，釋放出游離的胺，從而引發(fā)固化反應(yīng)。 這種類(lèi)型的固化劑的優(yōu)點(diǎn)是固化速度快，而且對(duì)濕度不敏感。
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路易斯酸絡(luò)合物型潛伏固化劑：
路易斯酸絡(luò)合物是一類(lèi)含有路易斯酸（如BF3、SnCl4等）與胺類(lèi)或醚類(lèi)配體的絡(luò)合物。 在常溫下，絡(luò)合物是穩(wěn)定的，路易斯酸被配體“束縛”住，無(wú)法與環(huán)氧樹(shù)脂反應(yīng)。 但是，當(dāng)加熱時(shí)，配體會(huì)解離，釋放出路易斯酸，從而引發(fā)陽(yáng)離子聚合反應(yīng)，使環(huán)氧樹(shù)脂固化。
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Dicyandiamide（DICY）及其衍生物：
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Dicyandiamide（DICY）及其衍生物：
DICY是一種常用的潛伏固化劑，它在常溫下是固體，不溶于環(huán)氧樹(shù)脂，因此可以保持體系的穩(wěn)定性。 當(dāng)加熱到一定溫度時(shí)，DICY會(huì)溶解并分解，釋放出具有催化活性的物質(zhì)，從而引發(fā)固化反應(yīng)。 為了提高DICY的溶解性和反應(yīng)活性，通常會(huì)使用一些促進(jìn)劑，如咪唑類(lèi)化合物。
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光潛伏固化劑：
這種固化劑是一種光敏化合物，在紫外光或可見(jiàn)光的照射下會(huì)發(fā)生分解，產(chǎn)生具有催化活性的物質(zhì)，從而引發(fā)固化反應(yīng)。 這種類(lèi)型的固化劑的優(yōu)點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)快速固化，而且可以精確控制固化的時(shí)間和區(qū)域。
潛伏固化劑的選擇：量體裁衣，對(duì)癥下藥
選擇哪種類(lèi)型的潛伏固化劑，需要根據(jù)具體的應(yīng)用場(chǎng)景和性能要求來(lái)決定。 就像中醫(yī)看病一樣，要“望聞問(wèn)切”，綜合考慮各種因素，才能開(kāi)出合適的“藥方”。
一般來(lái)說(shuō)，我們需要考慮以下幾個(gè)方面：
- 儲(chǔ)存穩(wěn)定性： 潛伏固化劑的儲(chǔ)存穩(wěn)定性是至關(guān)重要的，它直接關(guān)系到產(chǎn)品的保質(zhì)期。 我們需要選擇在常溫下具有良好穩(wěn)定性的固化劑，以避免環(huán)氧樹(shù)脂在儲(chǔ)存過(guò)程中發(fā)生固化。
- 固化溫度： 不同的潛伏固化劑具有不同的激活溫度，我們需要根據(jù)實(shí)際的工藝條件選擇合適的固化劑。 如果固化溫度過(guò)高，可能會(huì)導(dǎo)致環(huán)氧樹(shù)脂發(fā)生分解或變色； 如果固化溫度過(guò)低，則可能無(wú)法充分激活固化劑，導(dǎo)致固化不完全。
- 固化速度： 固化速度直接影響生產(chǎn)效率，我們需要根據(jù)實(shí)際的生產(chǎn)節(jié)奏選擇合適的固化劑。 有些應(yīng)用需要快速固化，而有些應(yīng)用則需要較慢的固化速度，以避免產(chǎn)生過(guò)大的內(nèi)應(yīng)力。
- 固化后的性能： 固化后的環(huán)氧樹(shù)脂的性能，如硬度、強(qiáng)度、耐熱性、耐化學(xué)腐蝕性等，取決于固化劑的類(lèi)型和用量。 我們需要根據(jù)具體的應(yīng)用要求選擇合適的固化劑，以獲得佳的性能。
為了方便大家理解，我做了個(gè)簡(jiǎn)單的表格，列出了一些常用潛伏固化劑的參數(shù)和特點(diǎn)，供大家參考：
| 潛伏固化劑類(lèi)型 | 活化溫度 (℃) | 固化速度 | 儲(chǔ)存穩(wěn)定性 | 適用范圍 | 優(yōu)點(diǎn) | 缺點(diǎn) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 微膠囊型 | 80-150 | 可調(diào) | 優(yōu)良 | 膠粘劑、涂料、復(fù)合材料 | 良好的儲(chǔ)存穩(wěn)定性，可調(diào)節(jié)固化速率 | 制備工藝相對(duì)復(fù)雜，成本較高 |
| 鹽類(lèi) | 120-180 | 快 | 良好 | 粉末涂料、電子封裝 | 固化速度快，對(duì)濕度不敏感 | 高溫活化，可能影響某些材料 |
| DICY | 150-200 | 較慢 | 優(yōu)良 | 結(jié)構(gòu)膠、層壓板 | 價(jià)格低廉，應(yīng)用廣泛 | 固化溫度高，固化物脆性大，需要促進(jìn)劑 |
| 路易斯酸絡(luò)合物 | 80-120 | 中等 | 較好 | 電子封裝、高分子材料 | 陽(yáng)離子聚合，固化收縮率低，耐熱性好 | 對(duì)濕度敏感，儲(chǔ)存條件要求高 |
| 光潛伏 | UV/可見(jiàn)光 | 非?？?/td> | 良好 | 光固化涂料、3D打印 | 固化速度快，可精確控制固化時(shí)間和區(qū)域 | 穿透性差，只適用于薄層固化，價(jià)格較高 |
潛伏固化劑的應(yīng)用：無(wú)處不在的幕后英雄
潛伏固化劑的應(yīng)用非常廣泛，幾乎涉及到所有需要用到環(huán)氧樹(shù)脂的領(lǐng)域。 讓我們來(lái)簡(jiǎn)單地看看它們都在哪些地方默默地發(fā)揮著作用：
- 膠粘劑： 在各種膠粘劑中，潛伏固化劑可以保證膠粘劑的長(zhǎng)期儲(chǔ)存穩(wěn)定性，并在需要時(shí)快速固化，提供可靠的粘接強(qiáng)度。
- 涂料： 在粉末涂料中，潛伏固化劑可以使涂料在常溫下保持粉末狀態(tài)，并在加熱時(shí)形成均勻、光滑的涂層。
- 復(fù)合材料： 在復(fù)合材料中，潛伏固化劑可以保證樹(shù)脂基體的長(zhǎng)期儲(chǔ)存穩(wěn)定性，并在模壓成型過(guò)程中快速固化，提高生產(chǎn)效率。
- 電子封裝： 在電子封裝領(lǐng)域，潛伏固化劑可以提供優(yōu)異的電氣絕緣性能和耐熱性，保護(hù)電子元件免受環(huán)境影響。
- 3D打印： 在光固化3D打印中，光潛伏固化劑可以實(shí)現(xiàn)快速、精確的固化，制造出各種復(fù)雜形狀的零件。
未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)：精益求精，更上一層樓
隨著科技的不斷進(jìn)步，潛伏固化劑也在不斷發(fā)展和完善。 未來(lái)，潛伏固化劑的發(fā)展趨勢(shì)主要集中在以下幾個(gè)方面：
- 更高的儲(chǔ)存穩(wěn)定性： 開(kāi)發(fā)能夠在更長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)定性的潛伏固化劑，以延長(zhǎng)產(chǎn)品的保質(zhì)期。
- 更低的固化溫度： 開(kāi)發(fā)能夠在更低溫度下激活的潛伏固化劑，以降低能源消耗和減少對(duì)材料的損傷。
- 更快的固化速度： 開(kāi)發(fā)能夠?qū)崿F(xiàn)更快固化的潛伏固化劑，以提高生產(chǎn)效率。
- 更優(yōu)異的性能： 開(kāi)發(fā)能夠提供更優(yōu)異性能（如更高的強(qiáng)度、耐熱性、耐化學(xué)腐蝕性等）的潛伏固化劑，以滿(mǎn)足更苛刻的應(yīng)用需求。
- 更環(huán)保的材料： 開(kāi)發(fā)使用更環(huán)保、更可持續(xù)的原材料制備的潛伏固化劑，以減少對(duì)環(huán)境的影響。
總結(jié)
總而言之，潛伏固化劑是單組分環(huán)氧樹(shù)脂體系中不可或缺的關(guān)鍵組分，它就像一位默默無(wú)聞的幕后英雄，在各種應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。 隨著科技的不斷進(jìn)步，相信潛伏固化劑的性能會(huì)越來(lái)越好，應(yīng)用也會(huì)越來(lái)越廣泛，為我們的生活帶來(lái)更多的便利和驚喜。
希望今天的講解能讓大家對(duì)潛伏固化劑有一個(gè)更深入的了解。 如果大家有什么問(wèn)題，歡迎隨時(shí)提問(wèn)，我們一起探討，共同進(jìn)步！
謝謝大家！
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聚氨酯防水涂料催化劑目錄
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NT CAT 680 凝膠型催化劑，是一種環(huán)保型金屬?gòu)?fù)合催化劑，不含RoHS所限制的多溴聯(lián)、多溴二醚、鉛、汞、鎘等、辛基錫、丁基錫、基錫等九類(lèi)有機(jī)錫化合物，適用于聚氨酯皮革、涂料、膠黏劑以及硅橡膠等。
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NT CAT C-14 廣泛應(yīng)用于聚氨酯泡沫、彈性體、膠黏劑、密封膠和室溫固化有機(jī)硅體系；
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NT CAT C-15 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系，中等催化活性，比A-14活性低；
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NT CAT C-16 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系，具有延遲作用和一定的耐水解性，組合料儲(chǔ)存時(shí)間長(zhǎng)；
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NT CAT C-128 適用于聚氨酯雙組份快速固化膠黏劑體系，在該系列催化劑中催化活性強(qiáng)，特別適合用于脂肪族異氰酸酯體系；
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NT CAT C-129 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系，具有很強(qiáng)的延遲效果，與水的穩(wěn)定性較強(qiáng)；
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NT CAT C-138 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系，中等催化活性，良好的流動(dòng)性和耐水解性；
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NT CAT C-154 適用于脂肪族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系，具有延遲作用；
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NT CAT C-159 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系，可用來(lái)替代A-14，添加量為A-14的50-60%；
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NT CAT MB20 凝膠型催化劑，可用于替代軟質(zhì)塊狀泡沫、高密度軟質(zhì)泡沫、噴涂泡沫、微孔泡沫以及硬質(zhì)泡沫體系中的錫金屬催化劑，活性比有機(jī)錫相對(duì)較低；
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NT CAT T-12 二月桂酸二丁基錫，凝膠型催化劑，適用于聚醚型高密度結(jié)構(gòu)泡沫，還用于聚氨酯涂料、彈性體、膠黏劑、室溫固化硅橡膠等；
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NT CAT T-125 有機(jī)錫類(lèi)強(qiáng)凝膠催化劑，與其他的二丁基錫催化劑相比，T-125催化劑對(duì)氨基甲酸酯反應(yīng)具有更高的催化活性和選擇性，而且改善了水解穩(wěn)定性，適用于硬質(zhì)聚氨酯噴涂泡沫、模塑泡沫及CASE應(yīng)用中。