環氧促進劑的分類與優缺點

一、引言

環氧樹脂以其優異的機械性能、化學穩定性、電氣絕緣性和粘結性能等特點，在眾多領域得到了廣泛應用，如電子電器、航空航天、汽車、建筑等。然而，環氧樹脂的固化反應速度慢，固化溫度高，為了改善這些性能，通常需要加入環氧促進劑。環氧促進劑能夠加速環氧樹脂與固化劑之間的固化反應，從而提高生產效率、降低成本，并且還可能賦予固化產物更好的綜合性能。以下將詳細介紹環氧促進劑的常見分類及其優缺點。

二、環氧促進劑的分類

1. 叔胺類促進劑

叔胺類促進劑是一類常用的環氧促進劑，其特點是分子中含有叔胺基團。常見的叔胺類促進劑有三乙胺、DMP - 30等。

優點：

促進效果顯著。叔胺類促進劑能夠有效地降低環氧樹脂與固化劑的反應活化能，使固化反應在較低溫度下快速進行，大大縮短固化時間。
適用范圍廣。可與多種類型的環氧樹脂和固化劑配合使用，尤其在脂肪胺類固化體系中表現突出。
相對容易獲取和使用，成本也較為合理。

缺點：

有些叔胺類促進劑具有一定的揮發性和刺激性氣味，在使用過程中可能會對操作人員的健康產生一定影響。
部分叔胺類促進劑可能會影響固化產物的性能，如使固化產物的脆性增加。

2. 改性胺類促進劑

改性胺類通常是一種復合型環氧促進劑，其特點是針對特定的某幾類胺類固化體系，如RA-6。

優點：

促進效果顯著。改性胺類促進劑在環氧活性較低的配方中能大幅提升環氧樹脂的反應速度，對比常見的叔胺類促進劑(K54/DMP-30)，有良好的耐黃變性。
低氣味，環保。
與抗氧劑、紫外線吸收劑等耐黃變劑相容性好。

缺點：

適用范圍窄。與低胺值的固化劑配合使用效果顯著，尤其在脂肪胺類固化體系中表現突出。
容易結晶。
價格相對較高，一定程度上增加了生產成本。

3. 咪唑類促進劑

咪唑類促進劑具有較高的催化活性，常見的有咪唑、2 - 甲基咪唑等。

優點：

具有優異的促進性能。咪唑類促進劑能使環氧樹脂在中溫下快速固化，固化速度較快，可滿足一些對生產效率要求較高的應用場景。
固化產物性能好。能夠提高固化產物的熱穩定性、機械性能等，適用于對固化產物性能要求較高的場合。
穩定性較好。在不同的儲存條件下，咪唑類促進劑相對比較穩定。

缺點：

部分咪唑類促進劑為高熔點的結晶物，在與液態環氧樹脂混合時可能會遇到操作上的困難。
價格相對較高，一定程度上增加了生產成本。

4. 環烷酸金屬鹽類促進劑

環烷酸金屬鹽類促進劑如環烷酸鋅、環烷酸鈷等。

優點：

含有環烷酸金屬鹽類促進劑的環氧體系具有較好的操作性能，適用期相對較長。
能有效改善固化產物的柔韌性和耐水性，使固化產物在這方面性能更加突出。
與其他添加劑有較好的配伍性。

缺點：

促時速度相對較慢，尤其是在高溫下，其效果可能不如咪唑等促進劑好。
長期儲存時，可能會因水解等作用而影響其促進效果。

5. 取代脲類促進劑

取代脲類促進劑在環氧樹脂固化中也有廣泛應用。

優點：

異氰酸酯基的引入使促進劑與環氧樹脂的反應活性更高。
能改善體系的儲存期，使體系在儲存過程中不易固化變質。

缺點：

通常需要與其他促進劑配合使用，效果會更好。
常溫下活性相對弱些，需加溫使用才會體現更好促時效果。

四、結論

環氧促進劑的分類繁多，不同類型的促進劑具有各自的特點。叔胺類促進劑成本低、活性好但穩定性和儲存性存在挑戰；改性胺類促進劑高效耐黃變性好但容易結晶；取代脲類促進劑在降低固化溫度和改善耐水性方面表現突出但促進效率相對低；咪唑類促進劑高效且綜合性能好但有脆性和成本高的問題；金屬絡合物類促進劑多功能但存在潛在毒性和穩定性風險。在實際應用中，需要根據環氧樹脂的具體類型、固化工藝要求、產品的性能需求以及成本等因素綜合考慮，選擇合適的環氧促進劑，以達到最佳的固化效果和產品綜合性能。