环氧树脂作为一类具有优异粘接性、电绝缘性和化学稳定性的热固性高分子材料,广泛应用于建筑、机械、电子电气和航空航天等领域。潜伏性环氧树脂固化剂是近年来环氧树脂固化剂研究的热点,因其与环氧树脂组成的单组分体系在室温下具有良好的贮存稳定性,在加热、光照、湿气、加压等条件下能迅速进行固化反应,从而简化了生产工艺,提高了产品质量,并减少了环境污染。
潜伏性固化剂的类型及特点
潜伏性固化剂主要包括改性脂肪族胺类、芳香族二胺类、双氰胺类、咪唑类、有机酸酐类、有机酰肼类、路易斯酸-胺络合物类及微胶囊类等。这些固化剂通过物理和化学的手段,对普通使用的低温和高温固化剂的固化活性进行改进,使其在室温下加入到环氧树脂中时具有一定的贮存稳定性,而在使用时通过光、热等外界条件将固化剂的反应活性释放出来,从而达到快速固化的目的。

例如,脂肪族胺类固化剂通过与有机酮类化合物进行亲核加成反应,脱水生成亚胺,从而封闭、降低其固化活性,提高其贮存稳定性。而芳香族二胺类固化剂,如二胺基二苯砜(DDS),由于其分子中有强吸电子的砜基,反应活性大大降低,其适用期增长,适用于高性能环氧树脂。
快速固化技术研究
为了实现潜伏性环氧树脂体系的快速固化,研究者们进行了大量的技术研究。一方面,通过化学改性,提高固化剂的反应活性。例如,在双氰胺分子中引入胺类,特别是芳香族胺类结构,制备出双氰胺衍生物,这类固化剂与环氧树脂相溶性较好,贮存期长,固化速度快。
另一方面,通过添加催化剂或促进剂,降低固化温度,加速固化反应。例如,在环氧/双氰胺树脂体系中加入少量催化剂,可以显著降低固化峰值温度,提高固化速度。此外,采用差示扫描量热仪和旋转流变仪等现代分析手段,系统地研究单组分环氧树脂体系的储存固化行为,优化固化工艺条件,也是实现快速固化的重要途径。
应用探索
潜伏性环氧树脂体系的快速固化技术在多个领域得到了广泛应用。在涂料领域,快速固化的环氧树脂涂料可以提高施工效率,缩短生产周期。在胶粘剂领域,快速固化的环氧树脂胶粘剂可以实现快速粘接,提高生产效率。在电子封装材料和复合材料领域,快速固化的环氧树脂可以提高产品的耐热性和机械性能,满足高性能产品的需求。
此外,随着环保意识的提高,研究者们还开展了基于生物质资源的新型潜伏型环氧树脂固化剂的研究工作,通过设计合成得到了性能可调的聚合物网络,为潜伏性环氧树脂体系的绿色化、可持续发展提供了新思路。

潜伏性环氧树脂体系的快速固化技术是一项具有重要意义的研究课题。通过化学改性、添加催化剂或促进剂以及优化固化工艺条件等手段,可以实现环氧树脂的快速固化,提高生产效率,降低生产成本,并满足高性能产品的需求。同时,开展基于生物质资源的新型潜伏型环氧树脂固化剂的研究工作,将为潜伏性环氧树脂体系的绿色化、可持续发展提供有力支持。未来,随着科学技术的不断进步,潜伏性环氧树脂体系的快速固化技术将在更多领域得到广泛应用,为人类社会的发展做出更大的贡献。