硫醇是環(huán)氧樹脂固化劑的最要品種,主要用于膠粘劑領(lǐng)域。環(huán)氧樹脂固化劑品種繁多,包括常溫和加熱固化劑2大類,能滿足大部分場合使用要求。但在低溫速固化領(lǐng)域只有硫醇較適用,它在快速修補膠及冬季作業(yè)場合有很大優(yōu)勢,其他同化劑無法替代。由于硫醇同化劑的生產(chǎn)技術(shù)要求較高,國內(nèi)尚無生產(chǎn)、一般為進口產(chǎn)品,如美國的3-800牌號應(yīng)用較為普遍。為填補國內(nèi)空白,廣州川開采用制備多元硫醇酯并進而擴鏈的方法,制備出了硫醇固化劑,并在固化性能方面作了應(yīng)用研究。實驗表明,選用B-巰基丙酸與季戊四醇在酸性催化劑存在下酯化,然后再與環(huán)氧樹脂進行擴鏈反應(yīng),可以制得黏度和使用配比均適用的硫醇固化劑,總產(chǎn)率為95%以上。
實驗中所用主要原料均采用進口產(chǎn)品,如-巰基丙酸:工業(yè)品,德國Brunobock公司;季戊四醇:工業(yè)品,瑞典柏斯托公司環(huán)氧樹脂828(EEW:190),工業(yè)品,shell公司;1,8-二氮雜-雙環(huán)十一烯-7(DBu):工業(yè)品,日本Appollo公司;芐基二甲胺及DMP-30:工業(yè)品,臺灣長春樹脂廠。固化劑的合成反應(yīng)遵循一般酯化原理,催化劑采用有機磺酸,常用對甲苯磺酸。實驗過程為:在裝有機械攪拌、溫度計、回流冷凝管的2000mL三口燒瓶中,加入136g(1.0mol)季戊四醇,466g(4.4mol)β-巰基丙酸,300mL甲苯和1.90g對甲苯磺酸,回流反應(yīng)5h自然冷卻,用去離子水洗滌到中性,減壓蒸餾得無色油狀液體季戊四醇四巰基丙酸酯;取78g A(SH) 4和22g環(huán)氧樹脂828置于燒瓶中,加熱到100℃反應(yīng)4h,冷卻,得黏稠狀無色透明液體六巰基環(huán)氧接枝化合物;分3次取B、每次5g分別與0.25g的芐基二甲胺、DMP-30,DBU混配,并冷卻到相應(yīng)的溫度,取等量的828樹脂也冷卻到同樣的溫度,兩者快速混合測定凝膠時間。
然后分別進行硫醇基檢測(采用丙烯腈-亞硫酸鈉-HCl測試硫醇基團的含量),凝膠時間測試(采用GB/T12007.7-1989的方法測試凝膠時間)。最后進行結(jié)果與討論:一是酯化反應(yīng),二是擴鏈反應(yīng),三是固化效果。實驗證明:從β-巰基丙酸和季戊四醇出發(fā),經(jīng)酯化和環(huán)氧擴鏈反應(yīng)制備了硫醇固化劑,總產(chǎn)率可達95%以上。該硫醇固化劑的性能完全可以代替進口產(chǎn)品,某些性能如固化速度、黏度、樹脂相容性還超過進口產(chǎn)品,有望在膠粘劑領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。
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