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潜伏型环氧固化剂甲基异丁基酮二亚胺的合成及工艺优化

2021-07-24韩维辰王佳铭贺曼罗贺高红焉晓明阮雪华

化工学报 2021年7期

韩维辰,王佳铭,贺曼罗,贺高红,焉晓明,阮雪华

(1 大连理工大学化工学院盘锦分院,辽宁盘锦124221; 2 中国科学院大连化学物理研究所,辽宁大连116023)

引 言

环氧树脂胶黏剂广泛用于建筑、桥梁、水利、车辆、航空以及家电等工业领域[1-7]。据中国环氧树脂应用技术学会的统计,2019 年我国消费各式环氧树脂胶黏剂达119 万吨。在众多胶黏剂品种中,单组分环氧胶,尤其是湿气致活型单组分环氧胶,具有使用流程简单、劳动负荷低等众多优势,已经成为通用型胶黏剂的主流产品[8-13]。

湿气致活型单组分环氧胶的关键成分是湿气致活的潜伏型固化剂,通常是脂肪族二(伯)胺与酮通过亲核加成反应生成的二亚胺,在胶黏剂领域俗称“酮亚胺”。在固化剂合成过程中,一般采用共沸蒸馏同步移除副产的水,提高酮亚胺产率。在环氧胶固化过程中,酮亚胺与吸收的水分发生逆向反应,生成对应的脂肪族二(伯)胺,然后与环氧树脂反应形成三维网状结构,实现交联固化[14-22]。由于固化剂在胶黏剂的生产过程中已经加入,储存稳定性是潜伏型固化剂非常重要的质量标准。大多数情况下,湿气致活型单组分环氧胶在密封保存30 d 后仍需具备良好的流动性,黏度(25℃)不超过8 Pa·s。根据前面提及的交联固化反应机制,脂肪族二胺的残余量是影响胶黏剂储存稳定性的关键因素[23-25]。工业生产过程主要通过超高的酮胺比[以生产甲基异丁基酮二亚胺(MIBKDI)为例,MIBK∶MXDA>10∶1]来推动可逆反应进程,使脂肪族二胺充分转化。这……

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