常見環氧固化促進劑分類及使用經驗總結

環氧膠粘劑具有優異的力學、電學和耐化學藥稱品效能， 因此在航天航空機械、電子電氣和其它領域中都得到了廣泛的應用。

環氧樹脂與固化劑反應， 除了一般的脂肪胺和部分脂環族胺類固化劑可以在常溫下固化外， 其它大部分脂環族胺和芳香胺類以及幾乎全部的酸酐都需要在較高的溫度下才能發生固化交聯反應， 為了加速固化反應，降低固化溫度，縮短固化時間，提高固化程度，減少固化內應力，節省能源消耗，採用促進劑是必要的，促進劑主要是起催化作用，降低反應活化能，改變反應機制，大多也參加固化反應。其結果是大大改善了固化物的強度、韌性、耐熱性等效能。

適用於胺類或酸醉類固化環氧樹脂的促進劑很多，如叔胺及其鹽，脂肪胺，取代脲，有機弧類，咪唑及其鹽，金屬鹽，羧酸鹽，酚類，三氟化硼胺絡合物，奈米二氧化鈦等。根據其作用機理的不同，具體可分為親核型、親電型和金屬鹽三類促進劑。

1、 親核性促進劑

親核型促進劑對胺類固化的環氧樹脂起到單獨的催化作用， 而對酸醉類則起雙重催化作用， 即不但對酸醉而且對環氧樹脂也起催化作用。

親核型促進劑在胺與環氧體系中對環氧基的催化機理是透過體系中的羥基進行陰離子醚化反應。例如常用的K54，又叫DMP30，其化學名稱為（2，4，6-三（二甲氨基甲基）苯酚，其促進劑裡一般認為是叔胺使其變成氧陰離子化，然後氧陰離子促進環氧開環，降低反應的活化能，從而加快環氧的速度。常用的親核性促進劑包括羧酸類，酚類，醇類等，經過實驗證明，其促進效果為羧酸類> 酚類 > 醇類。特別在成膜過程中，K54能夠快速促進體系成膜，但K54不能加入過多，否則容易體系變脆。當然，促進劑的機理上標明，親核性促進劑能夠本身促進環氧的自交聯，在這配方設計中是非常重要的一點。

親核型促進劑對酸醉的催化， 在環氧酸醉固化體系中， 認為環氧與酸醉的反應為二級反應，先生成烷氧陰離子， 與酸醉反應， 產生新的梭基陰離子， 它與環氧基反應， 又產生新的烷氧陰離子， 這種反應交替進行， 形成聚醋型交聯結構。

親核型促進劑多數屬於路易斯鹼， 它們對環氧樹脂具有較強催化活性， 路易斯鹼性越強， 取代基的空間位阻愈少， 那麼催化效果愈大促進劑的結構及效能對交聯固化反應速率和產物效能影響甚大。

2、 親電性促進劑

環氧胺類固化體系中， 親電型促進劑是常用的， 主要是採用路易斯酸或以三氟化硼絡合物為代表物。

在環氧與酸醉類進行固化交聯反應時， 採用親電型促進劑主要有路易斯酸及其絡合物值得說明的是有機酸，醇或酚對環氧酸酐固化反應的催化作用是先經過絡合態， 再生成固化交聯結構的因及其絡合物的適用期過短， 實用性欠缺有機錫類價格較貴，故較少應用。

3、 金屬羧酸鹽類促進劑

在環氧酸酐固化體系中， 除上述由於加熱產生的狡酸陰離子引發的環氧基的聚醚反應以外， 還可以與酸酐協同作用形成聚醚反應結構。在環氧樹脂與酸酐類進行交聯固化反應時， 採用金屬羧酸鹽促進劑， 這些金屬離子在反應前期有空軌道能與環氧基形成配位絡合物進行催化聚合反應， 後期由於反應體系放熱量的增加， 金屬羧酸鹽解離， 這樣由羧酸根陰離子進行催化聚合物反應。兩種不同的催化機制， 使交聯體系固化物中既具有酯鍵又有醚鍵結構。常用錳、鑽、鋅、鈣和鉛等金屬羧酸鹽作為促進劑， 在實際生產中得到了應用。

4、附註

針對胺的體系，我們嘗試篩選過酸，酚羥基，醇等促進劑，結果發現，針對灌封領域，促進效果酸 > 酚羥基> 醇，而成膜快速的效果是K54 > 水楊酸 > 苯甲醇，

1。單純的針對酸的促進劑，水楊酸 > 乳酸，這說明含有苯環的共軛結構，會進一步促進反應。

2。單純的針對醇的促進劑，甲醇 》 乙醇 》苯甲醇，這說明促進劑的極性越大，對環氧體系促進效果越大，使用甲醇和乙醇還可以看到環氧發泡的效果。

3。針對三乙醇和三乙醇胺的促進劑，實驗發現，三乙醇胺>三乙醇，這說明含有N上的孤對電子對環氧體系有很強的促進作用。

針對D230體系，由於230固化較慢，huntsman針對這款推出399促進劑，不影響耐候性，透明性，但是現在國內好像不生產了，國內很多廠家都有類似的牌號，比如399-1，TKM系列，但是效果總差一些，透過查閱國外的原始專利，找到了399配方的縮影，也進行了實驗，確實好一些，有興趣的朋友可以私下交流。

附註為常見的不同體系所用的促進劑，只是作為一個參考，具體選擇還要以配方來決定。

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