环氧树脂固化剂固化条件及配方

1、精心整理环氧树脂固化剂固化条件及配方（一）表1-1多胺固化剂的性质？?类别名称略称密度/g ml 1室温状态黏度/Pa s熔点/c脂肪胺二乙烯三胺 ”DETA0.954液态0.005-1!三乙烯四胺TETA0.98液态0.019-四乙烯五胺TEPA1.00液态0.001-一乙氨基丙胺DEPA-液态-乙二胺EDA-液态-聚酰胺-多胺基于胺值不 同，可由半固 态至液态半固态（胺值90）液态1.0 2.5 （胺值 600）脂环族1*孟烷二胺MDA-液态0.019-异佛尔酮二胺IPDA0.924液态0.018-N-氨乙基哌嗪N-AEP-液态-3,9-双（3-胺丙 基）-2,4,8,10- 四氧杂螺十一

2、烷加合物ATU加合物液态-脂肪族*双（4-胺基-3- 甲基环己基）甲 烷0.945液态因加合物种类而异双（4-胺基环己 基）甲烷-0.95固态0.0640芳香族u间苯二甲胺m-XDA1.05结晶体液体-二氨基二苯基甲烷DDM1.05固体-89二氨基二苯基砜DDS1.33固体-175间苯二胺m-PDA0.95固体-62其他双氰胺DICY-固体-207210己二酸二酰肼AADH-固体-180?表1-2BA树脂与多胺固化剂的固化条件、性能及应用类别名称胺当量3 （固化 剂）（%）适用期标准固化条件HDT/C特点用途优点缺点粘层浇涂接压铸料脂DETA20.65 10820mi n常温X4天90低黏适用

3、期OOOO譴e-m®wI霜適爭慕潮霜富n> >S gp D AM D A1応w4苗O169O O° /ON3XM412O$22M2216 W苗4煎 淋00 jj葢亠 7 去I aX$2 h32O O3.1k h6 hT鸟 43t hX$4 h42O O3.132OO3. I常温X3天 +200C x 30min80 C x 2h+130C x 30min6 5 c°X4 h +X5 cXX h常温X7天 +100C x 30min常温X4天 +100C x 30min55$00XM 二O OiXX5400 00 $151531005X51 92 004

4、/5£舖r百B沐a h h萍盍A回曲MDA萍那滂岡丰 巅萍蟹 盜'那那煎鸯濟言H碍 沃萍“畐离；禹民 萍蕃萍“淫i曲萍澄去三卿 萍席帛強昂 席昂百沐画畐崑 前申卜ever 二昂MB y 画K常只曲卩画昂回曲H 马左7 f# m盍 F)n W u常只曲卩画昂回曲H 马左7 f# m盍 F)n W u聊？冈 番 2 淙 司斉萍那那 囹彗 和萍is 亠尹那因 I删 萍萍齊T删 齊宁屈萍 H > H* =洁询> 二 口OXO oX O OXX O OX*旺e>农圧附BHQMXXX OoX o o11密&更H o 4<n .撫1 1絲Q<n &qu

5、ot;.砸mg芝駆兰曙口摩e画壬丘举辔鹤间犀恤篡恤甜 無，定.如恤篡恤甜 無，定.如画超直羽 .舔，甜莊 ,ng 無，温陽1 I絲Q舔iW 旺.甜e fi y白9 O99O9TO OCO9O9TO9TO O00 69 CN1U 寸 X Qoo¥2 X QOLL160C x 1h+180C x 20minI-C CO1-C00-C9#T駅CNT911IO co9 OI9COO coi1O9CO LO9CD寸T-oi co6OC|111W Q Qs Q Q召Q駅曲翌算星?室温，样品量 100g?。=良好X =差?表1-4二乙烯三胺的质量分数对固化物的硬度及耐化学腐蚀性能的影响?表1-3不

6、同类型固化剂-环氧树脂固化物性能比较固化剂3 (固化 剂)(%)凝胶时间 /min固化周期1 1热变形温度/C抗压强度/MPa抗压模量 /GPa压缩形变（%）DETA123025C凝胶 +100CX 2h122115.353.57-薄荷烷二胺（或 MDA）221 14801100CX 2h+200Cx 3hll1151133.862.688.0 JN-AEP2020 3025C 凝胶 +150CX 2h11094.131.9210.5聚酰胺树脂10018025C 凝胶 +120CX 3h5849.431.4113.0固化剂抗拉强度/MPa抗拉模量 /GPa断裂伸长率/%介电强度_1/kV mm

7、介电常数23C ,60Hztan <t耐化学性，质量增量（）60Hz310 Hz沸丙酮3h沸水24hDETA74.832.81 65.318.324.10.0150.0200.630.51薄荷烷二胺（或 MDA）61.783.022?.918.1215.30.0050.0181.701.51N-AEP65.902.7583.815.763.00.0180.025破坏2.80聚酰胺树脂37.761.68 $).02.763.20.0350.033破坏3.60?所用原料树脂：环氧当量=180195的双酚A型环氧树脂；凝胶时间在23C用药1.1L舞料测定。3 （二乙不同温度下的巴科尔硬度沸水中

8、3h沸丙酮中3h后烯三胺）25 C60 C80 C100C120C巴科尔硬度增重（%）巴科尔硬度增重（%）6330-250.8207.44734180-270.7003.6683526120-310.48121.66938251610310.45250.8010372618100320.44310.5211382621100330.49350.541236272280310.46350.201334271650300.48350.26?所用树脂为环氧当量为190的双酚A型环氧树脂，室温凝胶后在110C固化4h。理论计算二乙烯三胺质量分数=10.8%。?表1-5分别用三乙烯四胺、 低分子聚酰胺树

9、脂固化东都化成YD型环氧树脂的性能对比精心整理树脂型号3 (三乙烯四胺)/%3 (低 分子聚 酰胺)/%使用期/min抗弯强度 /MPa抗拉强度 /MPa抗压强度 /MPa粘结力/MPa硬度(洛氏)1热变形温度/C冲击韧性_2/(kJ m )M级P级YD-115|105061.7835.30100.030.61-37461.6-5013040.2137.2750.997.5572-392.3YD-12710-5044.1322.56109.343.92-60541.1|-5013056.8836.2862.966.0877-422.0YD-128| |10-546.1924.52113.764

10、.12-61551.2-5013076.4939.2362.376.3780-432.1?固化测试条件：100g树脂配料，20C固化7d后测定强度。热变形温度为负荷2.5kg14d后测定,低分子聚酰胺胺值为350。表1-6在24C下环氧树脂的环氧基残留量固化时间/h环氧基残留量/(%)固化时间/h环氧基残留量/(%)0100.09541.7292.512441.226.545.512540.83143.9-表1-7固化温度与剪切强度的关系固化温度/ C固化时间/h抗剪强度/MPa固化温度/C固化时间/h抗剪强度/MPa20 2560.012.3950.540.0-360.020.01450.5

11、42.0表1-8芳胺的影响芳胺名称芳胺用量(m)/g热变形温度/c无080间苯二胺3.81044,4'-二氨基二苯甲烷6.593表1-9KH-514胶粘剂的耐老化性能老化项目室温抗剪强度/MPa60C抗剪强度/MPa不均匀扯离强度/kN m -1老化前> 25.0> 20.0> 5360C, 30 天25.225.4-60C,相对湿度98%, 3026.722.0-天广州地区，3年大气老化23.416.331海水，30天22.422.2-煤油，135天22.621.6-丙酮，135大19.617.4-酒精，135天17.217.6表1-10低分子聚酰胺固化物性能固化剂

12、热变形温度/C抗弯强度/MPa抗弯模量/GPa抗拉强度/MPa断裂伸长率/%冲击韧度/(kJ m -2)巴氏强度V-1 1545771.6428-50 60V-12570 8591 1051.8 2.2568-65 75V-140110115982.256-1.1 2.769 71V -115 :n（二聚酸）:n(DTA)=2 :3;胺值238V -125 :m（二聚酸）:n (DTA)=1 :2;胺值345V -140 :m（二聚酸）:n (DTA)=1 :2;胺值375表1-11脂环族多元胺的固化物性能固化剂3 (%)热变形温 度/C抗弯强度/MPa抗弯模量/GPa抗拉 强度/MPa断裂伸

13、长率（%）冲击韧度/kJ m "硬度（洛氏M）介质常数50Hz,23C功率因数50Hz,23C体积电阻率/ Q cmC-260331301501072.6477-4.00.005162X 10MDA622148158109123-642.91.62.2105-IPDA241491254.30733.6-3.80.0021X 1016HM30150100-50-1083.1-1X 1016N-AEP20100120100-648.85.46.595105-m-XDA16181301501243.07756.7-4.00.0052X 1016表1-12芳香胺二胺的固化物性能固化剂3 (%

14、)热八'、变形 温 度抗弯 强度/MPa抗弯模量/GPa抗压 强度/MPa抗拉 强度/MPa断 裂 伸 长 率冲击韧度-2/kJ m硬度（洛氏M）介质常数50Hz,23C功率因数50Hz,23C体积电 阻率/ Q cm精心整理/C(%)141.1m-PDA151551093.274 J563.01.61083.30.0072711.6DDM1551232.774574.41064.40.0041X 101530口2.7351DDS401751263.060I3.3一 11101110516m(PDA):m(DDM)=6:4201501153.174564.82.71104.50.006

15、1X 10m(DDM)m(IPDA)=4:625155116-3.40.012-1表1-13芳香胺固化环氧树脂的耐化学腐蚀性能化学药品用间苯二胺固化用二氨基二苯基砜固化试样外观变化抗弯强度/MPa试样外观变化抗弯强度/MPa初始180天后初始180天后25%HCI(54 C 浸泡)稍绿135.92111.89稍有发黑122.8862.4725%C3COOH无变化135.92126.34无变化122.88105.03100%三氯乙烯无变化135.92105.03无变化122.8891.996%NaOCl严重粉化135.92135.23严重粉化122.88127.38蒸馏水无变化135.92127

16、.68无变化122.88127.0050%NaOH(8<2 浸 泡)表面稍发暗135.92143.47稍发暗122.88118.7625%HSQ表面稍发暗135.92102.97边缘稍有 发黑122.88111.8925%HCl表面发黑135.92107.09相当的发黑122.8858.3540%甲 醛边缘稍有溶胀135.9298.85边缘稍有 溶胀122.88108.4625%锘酸铝稍有粉化135.92125.62表面稍有 痕迹122.88107.7828.5%硫酸铝稍有发黑135.92129.74无变化122.88118.07?表1-14酰基胍类促进剂固化性能促进剂固化时间/min抗

17、剪强度/MPa促进剂固化时间/min抗剪强度/MPa乙酰胍1031.8乙酰胍1016.12038.52031.14040.64040.1酰肼固化剂熔点/C使用期/天差热分析起始温度/c放热峰/ c琥珀酸酰肼(SuADH)163120161165己二酸酰肼(AADH)180120161167间苯二酸酰肼(IPADH)212120150154160对一羟基安息香酸酰肼(POBH)24812011531161水杨酸酰肼(SaAH)151152496130苯基氨基酸酰肼(PAPAH)93 952115150DICY207208300178182表1-16有机酸酰肼固化环氧树脂铁-铁粘接的剪切强度固化剂

18、固化条件150CX 0.5h150CX 1h150CX 2h170CX 0.5hSuADH16.5-1 1 114.4AADH凝胶25.0-IPADH凝胶20.0:-POBH凝胶23.5-PAPAH凝胶27.5-DICY液态液态16.422.6表1-17国产的某些改性胺固化剂的质量指标商品牌号色泽胺值/(mgKOH-g -1)黏度(40 C )/(Pa s)TY-200< 18215±5100800TY-203< 14200± 2020 100TY-300< 18315± 1520 100TY-3051< 17350± 200.2

19、 10TY-650< 15200± 2010 100TY-651< 15400± 200.2 10TY-600< 16650± 200.1TG-011< 10<5-AH-1黄t黄棕色600 65060 80AH-2黄t黄棕色48052080 90AH-3黄棕色400 450140T-31-46048011 13？表1-18烷基、芳基聚酰胺树脂的典型性能精心整理商品牌号胺值-1/mgKOHg黏度/Pa s色泽（加德纳法）活泼氢摩尔质量/g mol 1相对密度推荐使用量/g对环氧当量为190的树脂对环氧当量为500的树脂L-9085-11

20、0(60 °C )10.0 20.0< 125301.00250275-L-130130-15020.0< 123901.0020024080 120L-130A85-95(25 C )2.5-6000.84-140160L-190180-220(60 C )10.0 20.0< 121751.0085 10040 60L-220210-23010.0-20.0< 121501.0060 9060 90L-220A147-161(25 C )0.7 1.0-2100.96-60 80L-250245-285(40 C )14.0 25.0< 121200

21、.9860 8030 40|L-275265-295(20 C )2.0 3.0< 121100.9855 7025 35L-375355-395(20 C )4.0 6.0< 121000.9850 60-L-410390-430(20 C )1.0 2.0< 12900.9740 50-L-425400-440(20 C )10.0 20.0< 12880.971 1 145 50-表1-19日本某些改性胺固化剂的性能指标公司商品牌号1胺值/mgKOHg -1黏度/Pa s或气泡黏度值富士化成210100半固体235A36012.5(25 C)2454002.0(2

22、5 C)290C6903.0(25 C)白水10090半固化1403853.3(40 C)J 1 1Z20006001.8(25 C)大日本油墨TD-97717050%溶 液，TTD-98226010.0(40 C)TD-98428519.5(2 5C)三和化学30090半固体30521060.0(40 C)3304102.2(25 C)753200.7(25 C)三洋化成L-10-3100半固体L-15-32304.0(65 C)L-55-33801.5(20 C)表1-20胺类加合物的固化物性能精心整理加合物3 (%)热变形温度/C抗压强度/MPa抗拉强度/MPa伸长率（%）冲击韧度/(k

23、J m -2)硬度（洛氏M）环氧树脂/DTA20 3080 10510554905802.41.09 3.2797 104n(丙烯腈):n (DTA)=1.167:1-72 76840530640-1.25 1.52>100n(丙烯 腈):n (DTA)=2:1-50 58860 950630770-1.52 2.1278 96表1-21胺加合物（由环氧乙烷、环氧丙烷制）的固化物性能固化剂使用期/min(50g料,25 C)热变形温度/C抗压强度/MPa抗拉强度/MPa抗弯强度/MPa抗弯模量/GPaN,N-双(羟乙 基)DTA( I)2458316841023.5N,N-双(羟丙 基)

24、DTA(H)2968291951163.7N,N-双（羟乙 基）TTA（皿）2876291911092.8N-(羟乙基)DTA(W)1996288105982.9m(W):m( I )=85:15-923021051093.0m(W):m( I ):m(双酚A)=8 5:15:15-842461031193.3N-（羟丙基）DTA27942571051093.0N-（3-苯氧基,2-羟丙 基）DTA5790246981233.2N-（2-苯基,2-羟乙 基）DTA1893274105883.7N-（羟丙基）m-PAD2501163161341554.0表1-22典型的酸酐固化剂的性质类别名称略

25、称状态黏度/Pa s熔点/ C单官能 团型邻苯二甲酸酐PA粉末-128四氢邻苯二甲酸酐THPA固体-100六氢邻苯二甲酸酐HHPA固体-34甲基四氢邻二甲酸酐MeTHPA液体0.03 50.06-甲基六氢邻苯二甲酸酐MeHHPA液体0.05 0.08-甲基纳迪克酸酐MNA液体0.138-十二烯基琥珀酸酐DDSA液体0.5-氯菌酸酐HET粉末-235239两官能团型均苯四甲酸酐PMDA粉末-286苯酮四酸二酐BTDA粉末-227乙二醇双偏苯三酸酐TMFG固体-7080（软化点）甲基环已烯基四酸二酐MCTC粉末-167游离酸酸酐偏苯三甲酸酐TMA粉末-168聚壬二酸酐PAPA固体0.2(100 &

26、#176;C)-表1-23与BA树脂配合的酸酐固化剂的固化条件、特性和用途类别名称酸酐当量适用期标准固化条件HDT/C特点用途优点缺点成层浇浸 涂型压铸 渍料单官能团酸酹PA15814h(100C)150CX 6h100152价廉，放 热低，耐 药品性优 良（碱除 外）升华，混 合工艺性 劣OOTHPA1521 |i除不升华 外与PA近 似着色，混 合工艺性 劣与其他酸 酐混合HHPA15.424h(加促进剂/250 C)85CX 2h+150Cx 12 24h110130低粘度， 适用期 长，优良 耐电痕迹 性，耐侯 性吸湿性OOMeTHPA16634min(加促进剂/100 C)100CX

27、 2h+150Cx 5h121123低粘度， 优良的工 艺性价格贵一些OOOMeHHP/168135min(加促进剂/100 C)100CX 2h+150Cx 5h136色稳定， 优良的电 痕迹性， 耐侯性价格贵一些OOOOMNA17856天（加促进剂/25 C）85CX 2h+150Cx 12 24h150175优良的工 艺性，低 收缩，耐 热八、耐碱差OOODDSA26610天（加促进剂/25 C）85CX 2h+150CX 12 24h60 70优良工艺 性，电性 能、韧性耐药品性差OOHET38830mi n(120 C)100CX 1h+200CX 1h+200CX 2h145190

28、耐热性、 阻燃性， 优良的电 性能操作工艺 性差OO两PMDA109-250耐热、耐工艺性OOO官能团酸酹药品性差，脆性BTDA161200CX 24h280耐热，耐 药品性耐 咼温老化 性溶解性不 良(与单 官能酸酐 共用)OOOOTMEG205-194耐热性，耐药品性价贵OOOOMCTC132280工艺性 好，耐热价贵OOO游 离 酸 酸 酐TMA192210速固化， 电性能， 耐热性耐 药品性工艺性差OOOPAAP174-140CX 1h+150Cx 20h(加促进 剂)39-耐热性差OOO表1-24配方与固化物性能m(E-44)/m(70 酸酐)/m(N,N'- 二甲基苄胺)?

29、抗拉强 度 /MPa抗弯强度 /MPa抗压强度/MPa抗剪强度/MPa马丁耐热/C体积电阻率/cm表面电阻/ Q介电损耗 角正切介电常数(106Hz)介电强度-1/kV mm100/56/0.567.5104.0133.016.5 18.596 1009.5 X 10 62.4 X 107-22.9 X 102.923.0表1-25商品甲基四氢苯酐的性能比较牌号外观色泽(加德纳 法)|相对体积质量(25 C)黏度(25 C)/mPa s凝固点/C中合当量分子质量HN-2200浅黄色透明液体'<11.20655<-1583166QH-200浅黄色透明液体<11.20 士

30、 0.0535 40<-1581 85166表1-26商品甲基六氢苯酐的性能比较牌号外观色泽(APHA)相对体积质量(25 °C)黏度(25 C )/mPa s凝固点/ C碘值中和当量分子质量HN-5500无色透明液体201.1656 58<-15<284 85168MH-700无色透明液体<501.1750 70<-15<2-168B-650无色透明液体-1.1765<-15<185168表1-27不同浇铸配方固化物的性能及其比较牌坊及固化物性能123456配料比双酚A环氧树脂100100100606060脂环族环氧树脂-404040

31、HN-5500(MeHHPA)50-75-HN-2200(MeTHPA)-40-65-HHPA-40-65BDMA-0.50.50.5微晶填料200200200300300300固化条件：120CX 5h+150Cx 15h固化热变形温度/ c123116117166155160物性 能抗弯曲强度/MPa(25 C)115.72101.01128.4799.05119.6495.12(50 C)115.7293.16109.8397.09112.7881.40(75 C)105.9183.3698.0789.2496.1190.22弯曲模量/MPa(25 C)89241069080419316

32、86309611(50 C)8434100027551921882389120(75 C)7355951269621 1 1764972578434拉伸强度/MPa70.60578676.4647.0743.1550.01伸长率(%)2.33.94.72.72.32.9体积电阻率Q cm(25 C)3X 10154X 10152X 10 154X 10 152X 10153X 1015(150 C)2X 10126X 10113X 10 123X 10 132X 10132X 1013介电常数£(110 C)4.84.7J4.94.94.84.8(150 C)6.66.36.25.5

33、5.35.3介电损耗角正切tan S x 102(110 C)2.94.42.83.13.12.4(150 C)7.07.86.87.17.46.3耐漏电痕迹性能AaCAsCA3CA3CACA3C而寸电弧性/s 1184185186188193192表1-28MHAC与环氧树脂固化物的性能配方和固化物性能双酚A环氧DER331酚醛环氧DEN431酚醛环氧DEN438配方m(树脂用量)100100100m(MHAC)909090m(BDMA)1.51.51.5固化工艺条件：90C /2h+150 C /5h+200 C/15h固化物性能热变形温度/C155155179弯曲强度/MPa107.87

34、111.80101.01拉伸强度/MPa45.1161.7828.44伸长率(%)1.51.80.9体积电阻率/ Q-cm155.8 X 101X 10 161X 10 16介电常数£3.13.13.4介电损耗角正切tan S0.00340.00320.0067表1-29固化物在200C下长期加热的性能变化固化剂和固化物性能100100100100100100100100100固化 剂用 量/gHN-220080HHPA80MeHHPA80THPA75MHAC8080DDM27MPD114DDS35DMP-30111110.5固化工艺条件120C /5h+150 C/15h105C

35、/1h+150 C /5h热变形温度/c-125151149147200C加热10d后的变化重量()-0.55-1.8-1.25-1.1-0.35-1.05-2.25-1.60-1.15弯曲强度保持率(%)87.560.070.048.75tan S (130 C)几乎无变化0.002-0.020.1-0.0260.014-0.0072 表中200C加热10天后的变化有关数据是以图为依据的估算值，并非实测数据。？?表1-30TMA、TMEG TMTA固化剂性状-TMATMEGTMTA分子质量1192410614分子式GHOG0H10O10G0H14O5外观白色固体白色固体白色固体羟酸当量102

36、.5102.5酸酐当量205204.7熔点/ c16063 67-表1-3仃MA、TMEG TMTA固化物性质配方及固化性能TMATMEGTMTA配料比环氧树脂(EP828)用量/g100100100固化剂用量/g335666精心整理精心整理样品固化条件：150C /5h+180 °C /8h固化物性 能HDT/C201194>220抗压强度 /MPa(ASTMD790-597)109.695.273.1冲击韧性/（kJ/m 2）1.982.082.06硬度(Bockwell)(ASTM785-60VR)M113M118M116.5硬度(Barcol)(SScale)76818

37、1耐药品性丙酮0.140.070.00能（室温 浸泡24/h）,质 量增量（%）二甲苯0.090.060.035%NaOH0.190.240.225%醋酸0.330.280.26表1-32TMA与B-570固化物性能对比配方和性能InEpon828100100TMA33-B-570-86CE-7EL25可使用时间（2023C）78min5d固化时间/min150C3030200C4040HDT/C198152抗弯强度/MPa136132抗弯模量/MPa31203230吸水率 /%(100 C /5h)0.020.51 DMP30/脂肪族叔胺化合，混合物的弱碱酸盐。系清野实验室合成的促进剂。 1

38、25128C的可使用时间。表1-33脂肪聚酐固化环氧树脂的性能配合比及固化物特性指标PADAPAPAPSPA配合比双酚A环氧树脂当量（185195）用量/g100100100固化剂用量/g656565二甲胺甲基苯酚用量/g111凝胶时间(140 C )/min365424固化条件：140C/1h+150 C /20h固化物的特性热变形温度/C563934抗拉强度/MPa41.1935.3032.36抗拉模量/MPa858.08837.49288.32断裂伸长率()6.54.9116.6邵氏硬度，D807560介质损耗角正切(加电压为 590V/mm)125 C0.020.0320.012171

39、C0.2640.2240.168、 _1介电强度/(kV mm )10.310.511.7表1-34几种液态固化剂固化环氧树脂的产物性能固化物特性SB-20AHST-2P-AHDDSAMeHHPA热变形温度/C104590160抗拉强度/MPa1.0812.5555.9078.45抗拉模量/MPa4.90511.91703.141363.12断裂伸长率(%)33384.57.6布氏硬度0377284体积电阻率/ Q cm4X 10137X 10154X 10164X 10 16介电常数 £ (1MHz)3.052.672.342.33tan S (1MHz)0.0720.0200.0120.0186吸水率(煮沸1h)(%)0.470.420.270.11吸水率(20 C /24h)(%)0.100.070.100.07表1-35不同环氧树脂固化物耐冷热冲击性能的比较循环条件循环次数SB-20AHST-2PAHPAPAPSPADDSAMeHHPA150C