环氧树脂胶黏剂

一种用于复合式氧气瓶的低温固化环氧树脂胶黏剂，在以多亚乙基多胺为固化剂主料的基础上，调整硫脲、2-甲基咪唑、DMP-30用量，确定其最佳质量比为1:0.2:0.03:0.2，选择适宜的反应温度和时间，合成出完全符合实际需要的固化剂。使用该固化剂与环氧树脂混配制胶，其固化时间小于7h，固化温度低于70℃，凝胶时间大于3h。
（1）实验原料
   E-44 环氧树脂，工业品；三亚乙基四胺，分析纯；DMP-30，分析纯；2-甲基咪唑，分析纯；丙酮，工业级。
（2）合成
   分别称取配方中所需三亚乙基四胺、硫脲、2-甲基咪唑、DMP-30依次加入到250L四口瓶中，启动搅拌并升温。升温至110~120℃时维持该温度搅拌反应1.5h，反应液由淡红色变为棕红色即可。
   称取E-44环氧树脂于烧杯中，按一定比例加入丙酮后加微热，完全溶解树脂，然后按比例向树脂溶液中加入固化剂混匀，即得环氧树脂胶黏剂。
（3）主要影响因素
① 固化剂的合成 固化剂的合成中反应温度控制在110~120℃，反应时间为1~1.5h，除三亚乙基四胺外，硫脲、DMP-30对固化时间的影响较大，而2-甲基咪唑对凝胶时间相对小些。
② 硫脲的影响  硫脲作为固化反应的促进剂，分子中活泼氢较多，能够加快环氧树脂的固化速度，而且对固化后粘接物的剪切、剥离强度也有较好影响。硫脲用量增大，固化时间缩短，机械强度提高，但胶黏剂的凝胶时间也随之缩短。因此硫脲的加入量必须适量，最佳加入量0.2。
③ 2-甲基咪唑的影响 2-甲基咪唑对于胶粘剂的凝胶时间具有较好的调节作用，在固化剂的配方中使2-甲基咪唑的量在一定范围内增加，对胶黏剂凝胶时间的延长有利，加入量为0.03。
④ DMP-30的影响 DMP-30的作用是促进环氧胶在相对短的时间内完全固化，对凝胶时间的长短无明显影响，而加入量为0.2时就完全满足对固化时间的要求。
⑤ 固化剂用量的影响 硫脲、2-甲基咪唑、DMP-30相对于三亚乙基四胺的最佳质量比为1.0:0.2:0.03:0.2。固化剂确定后，固化剂与树脂的配比便成了配胶工艺的关键。固化剂用量过少，树脂固化不完全，胶接强度下降。固化剂与环氧树脂质量比为1:8时，其硬度和凝胶时间都能符合要求。
⑥ 稀释剂用量的影响 稀释剂的加入量直接影响胶接强度，用量过大，胶液较稀，强度下降；用量过小，树脂溶解不完全，胶的润湿性能不好，稀释剂的用量宜为树脂的50%。
23.电子束固化三酚基甲烷缩水甘油醚的合成
   采用干燥HCl气体催化合成了高纯度三酚基甲烷，苯酚与对羟基苯甲醛的物质的量比为10:1时的合成产率高、产物的性能好。以合成的三酚基甲烷为原料，采用氢氧化钠的饱和碳酸钠溶液作为环氧化反应催化剂，以36%醋酸为洗涤液合成三酚基甲烷缩水甘油醚环氧树脂。合成的树脂经电子束固化后，其热变性温度为367℃，与聚酰亚胺树脂耐热性相当。
（1）主要原材料
  苯酚，分析纯，北京市旭东化工厂；对羟基苯甲醛，化学纯，北京市旭东化工厂；环氧氯丙烷，分析纯，天津市津达精细化学品厂；HCl气体，分析纯，北京北温特种气体长；六氟化锑二芳基鎓盐，Satomer公司。
（2）主要影响因素
① 三酚基甲烷的合成  三酚基甲烷的制备主要有苯酚和对羟基苯甲醛在干燥HCl气体催化下合成与在对甲苯磺酸和氯化锌催化下合成2种方法。第1种方法的最终反应产物中无催化剂残留，HCl气体催化的合成产率比对甲苯磺酸高。
   在三酚基甲烷的合成过程中，苯酚也是反应的溶剂。三种物质量比15:1、10:1、8:1的实验表明，前二者的合成产率及产物性能基本相近，后一种的明显低些（仅为67.2%），可见10:1的方案能同时保证合成产率与合成产物的性能。
   合成的三酚基甲烷的粗产品中含有一定量的苯酚，利用苯酚70℃以上能与水以任意比例混合，而三酚基甲烷在此温度下的水中溶解度很小，将100g粗产品加入1000ml蒸馏水中，于70~80℃保持30min后趁热抽滤，可除去苯酚。水洗产物的纯度明显提高。除去绝大部分残余苯酚后，滤液中仍有三酚基甲烷，可以收集滤液析出物，经过再次提纯，提高合成收率。
② 三酚基甲烷缩水甘油醚环氧树脂的合成 在合成三酚基甲烷缩水甘油醚环氧树脂时采用季铵盐（苄基三甲基氯化铵）催化，工艺时间短、质量好而且稳定，由于在反应前阶段加入催化剂，三酚基甲烷与环氧氯丙烷先形成中间体，因此在加碱过程中温度波动较小。由于加碱时间短，可以避免环氧氯丙烷水解。
   另外，在三酚基甲烷缩水甘油醚环氧树脂的合成中，常用氢氧化钠的饱和碳酸钠溶液作催化剂，然后应用醋酸洗涤体系的油层，最后用水洗涤至中性。采用这种方法，最终产物中会残留碳酸钠、醋酸钠等碱性物质，影响树脂的电子束固化行为及固化树脂的电性能。但其黏度较低，环氧值最高，纯度最高。