本文主要介绍取代双氰胺固化剂。
取代双氰胺固化剂的代表性品种有邻-甲苯基二胍[Ortho-tolyl-biguanide]
取代双氰胺固化剂制备是通过双氰胺和邻甲苯胺在盐酸存在下缩合得到的。邻-甲苯基二胍具有约136℃熔点，引入的邻甲苯基改进了和双酚A环氧树脂的相容性，加上它具有很高的官能度，因此和双氰胺相比其固化性能得到了大大地改善，推荐的固化温度为160℃/20分-180℃/10分钟。不过为了进一步获得更低的固化温度，最好仍要与2-甲基咪唑等促进剂合用。它的化学当量推荐值约为37，按每百份E-12树脂计用量约4-5份，若进一步添加0.1-0.3的2-甲基咪唑，可使固化温度降到140℃。
用邻-甲基苯二胍[OTB]配制的纯环氧系统具有优良的抗泛黄、柔韧性和电绝缘性能，因此这一涂料系统被推荐用于装饰用途以及部分防腐如弹簧和其他的电绝缘粉末。
双氰胺又称二氰二胺,很早就被用作潜伏性固化剂。应用于粉末涂料、胶粘剂等领域。双氰胺与环氧树脂混合后室温下贮存期可达半年之久。
双氰胺的固化机理较复杂,除双氰胺上的4个氢可参加反应外,氰基也具有一定的反应活性。双氰胺单独用作环氧树脂固化剂时固化温度很高,一般在150～170℃之间,在此温度下许多器件及材料由于不能承受这样的温度而不能使用,或因为生产工艺的要求而必须降低单组分环氧树脂的固化温度。
解决这个问题的方法有两种,一种是加入促进剂,在不过分损害双氰胺的贮存期和使用性能的前提下,降低其固化温度。
这类促进剂很多,主要有咪唑类化合物及其衍生物和盐、脲类衍生物、有机胍类衍生物、含磷化合物,过渡金属配合物及复合促进剂等,这些促进剂都可以使双氰胺的固化温度明显降低,理想的固化温度可降至120℃左右,但同时会使贮存期缩短,而且耐水性能也会受到一定的影响。
二乙基甲苯二胺产品物理指标
外观（室温下）： 淡黄色至棕色透明液体
沸点,(℃)： 308
密度(g/cm3)at(20℃)： 1.02
凝固点(℃)： -8
闪点,TCC，(℃)： 135
粘度,Cps at（20℃） 280
（25℃） 155
异氰酸酯当量： 89.5
环氧树脂当量： 44.3
另一种降低单组分环氧树脂固化温度的有效方法是通过分子设计的方法对双氰胺进行化学改性。在双氰胺分子中引入胺类,特别是芳香族胺类结构,以制备双氰胺衍生物,如瑞士Ciba Geigy公司开发的HT 2833,HT 2844是一种用3,5 二取代苯胺改性的双氰胺衍生物,其化学结构式如下:
据报道,此类固化剂与环氧树脂相溶性较好,贮存期长,固化速度快,在100℃下固化1h,剪切强度可达25MPa,150℃固化30min,剪切强度可达27MPa。有采用芳香族二胺如4,4’ 二氨基二苯甲烷(DDM),4,4’ 二氨基二苯醚(DDE),4,4’ 二氨基二苯砜(DDS),对二甲苯胺(DMB)分别与双氰胺反应制得其衍生物的报道。上述引入苯环后的双氰胺衍生物与双酚A型环氧树脂的相溶性与双氰胺相比明显增加,与E 44环氧树脂组成的单组分体系在室温贮存期长达半年之久,固化温度均低于双氰胺。
双氰胺MD 02,其熔点154～162℃,比双氰胺的熔点(207～210℃)低了45℃左右,采用100份E 44环氧树脂,15份MD 02和0 5份2 甲基咪唑组成的配方,150℃下凝胶的时间为4min。用苯胺、甲醛改性双氰胺所得的衍生物与双酚A型环氧树脂混溶性增加,在丙酮和酒精的混合溶液中有良好的溶解性,且反应活性增加,贮存性也较长。
Ⅰ型体系环氧树脂固化密度较高,固化的涂膜有很高的硬度,但柔韧性和耐冲击性较差。这类涂料可用于灰浆腻子和面漆、墙漆和轻防腐用底漆,它和溶剂型涂料相比有以下优点:低VOC,对湿的水泥面和旧基材有较好的附着力等。
Ⅱ型体系是为了解决Ⅰ型的不足而逐渐发展起来的,它基于固化环氧分散体(EEW500-650)和胺固化剂。由于Ⅱ型环氧涂料使用的环氧树脂相对分子质量较高,具有较高的玻璃化温度(Tg),这导致了涂膜最低成膜温度(MFT)较高会超过室温。
因此,需加入5%～7%的聚结溶剂以降低Tg和MFT。由于聚结溶剂的使用,意味着不可能制成零VOC的涂料。该体系的优点是表干速度快,这是因为使用的环氧树脂相对分子质量大,仅凭水分的蒸发便可达到表干。
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