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硼胺配合物——潜伏型环氧树脂固化剂

发布时间:2019-07-23 

 

硼酸酯类的硼胺配合物是一种潜伏型环氧树脂固化剂,与其他固化剂相比,具有适用期长、低粘度、毒性小、沸点高、不易挥发、不易水解、与环氧树脂相溶性好、固化物力学性能优良等优点,对金属无腐蚀作用,可应用于电子领域中。

硼酸酯分子中硼原子为sp2杂化,其缺电子轨道容易与含孤对电子的氮原子配位络合,所形成N→B配位键在室温下的稳定性良好,室温下硼酸酯一般不引发环氧基的开环聚合反应,只有在较高温度下配位键解除后,硼和氮原子分别亲电进攻和亲核进攻环氧基而引发聚合反应(机理尚无统一认识,可能与三氟化硼叔胺络合物固化环氧树脂的反应机理相似,即按照阳离子催化聚合反应机理进行;或者受热后配位键解除产生叔胺,按照阴离子催化机理进行固化反应;或者两种机理协同进行)。

二甲氨基乙氧基氧杂硼烷已应用到工业上,如594固化剂,其对环氧树脂具有良好的潜伏固化性,潜伏期可达4~6月。

594固化剂,化学名称:β,β’-二甲氨基乙氧基-1,3,6,2-三噁硼杂八环(β,β’-二甲氨基乙氧基-1,3,6,2-硼杂三噁辛环),黄色至褐色黏稠液体,沸点大于250℃,粘度(25℃)100~150 cps,胺值80~130mg KOH/g,化学结构如下图所示:

二甲氨基乙氧基氧杂硼烷的制备

工业制备方法一般为酯交换法,而直接酯化法生产工艺(H3BO3直接酯化)更为经济和合理

二甲氨基乙氧基氧杂硼烷的水解稳定性、固化活性与潜伏性能

不同结构的氧杂硼烷,其硼原子的电子云密度及N→B配位键结合强度也不相同,其对环氧树脂的固化活性及潜伏性能有着较大差异。

氧杂硼烷结构中的侧基团如果是芳香基团,受到侧基苯环π电子共轭效应的影响,分子中硼原子电子云密度降低,易受到水分子的进攻,其水解稳定性要低于侧基团是含有给电子效应的脂肪族基团的氧杂硼烷;同时由于苯环的π电子共轭效应促使其N→B键结合强度强于侧基团是脂肪族基团的氧杂硼烷,且苯环具有较大的空间位阻效应,使其固化环氧树脂活性相对要低,潜伏性能更优异。

594固化剂应用

1.环氧树脂100份,固化剂用量10-12份,与环氧树脂混合后粘度4个月基本无变化,固化条件30min @170℃或5h@150℃;

2.环氧树脂100份,固化剂用量9-10份,三乙醇胺用量1-2份和593固化剂(由丁基缩水甘油醚与二亚乙基三胺制备)2-3份,可以较大幅降低固化温度, 30min @70℃+30min @150℃固化。

 

 

 

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