2. 固化劑體系：尋找佳“搭檔”

固化劑是固化反應(yīng)的“發(fā)動(dòng)機(jī)”，其選擇直接決定了固化速度和固化程度。針對(duì)低模溫固化，我們需要選擇合適的固化劑，并進(jìn)行合理的搭配，才能達(dá)到佳的固化效果。

常用的固化劑主要有胺類(lèi)、酸酐類(lèi)、咪唑類(lèi)等。其中，胺類(lèi)固化劑活性較高，常被用于低模溫固化。

• 脂肪胺類(lèi)： 脂肪胺類(lèi)固化劑反應(yīng)活性高，固化速度快，但氣味較大，且易泛白。

• 改性胺類(lèi)： 通過(guò)對(duì)脂肪胺進(jìn)行改性，可以降低其氣味，提高其與樹(shù)脂的相容性。例如，加成胺、聚酰胺等。

• 潛在性固化劑： 潛在性固化劑在常溫下不發(fā)生反應(yīng)，但在加熱或特定條件下才會(huì)釋放活性，具有儲(chǔ)存穩(wěn)定性好、操作方便等優(yōu)點(diǎn)。例如，微膠囊化固化劑、鹽類(lèi)固化劑等。

在實(shí)際應(yīng)用中，我們常常將多種固化劑進(jìn)行復(fù)配，以達(dá)到佳的固化效果。例如，將活性較高的脂肪胺與改性胺類(lèi)復(fù)配，既能保證固化速度，又能降低氣味，提高固化劑的綜合性能。

3. 促進(jìn)劑體系：按下加速鍵

促進(jìn)劑就像催化劑，能加速固化反應(yīng)的進(jìn)行，縮短固化時(shí)間。在低模溫固化中，促進(jìn)劑的作用尤為重要。

• 叔胺類(lèi)： 叔胺類(lèi)促進(jìn)劑是常用的促進(jìn)劑之一，能顯著提高環(huán)氧樹(shù)脂與胺類(lèi)固化劑的反應(yīng)速度。

  

  • 叔胺類(lèi)： 叔胺類(lèi)促進(jìn)劑是常用的促進(jìn)劑之一，能顯著提高環(huán)氧樹(shù)脂與胺類(lèi)固化劑的反應(yīng)速度。

  • 咪唑類(lèi)： 咪唑類(lèi)促進(jìn)劑具有良好的催化活性和選擇性，能有效促進(jìn)固化反應(yīng)的進(jìn)行。

  • 有機(jī)金屬鹽類(lèi)： 有機(jī)金屬鹽類(lèi)促進(jìn)劑具有獨(dú)特的催化機(jī)理，能有效促進(jìn)環(huán)氧樹(shù)脂的開(kāi)環(huán)聚合反應(yīng)。

  需要注意的是，促進(jìn)劑的添加量要適量，過(guò)量添加可能會(huì)導(dǎo)致固化速度過(guò)快，產(chǎn)生過(guò)多的熱量，甚至引發(fā)爆聚。

  4. 助劑體系： 畫(huà)龍點(diǎn)睛之筆

  助劑就像化妝品，能改善固化劑的各種性能，使其更加完美。常用的助劑包括：

  • 流平劑： 流平劑能降低固化劑的表面張力，提高其在模具表面的鋪展性，防止出現(xiàn)縮孔、橘皮等缺陷。

  • 消泡劑： 消泡劑能消除固化劑中的氣泡，提高固化劑的致密性和表面光潔度。

  • 增韌劑： 增韌劑能提高固化劑的韌性和抗沖擊強(qiáng)度，防止出現(xiàn)開(kāi)裂等問(wèn)題。

  • 顏料/填料： 顏料可以賦予固化劑不同的顏色，填料可以提高固化劑的耐磨性、耐候性、耐化學(xué)腐蝕性等性能。

  三、 參數(shù)優(yōu)化，精益求精

  除了配方優(yōu)化之外，參數(shù)優(yōu)化也至關(guān)重要。我們需要根據(jù)不同的模具溫度和生產(chǎn)周期，對(duì)配方中的各種參數(shù)進(jìn)行精細(xì)調(diào)整，才能達(dá)到佳的固化效果。

  • 固化溫度： 固化溫度是影響固化速度和固化程度的關(guān)鍵因素。我們需要根據(jù)實(shí)際情況，選擇合適的固化溫度。一般來(lái)說(shuō)，固化溫度越高，固化速度越快，但過(guò)高的溫度可能會(huì)導(dǎo)致固化劑發(fā)黃、變形等問(wèn)題。

  • 固化時(shí)間： 固化時(shí)間是指固化劑完成固化反應(yīng)所需的時(shí)間。我們需要根據(jù)固化溫度和固化劑的活性，選擇合適的固化時(shí)間。一般來(lái)說(shuō)，固化時(shí)間越長(zhǎng)，固化程度越高，但過(guò)長(zhǎng)的固化時(shí)間會(huì)降低生產(chǎn)效率。

  • 配比： 樹(shù)脂和固化劑的配比直接影響固化反應(yīng)的進(jìn)行。我們需要根據(jù)固化劑的類(lèi)型和樹(shù)脂的特性，選擇合適的配比。一般來(lái)說(shuō)，樹(shù)脂和固化劑的配比應(yīng)接近化學(xué)計(jì)量比，以保證固化反應(yīng)能夠充分進(jìn)行。

  為了方便大家理解，我給大家整理了一個(gè)簡(jiǎn)易的低模溫表皮固化劑配方實(shí)例及參數(shù)表，僅供參考：

  成分	含量（wt%）	作用	參數(shù)優(yōu)化方向
  環(huán)氧樹(shù)脂	40-60	提供基體，決定基本性能	選擇活性高、粘度低的環(huán)氧樹(shù)脂，根據(jù)所需性能調(diào)整環(huán)氧當(dāng)量；考慮改性，提高韌性、耐候性等。
  改性胺固化劑	20-30	提供固化反應(yīng)活性，決定固化速度及性能	調(diào)節(jié)胺值，根據(jù)所需固化速度調(diào)整固化劑比例，與其它類(lèi)型固化劑復(fù)配；考慮使用潛在性固化劑，提高儲(chǔ)存穩(wěn)定性。
  促進(jìn)劑	1-3	加速固化反應(yīng)	根據(jù)固化溫度和所需固化速度，選擇合適的促進(jìn)劑類(lèi)型及用量，注意避免過(guò)量添加導(dǎo)致爆聚。
  流平劑	0.1-0.5	改善表面流平性，防止缺陷	選擇合適的流平劑類(lèi)型，根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整用量，注意與其它助劑的相容性。
  消泡劑	0.1-0.3	消除氣泡，提高表面光潔度	選擇合適的消泡劑類(lèi)型，根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整用量，注意避免影響其它性能。
  顏料/填料	0-20	賦予顏色，提高耐磨性、耐候性等	根據(jù)所需顏色和性能，選擇合適的顏料/填料類(lèi)型及用量，注意分散性和與樹(shù)脂體系的相容性。
  固化溫度		影響固化速度和固化程度	根據(jù)樹(shù)脂體系、固化劑類(lèi)型、生產(chǎn)周期等因素綜合考慮，一般建議在30-60℃范圍內(nèi)調(diào)整；較低溫度需要更長(zhǎng)的固化時(shí)間，注意溫度均勻性。
  固化時(shí)間		確保固化完全，達(dá)到所需性能	根據(jù)固化溫度、固化劑類(lèi)型、工件大小等因素綜合考慮，可以通過(guò)DSC等手段進(jìn)行測(cè)試優(yōu)化；不同溫度下固化時(shí)間差異很大，需謹(jǐn)慎選擇。
  配比		樹(shù)脂與固化劑的比例，影響固化反應(yīng)	嚴(yán)格按照供應(yīng)商推薦比例進(jìn)行配比，必要時(shí)進(jìn)行微調(diào)；可以通過(guò)量熱法或動(dòng)態(tài)力學(xué)分析等手段確定佳配比。

  四、 案例分析，觸類(lèi)旁通

  理論講了一大堆，下面我們來(lái)分析幾個(gè)實(shí)際案例，看看低模溫表皮固化劑是如何應(yīng)用在不同領(lǐng)域的。

  • 汽車(chē)內(nèi)飾件： 汽車(chē)內(nèi)飾件對(duì)表面質(zhì)量和耐磨性要求較高，同時(shí)生產(chǎn)周期也比較短。因此，需要選擇固化速度快、表面流平性好的低模溫表皮固化劑。

  • 風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片： 風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片體積龐大，采用低模溫固化可以降低模具成本，同時(shí)也能減少葉片內(nèi)部的殘余應(yīng)力。

  • 航空航天復(fù)合材料： 航空航天復(fù)合材料對(duì)性能要求極為苛刻，需要選擇具有優(yōu)異耐候性、耐化學(xué)腐蝕性和機(jī)械性能的低模溫表皮固化劑。

  通過(guò)這些案例，我們可以看到，低模溫表皮固化劑的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，而且不同領(lǐng)域?qū)袒瘎┑男阅芤笠膊槐M相同。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，我們需要根據(jù)具體情況，選擇合適的配方和參數(shù)，才能達(dá)到佳的使用效果。

  五、 展望未來(lái)，砥礪前行

  隨著復(fù)合材料技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)低模溫表皮固化劑的性能要求也越來(lái)越高。未來(lái)，低模溫表皮固化劑將朝著以下幾個(gè)方向發(fā)展：

  • 更高性能： 提高固化劑的耐候性、耐化學(xué)腐蝕性、機(jī)械性能等，以滿(mǎn)足更加苛刻的應(yīng)用需求。

  • 更環(huán)保： 研發(fā)無(wú)溶劑、低VOC、無(wú)毒的固化劑，以減少對(duì)環(huán)境和人體的危害。

  • 更智能： 研發(fā)具有自修復(fù)、自診斷功能的固化劑，以提高復(fù)合材料的使用壽命和可靠性。

  低模溫表皮固化劑的研究和應(yīng)用，任重而道遠(yuǎn)。希望各位同仁能夠攜手并進(jìn)，共同努力，為推動(dòng)復(fù)合材料技術(shù)的發(fā)展貢獻(xiàn)力量！

  感謝各位的聆聽(tīng)！如果大家有什么問(wèn)題，歡迎隨時(shí)提問(wèn)，我們一起探討，共同進(jìn)步！謝謝大家！

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  聚氨酯防水涂料催化劑目錄

  • NT CAT 680 凝膠型催化劑，是一種環(huán)保型金屬?gòu)?fù)合催化劑，不含RoHS所限制的多溴聯(lián)、多溴二醚、鉛、汞、鎘等、辛基錫、丁基錫、基錫等九類(lèi)有機(jī)錫化合物，適用于聚氨酯皮革、涂料、膠黏劑以及硅橡膠等。

  • NT CAT C-14 廣泛應(yīng)用于聚氨酯泡沫、彈性體、膠黏劑、密封膠和室溫固化有機(jī)硅體系；

  • NT CAT C-15 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系，中等催化活性，比A-14活性低；

  • NT CAT C-16 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系，具有延遲作用和一定的耐水解性，組合料儲(chǔ)存時(shí)間長(zhǎng)；

  • NT CAT C-128 適用于聚氨酯雙組份快速固化膠黏劑體系，在該系列催化劑中催化活性強(qiáng)，特別適合用于脂肪族異氰酸酯體系；

  • NT CAT C-129 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系，具有很強(qiáng)的延遲效果，與水的穩(wěn)定性較強(qiáng)；

  • NT CAT C-138 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系，中等催化活性，良好的流動(dòng)性和耐水解性；

  • NT CAT C-154 適用于脂肪族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系，具有延遲作用；

  • NT CAT C-159 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系，可用來(lái)替代A-14，添加量為A-14的50-60%；

  • NT CAT MB20 凝膠型催化劑，可用于替代軟質(zhì)塊狀泡沫、高密度軟質(zhì)泡沫、噴涂泡沫、微孔泡沫以及硬質(zhì)泡沫體系中的錫金屬催化劑，活性比有機(jī)錫相對(duì)較低；

  • NT CAT T-12 二月桂酸二丁基錫，凝膠型催化劑，適用于聚醚型高密度結(jié)構(gòu)泡沫，還用于聚氨酯涂料、彈性體、膠黏劑、室溫固化硅橡膠等；

  • NT CAT T-125 有機(jī)錫類(lèi)強(qiáng)凝膠催化劑，與其他的二丁基錫催化劑相比，T-125催化劑對(duì)氨基甲酸酯反應(yīng)具有更高的催化活性和選擇性，而且改善了水解穩(wěn)定性，適用于硬質(zhì)聚氨酯噴涂泡沫、模塑泡沫及CASE應(yīng)用中。