Epoxi térhálósító szer
Az Epoxy Curing Agent olyan kémiailag reaktív anyagok osztálya, amelyek reakcióba léphetnek epoxigyanta molekulákkal, így lineáris vagy elágazó láncú epoxi prepolimereket hőre keményedő anyagokká alakítanak át, háromdimenziós hálózati szerkezettel, és nélkülözhetetlen kulcselemként szolgálnak az epoxigyanta-felhordó rendszerekben.
Maga az epoxigyanta egy hőre lágyuló oligomer, amely molekulaszerkezetében két vagy több epoxicsoportot (-CH(O)CH-) tartalmaz, és kiváló tapadást, vegyszerállóságot, elektromos szigetelést és méretstabilitást mutat. Szobahőmérsékleten azonban folyékony vagy szilárd halmazállapotban létezik, és nem használható közvetlenül szerkezeti anyagként.
Csak ha az epoxigyantát meghatározott arányban egy térhálósító szerrel keverik, a gyűrűnyitó addícióval, polikondenzációval vagy katalitikus polimerizációs reakcióval a térhálósító molekulában lévő aktív csoportok (például amino-, anhidrid-, merkapto-, izocianátcsoportok stb.) és az epoxicsoportok között, kiváló mechanikai ellenálló képességű, erősen térhálósított epoxi-hálózati szilárdságú szerkezet alakulhat ki, hosszú távú szolgáltatási teljesítmény.
Az epoxigyanta anyagok végső tulajdonságait és felhasználási területeit meghatározó alapvető tényezőként a térhálósító szer kémiai szerkezete, funkcionalitása, reakcióképessége és adagolása közvetlenül befolyásolja az üvegesedési hőmérsékletet, a mechanikai tulajdonságokat, a hőmérsékletállósági fokozatot, a kikeményedési folyamat körülményeit és a kikeményedett termék alkalmazható forgatókönyveit.
Osztályozás kémiai összetétel és reakciómechanizmus szerint
Az epoxi keményítőszerek hét fő kategóriába sorolhatók:
Amin térhálósító szerek
A legszélesebb körben használt típusok, beleértve az alifás aminokat (dietilén-triamin DETA, trietiléntetramin TETA, tetraetilén-pentamin TEPA), cikloalifás aminokat (izoforon-diamin IPDA, 1,2-ciklohexándiamin), aromás aminokat (m-fenilén-diamin, DMén, diszulfonil-metoxi-amino-difen MPDA DDS) és módosított aminok (Mannich-bázisok, poliamidok, ketiminek).
- Alifás aminok: nagy reakcióképesség, szobahőmérsékleten vagy alacsony hőmérsékleten gyors térhálósodás, de nagy ridegség és korlátozott hőállóság.
- Cikloalifás aminok: világos színű, jó színtartó, nem sárgul, kiváló minőségű dekorációs bevonatokhoz alkalmas.
- Aromás aminok: hőkezelést igényelnek, kiváló hő- és vegyszerállóságot igényelnek, magas hőmérsékletű szerkezeti ragasztókban és kompozitokban használják.
- Módosított aminok: optimalizált toxicitás, felhasználhatósági idő és térhálósodási tulajdonságok, az ipari alkalmazások fő iránya.
Anhidrid térhálósító szerek
(Ftálsav-anhidrid PA, maleinsavanhidrid MA, metil-tetrahidroftálsavanhidrid MTHPA, metil-nádsav-anhidrid MNA).
Főleg elektromos szigeteléshez és magas hőmérsékletű szerkezeti alkatrészekhez használják. A kikeményedett termékek nagy hőállósággal és kiváló dielektromos tulajdonságokkal rendelkeznek, de közepesen magas hőmérsékletet (120-180°C) és hosszú kikeményedési időt igényelnek.
Imidazol térhálósító szerek
(2-metil-imidazol, 2-etil-4-metil-imidazol).
Bázikus katalizátorok, amelyek anionos polimerizációval katalizálják az epoxicsoportok gyűrűnyitó homopolimerizációját. Kettős kötőanyag és gyorsító funkció, alkalmas látens egykomponensű rendszerekhez és gyorsan kötő elektronikus tokozáshoz.
Fenolgyanta térhálósító szerek
(Novolac, rezol).
Reagáljon az epoxicsoportokkal a fenolos hidroxilcsoportokon keresztül, hogy magas hőmérsékletnek és ablációnak ellenálló epoxi-fenol rendszereket hozzon létre, amelyeket repülőgép-ablációnak ellenálló anyagokban használnak.
Mercaptan térhálósító szerek
(Politiolok, tiolvégű polimerek).
Gyors reakciósebesség, gyors térhálósodás alacsony hőmérsékleten vagy párás környezetben, alkalmas sürgősségi javításra, víz alatti alkalmazásra és gyors ragasztásra.
Izocianát térhálósító szerek
Reagáljon epoxi- vagy hidroxilcsoportokkal izocianátcsoportokon keresztül, hogy epoxi-poliuretán áthatoló hálózatokat hozzon létre, amelyek egyesítik az epoxi szilárdságát és a poliuretán szívósságát.
Látens térhálósító szerek
(Dicián-diamid DICY, mikrokapszulázott aminok, ketiminek).
Stabil epoxigyantával szobahőmérsékleten; hő vagy specifikus ingerek (nyomás, nedvesség) által kiváltott kikeményedés. Alkalmas egykomponensű ragasztókhoz, porbevonatokhoz és prepregekhez.
Az epoxi térhálósítószerek kiválasztásának alapelvei
Az epoxi térhálósítószerek kiválasztása megköveteli a műszaki tényezők és az alkalmazási követelmények átfogó figyelembevételét:
- Reakciókészség és kikeményedési hőmérséklet: alifás vagy módosított aminok szobahőmérsékletre; cikloalifás aminok vagy elősegített rendszerek közepes hőmérsékletre (60–100 °C); aromás aminok, anhidridek vagy fenolgyanták magas hőmérsékletre (>120°C).
- Fazékidő és feldolgozási ablak: gyorsan kötő rendszerek (gélidő < 30 perc) kis öntéshez és gyors javításhoz; hosszú fazékidő-rendszerek (gélesedési idő > 4 óra) nagyméretű alkatrészek öntéséhez, vákuum-infúzióhoz és száltekercseléshez.
- Kikeményedett termék tulajdonságai: aromás aminok vagy anhidridek a nagy szilárdság és hőállóság érdekében; poliamidok vagy edzett módosított aminok a nagy szívósság érdekében; cikloalifás aminok vagy fenolgyanták a nagy vízállóság érdekében; cikloalifás aminok vagy hidrogénezett anhidridek a nagy átlátszóság érdekében.
- Környezetvédelmi és biztonsági trendek: alacsony toxicitású, alacsony illékonyságú, alacsony szagú módosított aminok, vízbázisú térhálósítószerek és bioalapú térhálósítószerek.
- Speciális alkalmazások: ultratiszta térhálósító szerek alacsony klórtartalommal, alacsony nátriumtartalommal és alacsony alfa-részecske-kibocsátással elektronikus csomagoláshoz; FDA/EU-kompatibilis rendszerek élelmiszerekkel érintkező anyagokhoz; égésgátló, sugárzásálló és űr-környezetálló speciális térhálósító szerek repüléshez.
Vannak más vízkezelő vegyszerek is, mint a polialumínium-klorid, alumínium-klórhidrát, poliferri-szulfát, biokémiai baktériumok, poliakrilamid pam és színtelenítő szer.