硫醇是環(huán)氧樹(shù)脂固化劑的最要品種,主要用于膠粘劑領(lǐng)域。環(huán)氧樹(shù)脂固化劑品種繁多,包括常溫和加熱固化劑2大類(lèi),能滿(mǎn)足大部分場(chǎng)合使用要求。但在低溫速固化領(lǐng)域只有硫醇較適用,它在快速修補(bǔ)膠及冬季作業(yè)場(chǎng)合有很大優(yōu)勢(shì),其他同化劑無(wú)法替代。由于硫醇同化劑的生產(chǎn)技術(shù)要求較高,國(guó)內(nèi)尚無(wú)生產(chǎn)、一般為進(jìn)口產(chǎn)品,如美國(guó)的3-800牌號(hào)應(yīng)用較為普遍。為填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白,廣州川開(kāi)采用制備多元硫醇酯并進(jìn)而擴(kuò)鏈的方法,制備出了硫醇固化劑,并在固化性能方面作了應(yīng)用研究。實(shí)驗(yàn)表明,選用B-巰基丙酸與季戊四醇在酸性催化劑存在下酯化,然后再與環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng),可以制得黏度和使用配比均適用的硫醇固化劑,總產(chǎn)率為95%以上。
實(shí)驗(yàn)中所用主要原料均采用進(jìn)口產(chǎn)品,如-巰基丙酸:工業(yè)品,德國(guó)Brunobock公司;季戊四醇:工業(yè)品,瑞典柏斯托公司環(huán)氧樹(shù)脂828(EEW:190),工業(yè)品,shell公司;1,8-二氮雜-雙環(huán)十一烯-7(DBu):工業(yè)品,日本Appollo公司;芐基二甲胺及DMP-30:工業(yè)品,臺(tái)灣長(zhǎng)春樹(shù)脂廠(chǎng)。固化劑的合成反應(yīng)遵循一般酯化原理,催化劑采用有機(jī)磺酸,常用對(duì)甲苯磺酸。實(shí)驗(yàn)過(guò)程為:在裝有機(jī)械攪拌、溫度計(jì)、回流冷凝管的2000mL三口燒瓶中,加入136g(1.0mol)季戊四醇,466g(4.4mol)β-巰基丙酸,300mL甲苯和1.90g對(duì)甲苯磺酸,回流反應(yīng)5h自然冷卻,用去離子水洗滌到中性,減壓蒸餾得無(wú)色油狀液體季戊四醇四巰基丙酸酯;取78g A(SH) 4和22g環(huán)氧樹(shù)脂828置于燒瓶中,加熱到100℃反應(yīng)4h,冷卻,得黏稠狀無(wú)色透明液體六巰基環(huán)氧接枝化合物;分3次取B、每次5g分別與0.25g的芐基二甲胺、DMP-30,DBU混配,并冷卻到相應(yīng)的溫度,取等量的828樹(shù)脂也冷卻到同樣的溫度,兩者快速混合測(cè)定凝膠時(shí)間。
然后分別進(jìn)行硫醇基檢測(cè)(采用丙烯腈-亞硫酸鈉-HCl測(cè)試硫醇基團(tuán)的含量),凝膠時(shí)間測(cè)試(采用GB/T12007.7-1989的方法測(cè)試凝膠時(shí)間)。最后進(jìn)行結(jié)果與討論:一是酯化反應(yīng),二是擴(kuò)鏈反應(yīng),三是固化效果。實(shí)驗(yàn)證明:從β-巰基丙酸和季戊四醇出發(fā),經(jīng)酯化和環(huán)氧擴(kuò)鏈反應(yīng)制備了硫醇固化劑,總產(chǎn)率可達(dá)95%以上。該硫醇固化劑的性能完全可以代替進(jìn)口產(chǎn)品,某些性能如固化速度、黏度、樹(shù)脂相容性還超過(guò)進(jìn)口產(chǎn)品,有望在膠粘劑領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。
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