AO-4固化促进剂对环氧树脂固化物性能的影响.docVIP

固化促进剂对环氧树脂固化物性能的影响?林益军1，2，朱祖钊1，全春生1，姚宪法1，金日光2????(1.长沙蓝星化工新材料有限公司，湖南长沙410117;2.北京化工大学新型高分子材料制备与加工北京市重点实验室，北京100029)????摘要：借助透光率/雾度仪、DSC和SEM比较了四乙基溴化铵(TEABr)、二甲基苄胺(DBMA)、2－乙基－4－甲基咪唑(2，4－EMI)、2，4，6－三(二甲基胺基甲基)苯酚(DMP－30)以及有机膦/溴络合物(AO－4)对E－51环氧树脂/酸酐固化体系性能的影响。结果表明，固化促进剂的加入可不同程度地提高环氧树脂的固化速率，改善固化物的透明度和耐热稳定性。AO－4质量分数为0.5%～1.0%，120下反应得到的环氧/酸酐固化物无色透明，综合性能最佳。????关键词：有机膦/溴络合物;固化促进剂;环氧树脂;酸酐;耐热性;透光率????中图分类号:TQ323.5文献标识码:A文章编号:1002－7432(2011)04－0022－04????0·引言????环氧树脂具有良好的电绝缘性、尺寸稳定性、耐油及耐化学腐蚀性等，近年来在电子电器、航空航天等诸多领域的应用日益广泛［1～6］。环氧/酸酐体系反应活化能高、固化时间长，一般需要加入一定量的固化促进剂，以提高反应速率及生产效率，常见的环氧/酸酐固化促进剂主要是胺类、有机膦类及苯酚类物质［7，8］。由于各自分子结构及催化活性的差异，不同种类的固化促进剂对环氧树脂固化的促进效果及固化物性能存在很大影响;另外，当前文献报道主要集中于环氧树脂的增韧改性［9，10］及固化动力学［11～13］等方面，对固化促进剂的研究相对较少。含氮类促进剂因其在高温固化过程中容易导致固化产物发生黄变，一定程度上限制了环氧树脂在LED器件灌封中的使用范围;有机膦化合物则具有良好的阻燃、稀释、耐候、抗黄变性能，日益受到人们的重视［14～16］。本文主要考察了四乙基溴化铵(TEABr)、二甲基苄胺(DBMA)、2－乙基－4－甲基咪唑(2，4－EMI)、2，4，6－三(二甲基胺基甲基)苯酚(DMP－30)以及有机膦/溴络合物(AO－4)5种促进剂对环氧/酸酐固化体系的影响，通过透光率/雾度仪、示差扫描量热仪(DSC)、冷场扫描电子显微镜(SEM)等对固化物的透光率、玻璃化转变温度、表面微观形貌进行了详细表征。????1·实验部分????1.1原料及仪器????E－51环氧树脂:工业级，环氧值为0.48～0.54，江苏无锡树脂厂;甲基六氢苯酐:工业级，新日本化学公司;四乙基溴化铵:分析纯，江西飞翔医药化工有限公司;二甲基苄胺:分析纯，上海国药集团化学试剂有限公司;2－乙基－4－甲基咪唑:分析纯，临海市凯乐化工厂;2，4，6－三(二甲基胺基甲基)苯酚:分析纯，广州杰高化工贸易有限公司;AO－4:HycatTM型有机膦/溴络合物催化剂，无色透明液体，粘度(25)＜100?mPa·s，分析纯，美国维度科技(DTCS)公司，分子结构如式1所示。???????????????WGT－S型透光率/雾度仪，上海精密科学仪器有限公司，样品尺寸为Φ50?mm×1?mm，按GB/T?2410—2008标准测定，每个试样测5个点，取其平均值。Q10型示差扫描量热仪(DSC)，美国TA公司生产，升温速率10/min，样品净重10mg，在30～220测量，N2保护，气流速率为50mL/min。日立S－4700型，冷场扫描电子显微镜(SEM):电压为10?kV，测试前试样表面作喷金处理。????1.2样品制备????将环氧树脂E－51与甲基六氢苯酐按质量比100100混合，并分别加入2%的固化促进剂，混合均匀后真空脱泡10?min，然后转移至Φ50?mm×1?mm的聚四氟乙烯模具内，加热至100下反应。固化时间通过压痕法测定［17］，时间间隔为1?min，当探针不能穿透试样表面时即视为固化。实时观察试样的固化时间，待固化完全后脱模。????2·结果与讨论????2.1各促进剂的颜色对比????固化剂及固化促进剂的颜色对环氧树脂的应用有着较大影响。4种液态促进剂中，AO－4与DB-MA无色透明，2，4－EMI颜色最深，显浅红色;DMP－30次之，为浅黄色。如LED等光学领域要求灌封胶具有良好的透明性，以保证器件的透光率和高折射性。相比而言，AO－4与DBMA的加入可在最大程度上保证环氧/酸酐固化体系的无色透明。????2.2促进剂对固化物性能的影响????促进剂对环氧树脂的固化速率及所得固化物的透光率、耐热稳定性存在显著影响(见表1，图1所示)。????????????????无促进剂作用下，环氧/酸酐体系需在100下连续反应至少23?h方可固化，而加入2%的促进剂后，相同