西北工業大學團隊環氧改性氰酸酯樹脂研究(三)
2 結果與討論
2.1環氧改性BADCy的反應性研究
氰酸酯樹脂含有的少量水分和合成中殘留的氨基甲酸酯和亞氨基碳酸酯雜質,可催化氰酸酯樹脂的聚合反應,因此,工業品的氰酸酯樹脂不需要加入催化劑,加熱就能發生交聯反應,且純度越低反應性越強。圖1為高純度BADCy及兩種不同環氧改性體系(環氧樹脂的質量含量均為20%)的DSC曲線圖。可以看出BADCy和E20改性BADC體系的DSC曲線上只有一個放熱峰,純BADCy發生聚合的峰頂溫度為232℃,而E20改性體系的頂溫度為209.4℃,此放熱峰的溫度比純BADCy的放熱峰溫度低23℃左右,表明E20對BADCy的聚合反應有較強催化作用,使BADCy的成環反應移向低溫。E51改性BADCy體系的DSC曲線上出現了兩個放熱峰,表明E51改性BADCy體系在固化中存在明顯的兩步放熱反應,低溫峰為198℃,而高溫放熱峰的的峰頂溫度為224℃,比E20改性BADCy體系的峰頂溫度高14.6℃,但卻低于純BADCy的峰頂溫度表明E51對BADCy有催化作用但不如E20明顯。這是因為雙酚A型環氧樹脂中羥基含量隨樹脂分子量的增加而增大,而羥基又是氰酸酯樹脂聚合反應的有效催化劑,從而導致了E20環氧樹脂改性,可以看出,固化后的E51改性體系中五元環含量明顯大于E20固化體系中的含量,這是由改性體系中環氧基團摩爾數的不同引起的。
可以看出純BADCy在210℃下反應1h后氰酸酯基團(2270gm)會完全消失,生成三嗪環(1560和1369am)。當環氧樹脂加入后,改性體系中的氰酸酯基團在210℃下10min可完全反應,而此時環氧樹脂(913m)消耗較少,隨著反應的進行環氧基團開始下降,喜唑烷酮環開始大量產生,由此可知,環氧改性氰酸酯體系低溫下主要發生氰酸酯基團的聚合成環反應,高溫下發生三嗪環和環氧基團的重新成環反應。
(未完待續)
來源:陜西科技大學化學與化工學院、西陜西省輕化工助劑重點實驗室、涂料工業,邁愛德編輯整理