IPD技术资料

无溶剂环氧树脂体系的固化剂

概述

IPD和TMD都是异佛尔酮衍生物，是微有氨味的无色低粘度液体。因为有一定稠度，它们特别适合在无溶剂体系中用作环氧树脂固化剂，IPD和TMD的低粘度给予树脂固化剂混合物非常有效的起始粘度，比较容易处理，而且低温下可以彻底混合。TMD和IPD可以和常用的环氧树脂，固化剂，催干剂，反应稀释剂和增韧剂混溶。总的来说，由于TMD的链状结构，它所固化的产物比IPD表现出更好的柔韧性。 一般用途

在无溶剂环氧树脂体系中，IPD和TMD能广泛发挥作用，这些体系主要应用于涂料：例如地板涂料，用于潮湿底板的特殊涂料，环氧树脂－沥青制品等。

由环氧树脂制成的地板涂料在建筑行业中得到更多的应用，它们显示出优秀的附着性，很好的机械性质，高度的抗化学性能。它们属于液态双组份体系，在应用时混合，用作自动流平混合物或高粘度填料，通过改变填料含量来实现。因为它们含100％固份，不受涂膜厚度限制。因此，采用无缝环氧树脂地面涂料有很多应用上的优点。

几乎不含填料与含较多填料的地板涂层配方有根本区别，厚，薄涂层的配方也有根本区别，粘合剂（树脂和固化剂）与填料的比例是：

几乎不含填料的涂料混合物 从1：1到1：3 含较多填料的涂料混合物 从1：3到1：7 涂层的厚度是

薄层 从1～3mm 厚层 4 mm

含少量填料的涂层混合物应能自动流平和容易刮涂，原料消耗量应比高填料体系高，但涂抹时的消耗量要少一些，填料含量少的涂料主要适用于薄涂层产品。

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高填料涂层混合物（尤其是环氧树脂砂浆）通常用作厚涂层。它们适合用作工业地面材料和道路及桥梁涂料。它最主要的性能是涂层具有优秀的机械强度，此外是抗挤压强度和抗化学性能。为了保证对底材有最好的粘合效果，有必要采用底漆，未加填料的基本粘合剂也常被用来达到这种目的，通常用溶剂稀释粘合剂以更好地湿润底材。

IPD与双官能团型环氧树脂混合可得到粘合性能极好的涂料，但反应活性有限,不加催化剂在室温下固化时，固化只能进行到半熔阶段。要想更快固化，并使产品有较好的韧性就要把IPD和TMD按11:9的比例与环氧树脂加成物合并使用。这些所谓的“就地加成物”就是胺和环氧树脂及过量胺的反应产物，进行这些初步反应的主要原因是：

A)加成物与液体环氧树脂可以混合得更好 B)减少水中游离胺的含量

C)通过混合使用羟基催化剂获得更高的反应活性 D) 甲胺酸酯成份更少,储存寿命更长

IPD和TMD可以和液态环氧树脂反应，生成相应的就地加成物，这些会在“生产”部分中的“IPD混和E”“IPD混和E”和“IPD-TMD混和E”中讨论。

脂肪环类IPD能超越半熔阶段，按我们的经验，所有已知的催化剂如酚，叔胺，盐类，都是有效的催化剂，当采用水杨酸或苯二甲胺作催化剂、用苯甲醇作稀释剂和增塑剂时可以获得最佳效果。这些混合物使环氧树脂在低温下也能完全被IPD固化。为了覆盖湿润混凝土，我们建议采用IPD，苯甲醇，水杨酸和环氧树脂制备一种添加剂以增加疏水性。

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TMD作为一种更高分子量的脂肪族二胺与双官能团型环氧树脂混和可以达到完全低温固化。由于它的脂肪链被完全取代，它生成高韧性的涂料。但在较高空气湿度下涂层表面会有例如失去光泽等表面缺点。.有一份特殊配方可以达到以下的效果：低粘度，快速完全的低温固化，很好的流平性和绝佳的光泽，色彩稳定。

这些配方在“生产”章节中描述如下：

1〕 IPD混和水杨酸 ：在坚固，光滑的环氧树脂涂料中用作一般的固化剂 2〕 IPD混和苄二甲胺：高活性固化剂，有很好的色彩保存性

3〕 IPD混和水杨酸、环氧树脂：在潮湿地板中用作高活性，疏水的固化剂 4〕 IPD混和水杨酸、环氧树脂：室内使用的强韧性固化剂 5〕 IPD混和苄二甲胺：用途与4相同，而且色彩持久

6〕 IPD－TMD混和水杨酸、环氧树脂：用在潮湿底材中的高韧性，低温固化剂 7〕 IPD－TMD混和苄二甲胺、环氧树脂：用途与6一样，而且色彩持久

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在恶劣的气候条件下，反应活性降低和水、二氧化碳对涂料的影响问题变得更为重要。采用IPD混和酚醛树脂作为固化剂可以克服这些缺点。在使用该配方后，可以获得反应活性高和与水溶性低的固化剂混合物。因为有这样的需求，IPD混和酚醛树脂的生产方法前景良好。

无溶剂的环氧树脂－沥青混合物适合用作抗腐蚀、防水、防碱、不受气候影响的保护漆。在化工厂里，涂料的抗化学性能是一个重要的先决条件。该混合物吸水性极低，因此也常用在水利工程的钢材上。因为没有溶剂，一层涂膜厚度在0.2mm至1mm 之间是可能的,它们比纯环氧树脂体系更柔韧，也更节省。

对这种体系而言，IPD和TMD（11：9）的混合物是一种合适的固化剂。相应的沥青成份是Epicon B(Ra水杨酸hing)或水杨酸pecial TAR AN(Rutger水杨酸)。液态环氧树脂（EP值0.50～0.53）和沥青（1:0.6到1:1.6）的混合物可以混溶以及被TMD/IPD混合物固化，效果令人满意。

IPD和TMD可以分别用作其他用途，可以有效用在填料树脂中。环氧树脂填充混合物一般主要用在电器工厂中，也可以用于生产工艺铸模，工具，模型。

电器工厂采用环氧充填树脂是因为它们在很多方面优于传统绝缘树脂，应用范围极为宽广，包括生产绝缘体、传感器、制冷装置、阀门插口、插头和结构元件，也作为电缆套管、接线盒、印刷电路的接头。

IPD和TMD不但混和方便，固化性能优越，而且能生成稳定的充填混和物，具有突出的机械和电子性质，还有优越的抗化学性能。IPD和TMD在固化环氧树脂加热时，其表现与其他的胺一样，IPD可以用在印刷电路的充填混合物中，可以在70℃时加热固化整夜，其他的在电子工厂中采用充填树脂的例子是：高压绝缘体，发动机定子，嵌入传感器和发电机线圈，电路开关产品，高应力分配器，连接套管，嵌入冷凝器。

环氧树脂用在模型和工具制造中有以下优点：收缩率小，有很高的尺寸精度，表面光滑，造型准确，有很高的抗冲击，抗撕裂强度和挤压强度，还因为有优越的抗老化性能和耐腐蚀性，使用寿命很长。用途示例：蜡制品的铸模，铸件芯子，铸模工具，塑料（指示标志）的铸模。 在此采用液态的双官能团型树脂。由于制品通常较大，为了达到一定尺寸精度，固化温度不宜过高，此时IPD显示了它的优越性，即使在大批量生产中，它总能放出定量的热，这样就保证了良好的固化及尺寸精度，不需要外部加热。

除此之外，我们建议在环氧铸模树脂体系中采用IPD作固化剂取代芳香胺类，众所周知，后者毒性很强。

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生产工艺

如前所述的IPD和TMD与液态环氧树脂合成的就地加成物使固化加成物达到不同的性质，通过改变剩余二胺的含量实现（见“特性”章节）。以下加成物具有特殊的优点：

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固化剂 IPD混E10 IPD混E20 IPD混E30 TMD混E20 TMD混E30 TMD混E40 TMD混E45 IPD－TMD混E30 IPD－TMD混E35 IPD－TMD混E40 环氧树脂 10 20 30 20 30 40 45 30 35 40 IPD 100 100 100 － － － － 55 55 55 TMD － － － 100 100 100 100 45 45 45 *E指环氧树脂

氧值近似0.50~0.55（例如Epidote 828，DER 331，Araldite GY 260，Rutapox164）

该反应可通过在二胺中加入已预热到75℃的环氧树脂进行，这样的方法反应温度不超过100℃，或在室温下把两组份混和24小时。这两种方法实际上得到的就地加成物相同。

采用IPD和TMD作催化剂的配方有以下组成： IPD混水杨酸 100 － 88 12 － － a IPD混苄二甲胺 100 － 94 － 6 － b IPD混水杨酸及E 100 － 88 12 － 20 a/b TMD混水杨酸及E － 100 88 12 － 40 a/c TMD混苄二甲胺及E － 100 88 － 12 40 b/c IPD－TMD混水杨酸及E 55 45 88 12 － 40 a/c IPD－TMD混苄二甲胺及E 55 45 88 － 12 40 b/c IPD TMD 苯甲醇 水杨酸 苄二甲胺 环氧树脂 生产过程 *E指环氧树脂

环氧值近似0.50~0.55（例如Epidote 828，DER 331，Araldite GY 260，Rutapox164）

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按这些固化剂配方得到的产品主要是溶液，混和过程不需要任何特殊设备。 生产过程A：水杨酸溶解在苯甲醇中，然后加入IPD、TMD或两者一起加入 生产过程B：混和IPD、TMD或两者一起与苯甲醇、苄二甲胺按前述步骤混和 生产过程C：A或B过程进行后，在搅拌中逐滴加入环氧树脂，再搅拌两小时

上述反应过程有少量热放出。

特性：

在下表中，列举了这些使用了IPD和TMD的固化体系的物理及化学特性。这资料适合采用了相应Epikote环氧树脂的配方。

固 化 剂 IPD混E10 粘度，20℃（cp） H－活性当量 140 48 水混溶性，20℃（体积水：1体积固化剂） 3.0:1 3

IPD混E20 IPD混E30 TMD混E20 TMD混E30 TMD混E40 TMD混E45 IPD－TMD混E30 IPD－TMD混E35 IPD－TMD混E40 固化剂 IPD混水杨酸 IPD混苄二甲胺 IPD混水杨酸及E TMD混水杨酸及E TMD混苄二甲胺及E IPD－TMD混水杨酸及E IPD－TMD混苄二甲胺及E IPD混酚醛树脂 *E指环氧树脂

620 5400 80 230 550 1330 690 1900 3700 54 60 50 55 60 64 58 60 64 2.5:1 1.6:1 3.5:1 2.3:1 1.2:1 1.0:1 1.4:1 1.2:1 0.7:1 粘度，20密度，20℃℃（cp） （g/ml） 48 1.009 17 0.987 350 1.030 340 1.017 100 0.993 615 210 2000 3000 1.029 1.009 1.010 折射指H－活水混溶性（体积水：数n 性当量 1体积固化剂） 1.5198 85 0.63:1 1.5145 85 0.50:1 1.5298 99 0.38:1 1.5225 104 0.35:1 1.5172 104 0.40:1 1.5309 1.5249 1.5245 1.5260 108 108 65 0.28:1 0.42:1 6

IPD和PF混和后得到一微黄产物，微溶于水，与EP的反应活性极高，不需要加入任何催化剂。固化可以在很高的空气湿度下进行，甚至在水下进行，温度低于5℃。

试样配方：

生产EP涂料时需要加入树脂、固化剂、填料和其它助剂。树脂采用以双酚A为主的环氧树脂，室温下是液体，不溶于任何溶剂。大部分树脂粘度大，因此应该采用低粘度化合物来冲淡它，单环氧丙基或二环氧化合物等具有活性环氧基团的化合物可用作反应稀释剂。然而，单环氧甘油醚会降低了固化体系的机械性质，因为它们减少了交联键数目。这样也经常引起表面发粘、抗化学性能降低。虽然脂肪族二环氧化合物──无论是二环氧甘油醚还是酯都能增加抗冲击强度，但它们通常会降低涂料的抗水性能，已知许多的非活性化合物也能降低粘度和提高涂料的韧性。为了不降低这些化合物的抗化学性能，这些已知为增韧剂的化合物必须在最佳操作速率下混和。按我们的经验，糠醇和苯甲醇在这些体系中能发挥较大作用。为了使涂料色彩持久，我们建议用苯甲醇。

TMD和IPD能满足EP地板涂料对固化剂的要求，它们的配方适合实际应用需求。

EP地面涂料的性质经常由它们的填料决定。填料大部分是石英砂和石英粉。石英有很好的机械性质和优秀的抗化学性，当要求有较高的机械强度和优秀的耐磨性时，也可以使用碳化硅和刚玉，其它填料如花岗石、石英岩、玄武岩、铁矾土等也可以使用。加入金属粉末可以得到导热表面。有数种方法制备防静电环氧树脂地面涂料。其中之一要在涂料内铺传导底板（操作部位），常采用铜网或碳底板。与制备导电涂料的原理相同，地板也可以防静电，为此可以使用铜、铝、镍、银的粉末。一般来说，只有不含吸留气体的干填料才能与环氧树脂相混。

地板涂料可以按要求加入颜色。一种颜料糊剂可以通过将环氧树脂与颜料以1：2的比例混和制备。大约2～5％的糊剂可以在树脂混和物中加入或只在最后的混和物中加入。

对所有的涂料来说，表面的预处理是很重要的。表面进行的预处理起粘合剂的作用。涂层的使用寿

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