韧性环氧高温固化剂，在保证耐热性的同时改善脆性，防止高温下发生开裂

各位朋友，各位同仁，大家下午好！

欢迎来到今天的“韧性环氧高温固化剂”主题讲座。我是今天的分享人，一位在化工领域摸爬滚打多年的老兵。今天，我们要聊聊一个既充满挑战又极具魅力的话题——如何让我们的环氧树脂，这位“高冷女神”，在高温环境下既能保持她的“女王范儿”（耐热性），又能卸下她的“冰冷面具”（脆性），避免在高温“烤验”下“花容失色”（开裂）。

大家都知道，环氧树脂以其优异的粘接性、耐化学腐蚀性、电气绝缘性等优点，在航空航天、汽车工业、电子封装等领域扮演着举足轻重的角色。但是，这位“女神”也有她的“小脾气”——固化后的环氧树脂往往比较脆，尤其是在高温环境下，更容易开裂，这简直是让工程师们头疼不已的“公主病”。

那么，我们该如何驯服这位“高冷女神”，让她在高温下既能保持优雅，又能展现出坚韧的一面呢？答案就在于今天的主角——韧性环氧高温固化剂。

一、环氧树脂：美丽的“花瓶”，需要坚实的“骨架”

我们可以把环氧树脂想象成一座美丽的“花瓶”，它外表光鲜亮丽，用途广泛，但是，如果缺乏坚实的“骨架”，在高温的“炙烤”下，很容易碎裂。这个“骨架”就是固化剂，它决定了环氧树脂终的性能。

传统的固化剂，如胺类、酸酐类等，虽然能赋予环氧树脂良好的耐热性，但在固化过程中，会形成高度交联的网络结构，导致材料的脆性增加。想象一下，一个密密麻麻、紧紧巴巴的网络，稍微有点外力，就容易断裂。这就好比一个“铁桶阵”，防御力极强，但灵活性不足，容易被一举击破。

二、韧性环氧高温固化剂：柔中带刚的“太极高手”

韧性环氧高温固化剂，就好比一位“太极高手”，它深谙“以柔克刚”之道，通过引入柔性链段、降低交联密度、添加增韧剂等手段，来改善环氧树脂的脆性，提高其抗开裂能力。

1. 柔性链段：在“铁桶阵”中加入“弹簧”

传统的固化剂形成的是刚性的交联网络，而韧性固化剂则在交联网络中引入了柔性链段，这些柔性链段就像“弹簧”一样，可以吸收和分散外力，从而降低材料的应力集中，提高其韧性。这就好比在“铁桶阵”中加入了缓冲层，即使受到攻击，也能有效地缓解冲击力。

2. 降低交联密度：让“铁桶阵”更灵活

过高的交联密度会导致材料过于刚硬，而降低交联密度则可以让材料更加灵活。通过使用具有较长链段或空间位阻较大的固化剂，可以降低环氧树脂的交联密度，使其更容易变形，从而提高其韧性。这就好比让“铁桶阵”的士兵之间保持一定的距离，以便更好地机动。

3. 增韧剂：给“铁桶阵”增加“护盾”

增韧剂是一种可以提高材料韧性的添加剂。常用的增韧剂包括液体橡胶、热塑性树脂、纳米粒子等。这些增韧剂可以在环氧树脂中形成分散相，当材料受到外力作用时，这些分散相可以吸收能量，阻止裂纹的扩展，从而提高材料的韧性。这就好比给“铁桶阵”的士兵配备了“护盾”，可以有效地抵挡敌人的攻击。

三、韧性环氧高温固化剂的“独门秘籍”

目前市面上常见的韧性环氧高温固化剂主要有以下几种类型：

• 改性胺类固化剂： 通过引入柔性基团对胺类固化剂进行改性，提高其韧性。例如，聚醚胺、聚酰胺等。

• 改性酸酐类固化剂： 通过引入柔性基团或长链烷基对酸酐类固化剂进行改性，降低其固化物的脆性。

• 有机硅改性环氧固化剂： 有机硅具有优异的耐热性和柔韧性，将其引入到环氧固化剂中，可以显著提高环氧树脂的耐热性和韧性。

• 纳米粒子改性环氧固化剂： 将纳米粒子（如二氧化硅、氧化铝、碳纳米管等）添加到环氧固化剂中，可以提高环氧树脂的力学性能和耐热性。

  

• 纳米粒子改性环氧固化剂： 将纳米粒子（如二氧化硅、氧化铝、碳纳米管等）添加到环氧固化剂中，可以提高环氧树脂的力学性能和耐热性。

这些固化剂各有特点，工程师们可以根据具体的应用需求，选择合适的固化剂。

四、产品参数：选择的“指南针”

在选择韧性环氧高温固化剂时，我们需要关注以下几个关键参数：

参数	意义	备注
粘度	影响施工性能，粘度过高不易于混合和涂覆，粘度过低可能导致流挂。	常用单位：mPa·s
适用期	指固化剂与环氧树脂混合后，在一定温度下保持可用状态的时间。适用期过短会导致混合料过早固化，影响施工。	常用单位：小时、天
固化温度	指环氧树脂固化所需的温度。固化温度过高可能导致材料降解，固化温度过低可能导致固化不完全。	常用单位：℃
固化时间	指在一定温度下，环氧树脂完成固化所需的时间。固化时间过长会影响生产效率，固化时间过短可能导致固化不均匀。	常用单位：小时、分钟
热变形温度 (Tg)	指材料在受热时开始软化的温度。Tg越高，材料的耐热性越好。	常用单位：℃
拉伸强度	指材料在拉伸载荷下抵抗断裂的能力。拉伸强度越高，材料的力学性能越好。	常用单位：MPa
断裂伸长率	指材料在断裂时所能承受的拉伸变形量。断裂伸长率越高，材料的韧性越好。	常用单位：%
弯曲强度	指材料在弯曲载荷下抵抗断裂的能力。弯曲强度越高，材料的力学性能越好。	常用单位：MPa
冲击强度	指材料抵抗冲击载荷的能力。冲击强度越高，材料的韧性越好。	常用单位：kJ/m²
玻璃化转变温度	玻璃化转变温度是指聚合物从玻璃态转变为橡胶态的温度，通常使用DSC（差示扫描量热法）或DMA（动态力学分析）测试得到。高温固化剂要求具有较高的玻璃化转变温度，以保证材料在高温下仍能保持良好的力学性能。	常用单位：℃
热分解温度	热分解温度是指材料开始发生热分解的温度，通常使用TGA（热重分析）测试得到。高温固化剂要求具有较高的热分解温度，以保证材料在高温下不发生分解，保持结构和性能的稳定性。	常用单位：℃
线膨胀系数	线膨胀系数是指材料温度每升高1摄氏度时，长度的增加量与原长度之比。在高温应用中，较小的线膨胀系数有助于减小材料因热胀冷缩而产生的应力，从而降低开裂风险。	常用单位：ppm/℃ 或 10^-6/℃
吸水率	吸水率是指材料吸收水分的百分比。高温固化剂应具有较低的吸水率，以避免水分进入材料内部导致性能下降或失效。	常用单位：%

这些参数就像“指南针”，可以帮助我们找到适合自己需求的固化剂。

五、应用案例：让“女神”在各个领域大放异彩

韧性环氧高温固化剂的应用领域非常广泛，例如：

• 航空航天领域： 用于制造飞机结构件、发动机部件等，需要在高温、高湿等恶劣环境下工作。

• 汽车工业领域： 用于制造汽车发动机缸体、排气系统等，需要承受高温、腐蚀等环境的考验。

• 电子封装领域： 用于封装高性能集成电路，需要具有良好的耐热性和可靠性。

• 风力发电领域： 用于制造风力发电机叶片，需要在复杂的气候条件下长期稳定运行。

六、未来展望：让“女神”更加完美

随着科技的不断发展，对环氧树脂的性能要求也越来越高。未来，韧性环氧高温固化剂的发展趋势将主要集中在以下几个方面：

• 开发新型固化剂： 开发具有更高耐热性、更高韧性、更低毒性的新型固化剂。

• 优化固化工艺： 通过优化固化工艺，进一步提高环氧树脂的性能。

• 拓展应用领域： 将韧性环氧高温固化剂应用于更多的领域，例如，新能源、医疗器械等。

总而言之，韧性环氧高温固化剂是一门充满挑战和机遇的学科。我们相信，在广大科研工作者和工程师的共同努力下，我们一定能够让环氧树脂这位“高冷女神”，在高温环境下既能保持她的“女王范儿”，又能展现出坚韧的一面，为各个领域的发展做出更大的贡献！

谢谢大家！

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联系人： 吴经理

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聚氨酯防水涂料催化剂目录

• NT CAT 680 凝胶型催化剂，是一种环保型金属复合催化剂，不含RoHS所限制的多溴联、多溴二醚、铅、汞、镉等、辛基锡、丁基锡、基锡等九类有机锡化合物，适用于聚氨酯皮革、涂料、胶黏剂以及硅橡胶等。

• NT CAT C-14 广泛应用于聚氨酯泡沫、弹性体、胶黏剂、密封胶和室温固化有机硅体系；

• NT CAT C-15 适用于芳香族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系，中等催化活性，比A-14活性低；

• NT CAT C-16 适用于芳香族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系，具有延迟作用和一定的耐水解性，组合料储存时间长；

• NT CAT C-128 适用于聚氨酯双组份快速固化胶黏剂体系，在该系列催化剂中催化活性强，特别适合用于脂肪族异氰酸酯体系；

• NT CAT C-129 适用于芳香族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系，具有很强的延迟效果，与水的稳定性较强；

• NT CAT C-138 适用于芳香族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系，中等催化活性，良好的流动性和耐水解性；

• NT CAT C-154 适用于脂肪族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系，具有延迟作用；

• NT CAT C-159 适用于芳香族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系，可用来替代A-14，添加量为A-14的50-60%；

• NT CAT MB20 凝胶型催化剂，可用于替代软质块状泡沫、高密度软质泡沫、喷涂泡沫、微孔泡沫以及硬质泡沫体系中的锡金属催化剂，活性比有机锡相对较低；

• NT CAT T-12 二月桂酸二丁基锡，凝胶型催化剂，适用于聚醚型高密度结构泡沫，还用于聚氨酯涂料、弹性体、胶黏剂、室温固化硅橡胶等；

• NT CAT T-125 有机锡类强凝胶催化剂，与其他的二丁基锡催化剂相比，T-125催化剂对氨基甲酸酯反应具有更高的催化活性和选择性，而且改善了水解稳定性，适用于硬质聚氨酯喷涂泡沫、模塑泡沫及CASE应用中。