环氧双氰胺促进剂在单组分环氧胶粘剂中提供长期储存稳定性的技术原理与配方设计

各位朋友，各位来宾，下午好！我是今天的主讲人，一位在化工领域摸爬滚打了多年的老兵。今天，我们要聊一个既实用又有点神秘的话题——环氧双氰胺促进剂在单组分环氧胶粘剂中的“长寿秘诀”，以及如何通过配方设计来实现这种“长生不老”。

想象一下，您辛辛苦苦开发了一种性能卓越的环氧胶粘剂，粘接强度高、耐热性好、耐化学腐蚀性强，简直是工业界的“瑞士军刀”。但是，它有一个致命的缺点：保质期短得可怜，放不了几天就固化成一坨硬邦邦的东西，直接报废！这感觉就像您种了一棵摇钱树，结果还没来得及摘果子，树就死了，是不是很沮丧？

别担心，环氧双氰胺促进剂就是来拯救您的！它就像一位经验丰富的“管家”，能巧妙地控制环氧胶粘剂的反应进程，让它在储存期间保持“休眠”状态，只有在需要使用的时候才“醒来”，开始发挥作用。

一、单组分环氧胶粘剂的“爱恨情仇”

在深入了解环氧双氰胺促进剂之前，我们先来简单回顾一下单组分环氧胶粘剂的特性。

单组分环氧胶粘剂，顾名思义，就是将环氧树脂、固化剂（也称为硬化剂）、促进剂以及其他添加剂预先混合在一起，使用时无需再进行混合，方便快捷。这就像速溶咖啡一样，冲水即饮，省去了研磨咖啡豆的繁琐步骤。

但是，这种“便利”背后也隐藏着风险。因为固化剂和环氧树脂已经混合在一起，在储存期间可能会发生缓慢的反应，导致胶粘剂的粘度升高，甚至提前固化。这就像一颗定时炸弹，随时可能爆炸！

单组分环氧胶粘剂的优点：

• 使用方便：无需混合，简化操作流程。
• 节约时间：缩短准备时间，提高生产效率。
• 减少浪费：避免混合比例不当造成的浪费。
• 适用性广：适用于自动化生产线等场景。

单组分环氧胶粘剂的缺点：

• 储存稳定性差：易发生早期固化，保质期短。
• 配方设计复杂：需要精细的配方设计来平衡反应活性和储存稳定性。
• 适用范围受限：不适用于某些对固化速度要求极高的场合。

二、环氧双氰胺促进剂：胶粘剂的“长寿秘诀”

环氧双氰胺（Dicyandiamide，简称DICY），是一种含氮有机化合物，分子式为C2H4N4，是一种白色结晶粉末，微溶于水，溶于、乙二醇等极性溶剂。它在环氧胶粘剂中扮演着“固化剂”的角色，负责引发环氧树脂的交联反应，使胶粘剂固化成坚固的固体。

但是，DICY本身在室温下活性较低，需要较高的温度才能有效引发固化反应。这就给了我们一个机会，通过添加合适的促进剂，来控制DICY的反应活性，实现胶粘剂的长期储存稳定性。

环氧双氰胺促进剂的工作原理就像一个“开关”，平时处于“关闭”状态，抑制DICY的反应活性，只有在加热时才会“打开”，激活DICY，使其引发环氧树脂的固化反应。

具体来说，环氧双氰胺促进剂主要通过以下几种方式来提高单组分环氧胶粘剂的储存稳定性：

1. 钝化作用: 一些促进剂能够与环氧树脂或DICY发生弱相互作用，形成一种钝化层，降低它们的反应活性，从而延缓早期固化。就像给活性金属表面涂上一层保护膜，防止其氧化腐蚀。
2. 酸碱平衡: 环氧固化反应对酸碱度非常敏感。一些促进剂能够调节体系的酸碱平衡，使其处于一个相对稳定的状态，抑制固化反应的发生。就像维持人体内的酸碱平衡一样，确保身体健康。
3. 空间位阻: 一些具有较大空间位阻的促进剂分子，能够阻碍DICY与环氧树脂的接近，从而延缓反应速度。就像交通拥堵一样，车辆无法快速通行。
4. 溶解度控制： 有些促进剂本身对DICY有增溶作用，控制促进剂用量，减小DICY的析出，保持体系的稳定性

总而言之，环氧双氰胺促进剂就像一位技艺精湛的“调酒师”，能够精确地控制环氧胶粘剂的反应进程，使其在储存期间保持“休眠”状态，只有在需要使用的时候才“醒来”，开始发挥作用。

三、配方设计的“乾坤大挪移”

要实现单组分环氧胶粘剂的长期储存稳定性，仅仅依靠环氧双氰胺促进剂是不够的，还需要进行精心的配方设计，就像盖房子一样，需要合理的结构和材料搭配。

以下是一些配方设计的关键因素：

以下是一些配方设计的关键因素：

1. 环氧树脂的选择: 不同的环氧树脂具有不同的反应活性和粘度。选择合适的环氧树脂是配方设计的基础。例如，双酚A型环氧树脂具有良好的通用性和性价比，而环脂环族环氧树脂则具有优异的耐热性和耐候性。

   环氧树脂类型	特点	适用场景
   双酚A型环氧树脂	通用性好、性价比高、粘接强度高	电子电器、通用工业、涂料
   双酚F型环氧树脂	粘度低、润湿性好、耐化学腐蚀性强	电子封装、胶粘剂、涂料
   环脂环族环氧树脂	耐热性优异、耐候性好、电气绝缘性好	高性能复合材料、电子封装、航空航天
   酚醛环氧树脂	耐热性好、耐化学腐蚀性强、固化速度快	高温胶粘剂、涂料、复合材料

2. 固化剂的用量: 固化剂的用量直接影响胶粘剂的固化速度和终性能。过多的固化剂会导致固化速度过快，储存稳定性差；过少的固化剂会导致固化不完全，性能下降。通常，DICY的用量需要根据环氧树脂的环氧当量进行计算，并根据实际情况进行调整。

3. 促进剂的选择和用量: 不同的促进剂具有不同的活性和适用范围。选择合适的促进剂，并控制其用量，是实现长期储存稳定性的关键。例如，咪唑类促进剂具有较高的活性，适用于快速固化；而改性胺类促进剂则具有较好的储存稳定性。

   促进剂类型	特点	适用场景
   咪唑类促进剂	活性高、固化速度快、但储存稳定性较差	快速固化胶粘剂、薄膜胶粘剂
   胺类促进剂	活性适中、通用性好、储存稳定性较好	通用型胶粘剂、结构胶粘剂
   有机金属盐类促进剂	催化效率高、固化温度低、对湿度不敏感	低温固化胶粘剂、湿固化胶粘剂
   改性脲类促进剂	储存稳定性好、固化温度可调、对基材润湿性好	单组分环氧胶粘剂、涂料

   促进剂用量通常根据经验及试验确定，比如胺类促进剂的用量范围一般为DICY用量的0.1%-5%左右。

4. 填料的选择和用量: 填料可以降低胶粘剂的成本，提高其力学性能、耐热性和耐化学腐蚀性。但是，填料的选择和用量也会影响胶粘剂的粘度和储存稳定性。例如，气相二氧化硅可以提高胶粘剂的触变性，防止沉降；而滑石粉则可以降低胶粘剂的成本。

5. 其他助剂: 还可以添加一些其他助剂，如偶联剂、增韧剂、消泡剂、流平剂等，以改善胶粘剂的性能和加工性能。

总之，配方设计就像烹饪一样，需要根据不同的食材和口味，进行合理的搭配和调整，才能制作出美味佳肴。

四、案例分析：高性能单组分环氧胶粘剂配方

为了更直观地了解配方设计，我们来看一个实际的案例：

产品参数：

• 粘接强度：≥20 MPa（钢-钢拉伸剪切强度）
• 耐热性：Tg ≥ 120℃
• 储存稳定性：25℃下，储存6个月，粘度变化≤20%

参考配方：

成分	用量（wt%）	作用
双酚A型环氧树脂	45	提供基本的粘接性能
环脂环族环氧树脂	15	提高耐热性
双氰胺	5	固化剂
改性胺类促进剂	0.5	促进固化，提高储存稳定性
气相二氧化硅	2	提高触变性，防止沉降
纳米二氧化硅	3	提高力学性能
玻璃纤维	29.5	提高强度
硅烷偶联剂	0.5	改善填料与树脂的相容性
其他助剂（消泡剂等）	略	改善加工性能

工艺流程：

1. 将环氧树脂、填料、偶联剂等组分混合均匀，研磨至一定细度。
2. 加入双氰胺和促进剂，再次混合均匀。
3. 真空脱泡，包装。

注意事项：

• 配方中的各组分比例可以根据实际情况进行调整。
• 混合过程中要注意控制温度，防止过热。
• 真空脱泡要彻底，防止气泡影响胶粘剂的性能。

五、结语：精益求精，永无止境

各位朋友，今天的讲座到这里就接近尾声了。希望通过今天的讲解，大家对环氧双氰胺促进剂在单组分环氧胶粘剂中的作用，以及配方设计的重要性，有了更深入的了解。

科研的道路是漫长而艰辛的，我们需要不断学习、不断实践、不断创新，才能取得更大的突破。就像攀登高峰一样，只有不断挑战自我，才能终到达顶峰，欣赏到壮丽的景色。

后，祝愿大家在化工领域取得更大的成就，为中国的化工事业贡献自己的力量！谢谢大家！

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公司其它产品展示:

• NT CAT T-12 适用于室温固化有机硅体系，快速固化。

• NT CAT UL1 适用于有机硅体系和硅烷改性聚合物体系，中等催化活性，活性略低于T-12。

• NT CAT UL22 适用于有机硅体系和硅烷改性聚合物体系，活性比T-12高，优异的耐水解性能。

• NT CAT UL28 适用于有机硅体系和硅烷改性聚合物体系，该系列催化剂中活性高，常用于替代T-12。

• NT CAT UL30 适用于有机硅体系和硅烷改性聚合物体系，中等催化活性。

• NT CAT UL50 适用于有机硅体系和硅烷改性聚合物体系，中等催化活性。

• NT CAT UL54 适用于有机硅体系和硅烷改性聚合物体系，中等催化活性，耐水解性良好。

• NT CAT SI220 适用于有机硅体系和硅烷改性聚合物体系，特别推荐用于MS胶，活性比T-12高。

• NT CAT MB20 适用有机铋类催化剂，可用于有机硅体系和硅烷改性聚合物体系，活性较低，满足各类环保法规要求。

• NT CAT DBU 适用有机胺类催化剂，可用于室温硫化硅橡胶，满足各类环保法规要求。