环氧树脂固化剂固化条件及配方.docx
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环氧树脂固化剂固化条件及配方
HessenwasrevisedinJanuary2021
环氧树脂固化剂固化条件及配方
环氧树脂固化剂固化条件及配方
（一）
表1-1多胺固化剂的性质
类别
名称
略称
密度/g·ml-1
室温状态
黏度/Pa·s
熔点/℃
脂肪胺
二乙烯三胺
DETA
液态
-
三乙烯四胺
TETA
液态
-
四乙烯五胺
TEPA
液态
-
二乙氨基丙胺
DEPA
-
液态
-
-
乙二胺
EDA
-
液态
-
-
聚酰胺-多胺
-
-
-
基于胺值不同，可由半固态至液态
半固态（胺值90）液态～（胺值600）
-
脂环族
孟烷二胺
MDA
-
液态
-
异佛尔酮二胺
IPDA
液态
-
N-氨乙基哌嗪
N-AEP
-
液态
-
-
3,9-双（3-胺丙基）-2,4,8,10-四氧杂螺十一烷加合物
ATU加合物
-
液态
-
-
脂肪族
双（4-胺基-3-甲基环己基）甲烷
-
液态
因加合物种类而异
-
双（4-胺基环己基）甲烷
-
固态
40
芳香族
间苯二甲胺
m-XDA
结晶体液体
-
-
二氨基二苯基甲烷
DDM
固体
-
89
二氨基二苯基砜
DDS
固体
-
175
间苯二胺
m-PDA
固体
-
62
其他
双氰胺
DICY
-
固体
-
207～210
己二酸二酰肼
AADH
-
固体
-
180
表1-2BA树脂与多胺固化剂的固化条件、性能及应用
类别
名称
胺当量
ω（固化剂）（%）①
适用期②
标准固化条件
HDT/℃
特点
用途③
优点
缺点
粘层浇涂接压铸料
脂肪胺
DETA
5～10[8]
20min
常温×4天+100℃×30min
90～125
低黏度、室温速固
适用期短、白化现象
○○○○
TETA
6～12[9]
20～30min
常温×4天+100℃×30min
98～124
各种机械性能均衡
毒性（分子质量愈小毒性愈大）
○○○○
TEPA
7～14[12]
20～40min
常温×7天+100℃×30min
115
室温固化、长的适用期低温性能、电性能
耐热性低，耐药品性毒性
○○○○
DEPA
65
粘接8浇注4层压6
1～4h
65℃×4h+115℃×1h
85
-
-
○○○×
聚酰胺-多胺
-
90～600
-
～4h因胺值而不同
常温×7天+60℃×2h
55～113
配比范围宽，机械性能均衡，粘接性、耐水性
耐热性，耐药品性
○××○
脂环胺
MDA
22
6h
80℃×2h+130℃×30min
148～158
低黏度、耐热性、耐稳定性
因吸收CO2而发泡
○○○×
IPDA
41
24
1h
80℃×4h+150℃×1h
-
与MDA同
与MDA同在室温下只固化至B-阶段与DE-TA、TETA同
×○○×
N-AEP
43
20～22
20～30min
常温×3天+200℃×30min
110～120
与DETA、TETA同冲击性
与MDA同在室温下只固化至B-阶段与DE-TA、TETA同
×○○×
ATU加合物
45～133
-
1～2h
常温×7天+60℃×2h
55～81
适用长期、速固，配比宽，可挠性、粘接性、透明无色固化物
耐热性
○×○○
-
60
-
3h
80℃×2h+150℃×2h
155～160
耐热性、高温机械性，高温电性能
-
×○○○
-
53
-
-
60℃×3h+150℃×2h
150
耐热性、高温机械性，高温电性能
-
×○○○
芳香胺
m-XDA
16～18
20min
常温×7天+60℃×1h
130～150
常温固化，使用期长、耐热性
因吸收CO2而发泡
○×××
DDM
25～30
8h
80℃×2h+150℃×4h
150
耐热性、电性能、耐药品性
混合操作，固化物着色
○○○○
m-PDA
34
14～16
6h
80℃×2h+150℃×4h
150
类似DDM
类似DDM
○○○×
DDS
30～35
约1年
110℃×2h+200℃×4h
180～190
适用期长，耐热性
混合操作，混合物高黏
○○○×
其他
DICY
-
6～12月
160℃×1h+180℃×20min
125
潜伏性，半固化物贮存稳定
混合操作，高温固化
○○○×
AADH
-
-
-
-
-
潜伏性，可挠性
混合操作
○○×○
①方括号中为标准用量
②室温，样品量100g
③○=良好×=差
表1-3不同类型固化剂-环氧树脂固化物性能比较①
固化剂
ω（固化剂）（%）
凝胶时间/min
固化周期
热变形温度/℃
抗压强度/MPa
抗压模量/GPa
压缩形变（%）
DETA
12
30
25℃凝胶+100℃×2h
122
-
薄荷烷二胺（或MDA）
22
480
100℃×2h+200℃×3h
151
N-AEP
20
20～30
25℃凝胶+150℃×2h
110
聚酰胺树脂
100
180
25℃凝胶+120℃×3h
58
固化剂
抗拉强度/MPa
抗拉模量/GPa
断裂伸长率/%
介电强度/kV·mm-1
介电常数23℃,60Hz
tanσ
耐化学性,质量增量（%）
60Hz
103Hz
沸丙酮3h
沸水24h
DETA
薄荷烷二胺（或MDA）
N-AEP
破坏
聚酰胺树脂
破坏
①所用原料树脂：
环氧当量=180～195的双酚A型环氧树脂；凝胶时间在23℃用药1.1L舞料测定。
表1-4二乙烯三胺的质量分数对固化物的硬度及耐化学腐蚀性能的影响①
ω（二乙烯三胺）
不同温度下的巴科尔硬度
沸水中3h
沸丙酮中3h后
25℃
60℃
80℃
100℃
120℃
巴科尔硬度
增重（%）
巴科尔硬度
增重（%）
6
33
0
-
-
-
25
0
7
34
18
0
-
-
27
0
8
35
26
12
0
-
31
12
9
38
25
16
1
0
31
25
10
37
26
18
10
0
32
31
11
38
26
21
10
0
33
35
12
36
27
22
8
0
31
35
13
34
27
16
5
0
30
35
①所用树脂为环氧当量为190的双酚A型环氧树脂，室温凝胶后在110℃固化4h。
理论计算二乙烯三胺质量分数=%。
表1-5分别用三乙烯四胺、低分子聚酰胺树脂固化东都化成YD型环氧树脂的性能对比①
树脂型号
ω（三乙烯四胺）/%
ω（低分子聚酰胺）/%
使用期/min
抗弯强度/MPa
抗拉强度/MPa
抗压强度/MPa
粘结力/MPa
硬度（洛氏）
热变形温度/℃
冲击韧性/（kJ·m-2）
M级
P级
YD-115
10
-
50
-
37
46
-
50
130
72
-
39
YD-127
10
-
50
-
60
54
-
50
130
77
-
42
YD-128
10
-
5
-
61
55
-
50
130
80
-
43
①固化测试条件：
100g树脂配料，20℃固化7d后测定强度。
热变形温度为负荷2.5kg14d后测定，低分子聚酰胺胺值为350。
表1-6在24℃下环氧树脂的环氧基残留量
固化时间/h
环氧基残留量/（%）
固化时间/h
环氧基残留量/（%）
0
95
2
124
125
31
-
-
表1-7固化温度与剪切强度的关系①
固化温度/℃
固化时间/h
抗剪强度/MPa
固化温度/℃
固化时间/h
抗剪强度/MPa
20～25
95
-
145
表1-8芳胺的影响①
芳胺名称
芳胺用量（m）/g
热变形温度/℃
无
0
～80
间苯二胺
104
4,4'-二氨基二苯甲烷
93
表1-9KH-514胶粘剂的耐老化性能
老化项目
室温抗剪强度/MPa
60℃抗剪强度/MPa
不均匀扯离强度/kN·m-1
老化前
≥
≥
≥53
60℃，30天
-
60℃，相对湿度98%，30天
-
广州地区，3年大气老化
31
海水，30天
-
煤油，135天
-
丙酮，135天
-
酒精，135天
-
表1-10低分子聚酰胺固化物性能
固化剂
热变形温度/℃
抗弯强度/MPa
抗弯模量/GPa
抗拉强度/MPa
断裂伸长率/%
冲击韧度/（kJ·m-2）
巴氏强度
V-115①
45
77
42
8
-
50～60
V-125②
70～85
91～105
～
56
8
-
65～75
V-140③
110～115
98
56
-
～
69～71
①V-115：
n（二聚酸）：
n（DTA）=2：
3；胺值238
②V-125：
m（二聚酸）：
n（DTA）=1：
2；胺值345
③V-140：
m（二聚酸）：
n（DTA）=1：
2；胺值375
表1-11脂环族多元胺的固化物性能
固化剂
ω（%）
热变形温度/℃
抗弯强度/MPa
抗弯模量/GPa
抗拉强度/MPa
断裂伸长率（%）
冲击韧度/kJ·m-2
硬度（洛氏M）
介质常数50Hz,23℃
功率因数50Hz,23℃
体积电阻率/Ω·cm
C-260
33
130～150
107
77
-
-
-
2×1016
MDA
6～22
148～158
109～123
-
64
～
105
-
-
-
IPDA
24
149
125
73
-
-
1×1016
HM
30
150
100
-
50
-
-
108
-
1×1016
N-AEP
20
100～120
100
-
64
～
95～105
-
-
-
m-XDA
16～18
130～150
124
75
-
-
2×1016
表1-12芳香胺二胺的固化物性能
固化剂
ω（%）
热变形温度/℃
抗弯强度/MPa
抗弯模量/GPa
抗压强度/MPa
抗拉强度/MPa
断裂伸长率（%）
冲击韧度/kJ·m-2
硬度（洛氏M）
介质常数50Hz,23℃
功率因数50Hz,23℃
体积电阻率/Ω·cm
m-PDA
14～15
155
109
74
56
～
108
-
DDM
27～30
155
123
74
57
～
106
1×1015
DDS
35～40
175
126
-
60
-
110
-
-
-
m（PDA）:
m（DDM）=6:
4
20
150
115
74
56
105～110
1×1016
m（DDM）m（IPDA）=4:
6
25
155
116
-
-
-
-
-
-
-
表1-13芳香胺固化环氧树脂的耐化学腐蚀性能①?
化学药品
用间苯二胺固化
用二氨基二苯基砜固化
试样外观变化
抗弯强度/MPa
试样外观变化
抗弯强度/MPa
初始
180天后
初始
180天后
25%②HCl（54℃浸泡）
稍绿
稍有发黑
25%CH3COOH
无变化
无变化
100%三氯乙烯
无变化
无变化
6%NaOCl
严重粉化
严重粉化
蒸馏水
无变化
无变化
50%NaOH（82℃浸泡）
表面稍发暗
稍发暗
25%H2SO4
表面稍发暗
边缘稍有发黑
25%HCl
表面发黑
相当的发黑
40%甲醛
边缘稍有溶胀
边缘稍有溶胀
25%锘酸铝
稍有粉化
表面稍有痕迹
%硫酸铝
稍有发黑
无变化
表1-14酰基胍类促进剂固化性能
促进剂
固化时间/min
抗剪强度/MPa
促进剂
固化时间/min
抗剪强度/MPa
乙酰胍
10
乙酰胍
10
20
20
40
40
表1-15酰肼的熔点、使用期及固化物差热分析
酰肼固化剂
熔点/℃
使用期/天
差热分析
起始温度/℃
放热峰/℃
琥珀酸酰肼（SuADH）
163
120
161
165
己二酸酰肼（AADH）
180
120
161
167
间苯二酸酰肼（IPADH）
212
120～150
154
160
对一羟基安息香酸酰肼（POBH）
248
120
153
161
水杨酸酰肼（SaAH）
151～152
4
96
130
苯基氨基酸酰肼（PAPAH）
93～95
2
115
150
DICY
207～208
300
178
182
表1-16有机酸酰肼固化环氧树脂铁-铁粘接的剪切强度
固化剂
固化条件
150℃×
150℃×1h
150℃×2h
170℃×
SuADH
-
-
AADH
凝胶
-
-
IPADH
凝胶
-
-
POBH
凝胶
-
-
PAPAH
凝胶
-
-
DICY
液态
液态
表1-17国产的某些改性胺固化剂的质量指标
商品牌号
色泽
胺值/（mgKOH·g-1）
黏度（40℃）/（Pa·s）
TY-200
≤18
215±5
100～800
TY-203
≤14
200±20
20～100
TY-300
≤18
315±15
20～100
TY-3051
≤17
350±20
～10
TY-650
≤15
200±20
10～100
TY-651
≤15
400±20
～10
TY-600
≤16
650±20
TG-011
≤10
<5
-
AH-1
黄→黄棕色
600～650
60～80
AH-2
黄→黄棕色
480～520
80～90
AH-3
黄棕色
400～450
140
T-31
-
460～480
11～13
表1-18烷基、芳基聚酰胺树脂的典型性能①?
商品牌号
胺值/mgKOH·g-1
黏度/Pa·s
色泽（加德纳法）
活泼氢摩尔质量/g·mol-1
相对密度
推荐使用量/g
对环氧当量为190的树脂
对环氧当量为500的树脂
L-90
85-110
（60℃）～
≤12
530
250～275
-
L-130
130-150
≤12
390
200～240～
80～120
L-130A
85-95
（25℃）
-
600
-
140～160
L-190
180-220
（60℃）～
≤12
175
85～100
40～60
L-220
210-230
-220A
25℃
40℃
20℃
20℃
20℃
20℃
表1-19日本某些改性胺固化剂的性能指标
公司
商品牌号
胺值/mgKOH·g-1
黏度/Pa·s或气泡黏度值
富士化成
210
100
半固体
235A
360
（25℃）
245
400
（25℃）
290C
690
（25℃）
白水
100
90
半固化
140
385
（40℃）
2000
600
（25℃）
大日本油墨
TD-977
170
50%溶液，T
TD-982
260
（40℃）
TD-984
285
（25℃）
三和化学
300
90
半固体
305
210
（40℃）
330
410
（25℃）
75
320
（25℃）
三洋化成
L-10-3
100
半固体
L-15-3
230
（65℃）
L-55-3
380
（20℃）
表1-20胺类加合物的固化物性能
加合物
ω（%）
热变形温度/℃
抗压强度/MPa
抗拉强度/MPa
伸长率（%）
冲击韧度/（kJ·m-2）
硬度（洛氏M）
环氧树脂/DTA
20～30
80～105
1055
490～580
～
97～104
n（丙烯腈）:
n（DTA）=:
1
-
72～76
840
530～640
-
～
>100
n（丙烯腈）:
n（DTA）=2:
1
-
50～58
860～950
630～770
-
～
78～96
表1-21胺加合物（由环氧乙烷、环氧丙烷制）的固化物性能
固化剂
使用期/min（50g料,25℃）
热变形温度/℃
抗压强度/MPa
抗拉强度/MPa
抗弯强度/MPa
抗弯模量/GPa
N,N-双（羟乙基）DTA（Ⅰ）
24
58
316
84
102
N,N-双（羟丙基）DTA（Ⅱ）
29
68
291
95
116
N,N-双（羟乙基）TTA（Ⅲ）
28
76
291
91
109
N-（羟乙基）DTA（Ⅳ）
19
96
288
105
98
m（Ⅳ）:
m（Ⅰ）=85:
15
-
92
302
105
109
m（Ⅳ）:
m（Ⅰ）:
m（双酚A）=85:
15:
15
-
84
246
103
119
N-（羟丙基）DTA
27
94
257
105
109
N-（3-苯氧基,2-羟丙基）DTA
57
90
246
98
123
N-（2-苯基,2-羟乙基）DTA
18
93
274
105
88
N-（羟丙基）m-PAD
250
116
316
134
155
表1-22典型的酸酐固化剂的性质
类别
名称
略称
状态
黏度/Pa·s
熔点/℃
单官能团型
邻苯二甲酸酐
PA
粉末
-
128
四氢邻苯二甲酸酐
THPA
固体
-
100
六氢邻苯二甲酸酐
HHPA
固体
-
34
甲基四氢邻二甲酸酐
MeTHPA
液体
～
-
甲基六氢邻苯二甲酸酐
MeHHPA
液体
～
-
甲基纳迪克酸酐
MNA
液体
-
十二烯基琥珀酸酐
DDSA
液体
-
氯菌酸酐
HET
粉末
-
235～239
两官能团型
均苯四甲酸酐
PMDA
粉末
-
286
苯酮四酸二酐
BTDA
粉末
-
227
乙二醇双偏苯三酸酐
TMFG
固体
-
70～80（软化点）
甲基环已烯基四酸二酐
MCTC
粉末
-
167
游离酸酸酐
偏苯三甲酸酐
TMA
粉末
-
168
聚壬二酸酐
PAPA
固体
（100℃）
-
表1-23与BA树脂配合的酸酐固化剂的固化条件、特性和用途
类别
名称
酸酐当量
适用期
标准固化条件
HDT/℃
特点
用途
优点
缺点
成层浇浸涂型压铸渍料
单官能团酸酐
PA
158
14h（100℃）
150℃×6h
100～152
价廉，放热低，耐药品性优良（碱除外）
升华，混合工艺性劣
○○
THPA
152
-
-
-
除不升华外与PA近似
着色，混合工艺性劣
与其他酸酐混合
HHPA
24h（加促进剂/250℃）
85℃×2h+150℃×12～24h
110～130
低粘度，适用期长，优良耐电痕迹性，耐侯性
吸湿性
○○
MeTHPA
166
34min（加促进剂/100℃）
100℃×2h+150℃×5h
121～123
低粘度，优良的工艺性
价格贵一些
○○○
MeHHPA
168
35min（加促进剂/100℃）
100℃×2h+150℃×5h
136
色稳定，优良的电痕迹性，耐侯性
价格贵一些
○○○○
MNA
178
5～6天（加促进剂/25℃）
85℃×2h+150℃×12～24h
150～175
优良的工艺性，低收缩，耐热
耐碱差
○○○
DDSA
266
10天（加促进剂/25℃）
85℃×2h+150℃×12～24h
60～70
优良工艺性，电性能、韧性
耐药品性差
○○
HET
388
30min（120℃）
100℃×1h+200℃×1h+200℃×2h
145～190
耐热性、阻燃性，优良的电性能
操作工艺性差
○○
两官能团酸酐
PMDA
109
-
-
250
耐热、耐药品性
工艺性差，脆性
○○○
BTDA
161
-
200℃×24h
280
耐热，耐药品性耐高温老化性
溶解性不良（与单
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