硫醇被用作一种商品化的环氧固化剂已经超过35年历史,和市面上不计其数的其他类型固化剂相比,硫醇具有一些独特的性能。
最主要的特点之一是,它能在室温下实现快速固化;另一个关键性能则是,硫醇的固化速度对配胶量不那么敏感(一般的胺类固化剂,配胶量越大,固化速度越快);其他特点还包括,和其他固化剂相比,它的低毒性,色泽浅,优秀的粘结力,以及可以作为促进剂加快其他胺类固化剂的反应速度。
然而,需要注意的是,单纯物理混合硫醇与环氧树脂,两者在室温下的反应是很缓慢的;要体现硫醇的快速固化特性,一定需要同时配合固化促进剂,如叔胺类促进剂。
三者之间的固化机理如下所示:
从上图可见,三级胺上的未共用电子对会先夺取硫醇类的活性氢,导致硫原子带阴电荷,它是一种很强的亲核试剂。硫醇阴离子可以与环氧树脂上的α碳原子反应,迅速打开环氧基引发开环反应,产生仲羟基。
在适当的促进剂作用下,硫醇的固化反应能以数倍于多元胺的速度进行,因而拥有极快的固化速率;且该体系拥有较低的反应活化能,从而实现双组份环氧胶在常温或低于常温的条件下进行固化交联。
另外,硫醇反应的另一个特点是配比非常灵活,即使硫醇的配胶量减少,固化速度并不会明显下降,因为配比的细微变化可以通过内部反应来弥补。
环氧过量时,在叔胺促进下,可以实现自固化
叔胺添加量的细微变化,会改变反应速度,但对最终的固化完成度没有太大影响。
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