[其他]用稀土有机化合物作环氧树脂热固化促进剂

说明书

本发明属于稀土有机化合物作为环氧树脂热固 化的促进剂。

环氧树脂固化后具有优良的物理机械性能，如 附着力好、机械强度高、耐热性好、电绝缘性能优 良，广泛用于涂料、胶粘剂、玻璃钢制品集成电路 用的复铜箔板、浇注绝缘材料、层压绝缘板等。使 用环氧树脂时都要加固化剂交联固化，固化剂包括 胺类、酸酐类、酚醛类、聚酰胺等。对于物理机械 性能要求高的材料尚需要烘烤固化，如环氧-酸酐 体系、环氧-酚醛体系都需烘烤固化，对于环氧- 胺类体系虽在常温能固化，但经过烘烤后其性能比 常温固化的要好得多。因此都存在节约能源、缩短 生产周期的问题。不少研究工作提出在体系中加入 各种促进剂，一般用叔胺类衍生物，也有用三氟化 硼络合物作为潜伏性固化促进剂，但以上促进剂的 加入往往影响贮存期和使用期的稳定性，物理机械 性能达不到使用要求。近年来有很多人研究试制出 了一些新的促进剂酚类衍生物、金属有机化合物、 螯合物。日本TOKYO公司研究得较多，日本专 利J5-7123-248提到用铅、铬、钻、铜、铁、 镍、钯、铑、钛、钒、锌和锆的螯合物和三苯基膦 在环氧-酰醛体系中作引发剂和促进剂。英国专利 GB 1,604,942提到在无溶剂绝缘漆即环氧-苯乙 烯-酸酐体系中用钠、锌、铬、锰、铁、铝和铀的 乙酰基丙酮螯合物作潜伏性固化促进剂。

本发明的目的是提供一系列用于双酚A型环氧 树脂(包括6828、618、634、6101、601等)热固 化的稀土有机化合物热固化促进剂，它们对固化剂 用二胺类、酸酐类、酚醛树脂、聚酰胺等的热固化 都有促进作用，能提高热固化反应速度，缩短固化 时间25-50％，从而使用于热固化的能源节约25- 50％；并能保持固化物原有的各种性能，镨、钕有 机化合物还能对其性能有所改善。

本发明所用的稀土有机化合物中的稀土包括镧、 铈、镨、钕、钐、铕、钇、镝、铽、铒、铥、镱、 镥。本发明所指稀土有机化合物包括稀土羧酸盐 (稀土羧酸盐所用的酸可以是环烷酸、壬酸、水杨 酸、三氟乙酸、乙酸、膦酸及膦酸酯)和稀土螯合 物(螯合物可以是乙酰基丙酮螯合物、含氟乙酰基 丙酮螯合物)。

本发明所提供的稀土有机化合物只有在达到一 定的反应温度时才有促进固化反应的作用，对不同 的环氧树脂体系，在不同温度下固化又有着不同的 作用。在环氧一间苯二胺体系中稀土的加入在达到 固化反应温度时能促进固化，缩短烘烤时间，在低 于固化反应温度的温度下也同样有延长其固化反应 时间的作用。显示出稀土有机化合物对环氧树脂热 固化反应的作用与其他各种促进剂的差别。

实例1

环烷酸混合稀土对H_30-12漆的热固化促进作用。

H_30-12漆系环氧树脂烘干绝缘漆。由环氧树 脂、植物油酸经过酯化后，加适量氨基树脂用苯类 溶剂及丁醇稀释而成。其中含有三聚氰胺作固化剂。 实验：(1)用示差扫描量热法比较DSC曲线， 用美国PE-DSC-2C仪分析，在等速升温 10℃/分时得到DSC曲线比较放热峰。

温度的差别。(2)用日本岛津DT-30热分 析仪在恒温下比较DTA曲线在120℃下恒温20分 钟时取出样品，观察其固化物的硬度来判断环烷酸 稀土对固化的促进效果。环烷酸混合稀土包括镧、 铈、镨、钕的轻稀土富集物。加入的环烷酸混合稀 土先用二甲苯溶解。

配比：H_30-12漆   100份

环烷酸混合稀土   0.2-2份

对比结果：(1)从等速升温DSC曲线上可看 到体系中加入环烷酸混合稀土后放热峰温度从182℃ 降到172℃。(2)体系中加环烷酸混合稀土者在 DTA曲线中在6分49秒和10分钟时出现两个明显 的固化反应放热峰，DTA曲线回到基线表明稀土 对热固化反应有明显的促进效果，在20分钟时取出 样品很硬，固化较完全。不加稀土的样品在120℃ 恒温20分钟，没有明显的放热峰，反应迟缓，20分 钟取出样品发粘，固化不完全。

实例2

环烷酸混合稀土对H_30-18漆的热固化促进作 用。