基本介紹
- 中文名:聚醚胺
- 英文名:amino-terminated polyoxypropylene
- 別稱:多醚胺,端氨基聚醚,聚醚多胺
- 分子量:常見產品分子量230到5000
- CAS登錄號:9046-10-0,39423-51-3
- 套用領域:高性能複合材料,膠黏劑等
基本信息,物化性質,套用領域,合成方法,產品現狀,
基本信息
中文名稱:聚醚胺
中文別名:多醚胺,端氨基聚醚,聚醚多胺,柔性胺
英文名稱:amino-terminated polyoxypropylene;Polypropylene glycol bis(2-aminopropyl ether); polyetheramine; Polyetheramines;2-(aminooxy)propan-1-amine
CAS:9046-10-0,39423-51-3
分子式:C3n+3H6n+10OnN2
分子量:常見產品分子量230到5000
物化性質
有端氨基聚氧化丙烯醚和端氨基聚氧化乙烯醚等,分子結構中含有醚鍵,屬柔性固化劑。具體產品分為3官能度的T系列及2官能度的D系列和E系列。
分子量 | D230/MA223 | D400/MA240 | D2000/MA2200 | T403/MA340 | T5000/MA3500 |
外觀 | 無色至淺黃色液體 | ||||
密度g/cm | 0.948 | 0.970 | 0.996 | 0.981 | 0.997 |
沸點 | >200℃ | >200℃ | >200℃ | >200℃ | >200℃ |
閃點 | 121℃ | 163℃ | 185℃ | 196℃ | 213℃ |
粘度25℃,mPa.s | 5-15 | 15-30 | 150-400 | 50-100 | 500-1000 |
折射率 | 1.4466 | 1.4482 | 1.4514 | 1.4606 | 1.4610 |
胺值mgKOH/g | 440~500 | 220~273 | 52~59 | 322~390 | 27~31 |
AHEW | 60 g/eq | 115 g/eq | 514 g/eq | 81 g/eq | 952 g/eq |
溶於乙醇、乙二醇醚、酮類、脂肪烴類、芳香烴類等有機溶劑。D-230溶於水,D-400部分溶於水,D-2000不溶於水。
端基聚醚固化環氧樹脂放熱溫度降低,產物無色透明、高光澤、堅韌、耐熱衝擊。端氨基聚醚沸點高、蒸氣壓低、毒性小,對皮膚有潛在刺激性。
LD50:1660mg/kg(D-230)、500(D-400)、450(D-2000)、230(T-403)。
用作環氧樹脂膠黏劑的韌性固化劑,可單獨或與普通的聚醚胺混用,參考用量30~60份,固化條件80℃/2h+125℃/3h。
當然也可室溫固化,但粘接強度不高,只有D-400與D-2000按50:25混合使用,經室溫/7d固化後,剝離強度高達28.4kN/m,剪下強度11.2mPa。
另外E-51:D-230=100:30或E-51:D-400=100:64,以4份甲醇為促進劑,可室溫很好地固化環氧樹脂膠。端氨基聚醚活性較低,施工時間較長,加入促進劑壬基酚少量(按100份環氧樹脂加量10~20份)可明顯加快固化反應速度,且能提高耐潮濕性。
端氨基聚醚黏度低,無色,與環氧樹脂相容性好,適用期長,粘接強度高。端氨基聚醚若過量使用,則會降低環氧膠黏劑的粘接強度。也可用作聚酯的活性擴鏈劑。還用作聚氨酯和聚脲固化劑。
套用領域
(1)高性能複合材料:聚醚胺可以作為環氧樹脂的高性能固化劑,用於生產高強度、高韌性的複合材料;
(2)聚脲:作為聚脲材料的關鍵組分,在高鐵橋樑、跨海大橋、水壩、大型場館等混凝土結構的防水體系有很多套用實例,並表現出了優異的性能;
(3)塗料:具有較低的粘度,套用於環氧地坪或者防腐塗料時,可以減少溶劑用量,降低體系粘度;
(4)膠黏劑:作為環氧樹脂固化劑,完全固化後具有極佳的韌性和耐疲勞性能,在膠黏劑和結構膠中套用廣泛;
(5)飾品:具有極淺的色度和較佳的耐黃變性能,可用於飾品製造。
(6)汽油清淨劑:具有優良的清淨、分散、破乳、緩蝕及抗氧性能。可抑制汽車噴油嘴、進氣閥及燃燒室的沉積物生成。較之於聚異丁烯胺型的汽油清淨劑,不但自身不生成沉積物,更能清除原有CCD(發動機燃燒室形成沉積物)。
合成方法
聚醚胺的合成工藝包括間歇法和連續法兩種工藝,Huntsman採用的生產工藝為連續的固定床工藝,利用負載在載體上的金屬催化劑,其生產設備和工藝先進,催化劑效率高,因此產品轉化率高,副反應少,生產成本低而且性能穩定,但是設備投資巨大。
相比於連續式生產,間歇式工藝設備投資小,可以方便的切換不同產品種類,但是生產效率較低,成本較高,同時產品質量與連續法相比也存在一定差距。
產品現狀
20世紀60年代,美國的Jefferson公司發明該產品,並在20世紀70年代初正式實現工業化生產。之後經過Texaco (今Huntsman)公司不斷的開發新產品和推廣市場,聚醚胺優異的性能逐漸被市場接受。
當今國際上最大的生產商為美國的Huntsman公司,BASF為第二大生產商,兩者占據了90%以上的市場份額。因為產品對於很多重要套用領域的重要性,中國從20世紀80年代即開始立項進行相關的研發工作,2003年,常州塗料化工研究院開發了間歇法的生產工藝,實現了分子量為2000的聚醚胺的產業化,現國內有幾家企業採用該工藝生產,但是生產規模較小,且產品質量與國外產品存在較大差距,無法完全替代。