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咪唑类潜伏性固化剂
张健, 韩孝族
(中国科学院长春应用化学研究所,吉林长春130022)
前言
咪唑及其衍生物主要用作环氧树脂的固化剂。随着电子工业的发展,需用量逐年递增,目前这方面的用量达咪唑总产量的90% ~95% 。改性咪唑也常用于胶黏剂、密封剂、涂料、灌封材料及改性材料。
,热熔后与环氧树脂反应。
(Micro—encapsulated),热压破壁固化剂溶出,与环氧树脂进行固化反应。
c . 咪唑衍生物被某化合物结合(如成盐),常温与环氧树脂贮存稳定,高温时迅速解离。 ,2位引入庞大侧基,对咪唑分子上的活性点(仲胺基、叔胺基)形成空间位阻,从而降低了它的反应活性,使之具有一定的潜伏性。
对于微电子封装用固化剂,由于考虑到封装材料快速固化性能,。 2 、咪唑类固化剂的固化机理
咪唑类固化剂的固化温度通常在120℃以下,所得的固化产物具有良好的耐潮湿性和耐热性,是-种常用的中温固化剂。在它的结构中存在着仲胺和叔胺,因而它与环氧树脂的反应存在两种机理:-是仲胺基上的氢同环氧树脂反应生成仲羟基的反应。一是叔胺的阴离子催化环氧树脂进行开环
成醚的聚合反应。一般而言,咪唑体系的贮存期很短,难以制成-液型胶粘剂,需要对它进行改性。
Cook等对咪唑化合物与双酚A环氧树脂的固化反应进行研究,提出如下反应机制:Scheme l为咪唑2,4位取代化合物与环氧树脂固化反应历程,Scheme 2为咪唑l,2位取代化合物与环氧树脂固化反应历程。
,遵循l:2加成机制,咪唑固化剂不能再生。l位取代咪唑和环氧树脂进行固化反应,采取l:l加成机制,咪唑固化剂能够再生。其中,通过N-烷基消除而再生时,环氧树脂环化聚合;通过Hofmann反应(即β-H消除)而再生时,环氧树脂链增长聚合。
长碳链咪唑化合物和高熔点咪唑化合物。
咪唑衍生物通常带有庞大侧基的化合物,由于庞大侧基的存在,对咪唑分子上的活性点(仲胺基、叔胺基)形成空间位阻,从而降低了它的反应活性,使之具有一定的潜伏性。这些衍生物的取代基包括三嗪环、长链烷基、苄基、氰乙基以及取代咪唑的氯化物等。如2-甲基咪唑的适用期为25 h,1-氰基-2-乙基-4-甲基咪唑的适用期为6 d,2-十七烷基咪唑的适用期可达40 d以上,2,3-二羟甲基取代咪唑衍生物,其适用期可达9o天。1,3-二苯基-2-甲基咪唑的氯化物,其适用期可达180天以上u 9l。这些咪唑衍生物的反应温度比相应的咪唑有所提高,一般固化温度在150℃以上。Cawse和t 20J对长链烷基咪唑衍生物潜伏性固化的研究表明,1-癸烷基-2-乙基咪唑在22℃时的适用期为32天,6o℃下10 h的固化度为
%;而2-乙基咪唑在22℃时的适用期为2天,60℃下10 %。他们认为,咪唑环2,3,4位取代碳数为8个以上的长链环氧(二环氧)化合物,或咪唑环1位取代碳数为l4 l8个以上的长链半环氧化合物,可以极大地提高咪唑固化剂的潜伏性能而不影响固化性能。
咪唑与环氧树脂【环氧化合物)的加成物
美国明尼苏达矿产公