CTBN，改性CTBN与ETBN

作者：北京德沃特化工科技有限公司

欢迎访问e展厅 展厅 3 橡胶/轮胎展厅 天然橡胶, 橡胶颗粒, 硫化硅橡胶, 硅胶, 热塑性弹性体, ... 到2010年，CTBN（端羧基反应性液体丁腈橡胶）问世已经整整40年。该产品由美国Goodrich公司（NASA的成员之一）于1970年投产，能高效增韧环氧树脂并赋予材料优秀的耐疲劳性能。由于增韧效果优异、应用领域特殊，直到我国自行研制成功若干年后，该类产品才获准对我国出口。 该产品价格较高，因此虽然知道有这么个产品，但我国绝大多数民企的研发工程师却并没有见过（就更谈不上使用），而另一方面，国际树脂产品大佬们却已经有了20年以上的使用经验，在他们的产品中，具备这类增韧原料的涂料、胶粘剂、复合材料体系比比皆是。处于不同环境的人，对于事物的观点也不一样，很多工程师对此类原料不屑一顾，认为他的体系不用这种原料性能也同样出众，而使用该原料的工程师则认为没有使用该原料的产品无论如何也不可能实现自己产品的性能，除非使用更优秀、成本更高的原料。 争论归争论，国内使用该原料的企业越来越多却是事实，CHX100型ETBN（端环氧反应性液体丁腈橡胶）刚推出一年，到2010年底，已经有逾200家企业参与测试，近20家企业开始使用就是一个很好的证明，当然这也与产品的推出者有关，该公司使用自有核心技术自主生产----相当多的客户打电话第一句就是：“你们是自己生产的吗？” ETBN的推广迅速，与CTBN无法直接使用也有很大的关系，反应性聚合物增韧时需要与增韧对象（环氧树脂）进行反应，在一个体系中，可能同时存在3种反应： 反应a：增韧剂与树脂的反应。 反应b：树脂与树脂的反应（固化反应，通过固化剂进行）。 反应c：增韧剂与固化剂的反应。 在很多体系中，反应b为主导反应，条件易于满足，反应迅速；反应a与增韧剂的活性基团有关系；反应c则视情况，有些情况下可以发生（如ETBN），有些情况下则不能发生（如CTBN用于使用胺固化环氧的体系）。 对于CTBN而言，其增韧效果几乎完全依赖于反应a的充分程度，研究表明，该反应存在如下规律： 1 单独和环氧树脂在不加入固化剂的条件下，在120℃--180℃下反应2--4小时，会进行得很充分，在100℃以下反应极其缓慢。 2 CTBN直接应用时，由于固化速度远快于CTBN连接环氧树脂的速度，该反应变得难以进行，一般需要多次提高固化温度来改进体系的流动性，并累计固化12小时以上。但即使是这种条件下，羧基与环氧的连接比例也很少超过80%。 3 最好使用合适的促进剂来促进反应a的进行，并先延缓固化速度。 4 直接使用时，在低于100℃以下，固化时间2小时以内的任意体系中效果很差，在120℃--200℃间，多级提升固化温度，固化总时间超过10小时的体系中效果尚好，但仍不稳定，而是与混合均匀程度、体系流动性、固化剂、催化剂等等有很大关系。 这些原因使得国际上几乎没有直接用CTBN的体系，CTBN的发明者从开始生产CTBN的同时，也开始了另一个工作：预聚，即先让CTBN在没有固化剂参与的条件下单独和要增韧的对象进行反应，然后在使用时将预聚后的产品按比例添加到体系中，为此，他们发明了很多预聚的方法，并希望CTBN的使用者能掌握，以促进产品的销售。但很快他们发现这件事情并不容易，尤其是对于专业生产胶黏剂、涂料以及复合材料的企业而言，极高的产品粘度，苛刻的预聚条件，难以控制的预聚结果等等问题，加上售价又高，使得客户们宁可选择不使用此类原料，也不愿意去做这个工作。于是，出于对市场的培养，他们开始推出专业化生产的预聚体，考虑到市场上环氧树脂种类繁多，不可能针对每一种环氧树脂都来生产一种预聚体，而环氧树脂中80%以上的环氧树脂是双酚A型的，所以，商业户的预聚体都是CTBN与普通E-51型双酚A环氧树脂预聚的，这类预聚体一般含有40%的CTBN，另外60%为环氧树脂，目前我国国内见诸宣传的，就是此类产品的经销商。 预聚工作止于专业化预聚体生产商，至少目前看来情况是这样，虽然我国有一些企业自行预聚，但世界专用化学品生产商都是专业化预聚体或者ETBN的用户，之所以提出ETBN的概念，是因为预聚体虽然也是环氧封端的，但在该领域里之前一直不能得到100%固含的同类产品，后来虽然通过预聚得到了，遗憾的是，该产品常温下粘度远超过100万厘泊，几乎是固体，不得不仍用50%的EP828（或其它物质）来稀释后才能从生产设备中取出，商业化的产品被称为50%有效固含ETBN（很明显，其有效含量只有40%）。 不论是40%预聚体，还是50%ETBN，都改变了一个基本事实：原本单分子的活性聚合物，通过预聚，很多都被EP828连接起来，形成了线性体，这些被连接的弹性体在环氧树脂中的溶解不存在问题，但也不可能在溶解过程中再分开。 关于CTBN，CTBN预聚体增韧的研究报道非常多，这里不可能一一细述，源自于北京德沃特化工的CHX100型端环氧反应性液体丁腈橡胶，是世界上第一款有效含量为100%的商业化ETBN产品，与所有预聚途径的产品不同，该产品是严格的单分子产品。 ETBN用于增韧环氧树脂时，其增韧条件完全和固化条件匹配，增韧剂、固化剂与树脂三者之间能同时高效进行反应，适合于所有固化温度、固化剂与所有环氧树脂，是广大胶粘剂、涂料、复合材料研发工程师的好帮手！(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (2/1/2011)