環(huán)氧樹脂固化劑是與環(huán)氧樹脂發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成網(wǎng)狀立體聚合物，把復(fù)合材料骨材包絡(luò)在網(wǎng)狀體之中。 使線型樹脂變成堅韌的體型固體的添加劑。

　　一、固化劑的種類

　　1.堿性類

　　堿性類固化劑 WTF：包括脂肪族二胺和多胺、芳香族多胺、其它含氮化合物及改性脂肪胺。

　　2.酸性類

　　酸性類固化劑：包括有機酸、酸酐、和三氟化硼及其絡(luò)合物。

　　3.加成型

　　加成型固化劑：這類固化劑與環(huán)氧基發(fā)生加成反應(yīng)構(gòu)成固化產(chǎn)物一部分鏈段，并通過逐步聚合反應(yīng)使線型分子交聯(lián)成體型結(jié)構(gòu)分子，這類固化劑又稱瓜型固化劑。

　　4.催化型

　　催化型固化劑：這類固化劑僅對環(huán)氧樹脂發(fā)生引發(fā)作用，打開環(huán)氧基后，催化環(huán)氧樹脂本身聚合成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，生成以醚鍵為主要結(jié)構(gòu)的均聚物。

　　5.顯在型

　　顯在型固化劑為普通使用的固化劑，又可分為加成聚合型和催化型。所謂加成聚合型即打開環(huán)氧基的環(huán)進行加成聚合反應(yīng)，固化劑本身參加到三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中去。這類固化劑，如加入量過少，則固化產(chǎn)物連接著末反應(yīng)的環(huán)氧基。

　　因此，對這類固化劑來講，存在著一個合適的用量。而催化型固化劑則以陽離子方式，或者陰離子方式使環(huán)氧基開環(huán)加成聚合，終，固化劑不參加到網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中去，所以不存在等當(dāng)量反應(yīng)的合適用量;不過，增加用量會使固化速度加快。在顯在型固化劑中，雙氰胺、己二酸二酰肼這類品種，在室溫下不溶于環(huán)氧樹脂，而在高溫下溶解后開始固化反應(yīng)，因而也呈現(xiàn)出一種潛伏狀態(tài)。所以，可稱之為功能性潛伏型固化劑。

　　6.胺類固化劑

　　伯胺和仲胺對環(huán)氧樹脂的固化作用是由氮原子上的活潑氫打開環(huán)氧基團，而使之交聯(lián)固化。脂肪族多元胺如乙二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、二乙氨基丙胺等活性較大，能在室溫使環(huán)氧樹脂交聯(lián)固化;而芳香族多元胺活性較低，如間苯二胺，得在150℃固化才能完全。

　　7.酸酐類固化劑

　　二元酸及其酐如順丁烯二酸酐、鄰苯二甲酸酐可以固化環(huán)氧樹脂，但必須在較高溫度下烘烤才能固化完全。酸酐首先與環(huán)氧樹脂中的羥基反應(yīng)生成單酯，單酯中的羧基與環(huán)氧基發(fā)生加成酯化而成雙酯。

　　8.合成樹脂類固化劑

　　低分子量聚酰胺樹脂是亞油酸二聚體或桐油酸二聚體與脂肪族多元胺如乙二胺，二乙烯三胺反應(yīng)生成的一種琥珀色粘稠狀樹脂。

　　9.潛伏型固化劑

　　這種固化劑在一般條件下是穩(wěn)定的，但當(dāng)加熱到一定的溫度時，才顯示其活性而固化環(huán)氧樹脂。如雙氰胺，與環(huán)氧樹脂混合在一起，在常溫下是穩(wěn)定的。若在145—165℃，則能使環(huán)氧樹脂在30分鐘內(nèi)固化。三氮化硼乙胺絡(luò)合物,常溫也是穩(wěn)定的，在100℃以上時能固化環(huán)氧樹脂。

　　二、環(huán)氧樹脂固化的三個階段

　　液體-操作時間

　　操作時間(也是工作時間或使用期)是固化時間的一部份，混合之后，樹脂/固化劑混合物仍然是液體和可以工作及適合應(yīng)用。為了保證可靠的粘接，全部施工和定位工作應(yīng)該在固化操作時間內(nèi)做好。

　　凝膠-進入固化

　　混合物開始進入固化相(也稱作熟化階段)，這時它開始凝膠或“突變”。這時的環(huán)氧沒有長時間的工作可能，也將失去粘性。在這個階段不能對其進行任何干擾。它將變成硬橡膠似的軟凝膠物，你用大拇指將能壓得動它。

　　因為這時混合物只是局部固化，新使用的環(huán)氧樹脂仍然能與它化學(xué)鏈接，因此該未處理的表面仍然可以進行粘接或反應(yīng)。無論如何，接近固化的混合物這些能力在減小。

　　固體-終固化

　　環(huán)氧混合物達到固化變成固體階段，這時能砂磨及整型。這時你用大拇指已壓不動它，在這時環(huán)氧樹脂約有90%的終反應(yīng)強度，因此可以除去固定夾件，將它放在室溫下維持若干天使它繼續(xù)固化。

　　這時新使用的環(huán)氧樹脂不能與它進行化學(xué)鏈接，因為該環(huán)氧表面必須適當(dāng)?shù)剡M行預(yù)處理如打磨，才能得到好的粘接機械強度。

　　三、固化劑的固化溫度與固化物的耐熱性

　　各種固化劑的固化溫度各不相同，固化物的耐熱性也有很大不同。一般地說，使用固化溫度高的固化劑可以得到耐熱優(yōu)良的固化物。對于加成聚合型固化劑，固化溫度和耐熱性按下列順序提高：脂肪族多胺<脂環(huán)族多胺<芳香族多胺≈酚醛<酸酐。

　　催化加聚型固化劑的耐熱性大體處于芳香多胺水平。陰離子聚合型(叔胺和咪唑化古物)、陽離子聚合型(BF3絡(luò)合物)的耐熱性基本上相同，這主要是雖然起始的反應(yīng)機理不同，但終都形成醚鍵結(jié)合的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

　　固化反應(yīng)屬于化學(xué)反應(yīng)，受固化溫度影響很大，溫度增高，反應(yīng)速度加快，凝膠時間變短;凝膠時間的對數(shù)值隨固化溫度上升大體呈直線下降趨勢。但固化溫度過高，常使固化物性能下降，所以存在固化溫度的上限;必須選擇使固化速度和固化物性能折衷的溫度，作為合適的固化溫度。

　　按固化溫度可把固化劑分為四類：低溫固化劑固化溫度在室溫以下;室溫固化劑固化溫度為室溫～50℃;中溫固化劑為50～100℃;高溫固化劑固化溫度在100℃以上。屬于低溫固化型的固化劑品種很少，有聚琉醇型、多異氰酸酯型等;

　　近年來國內(nèi)研制投產(chǎn)的T-31改性胺、YH-82改性胺均可在0℃以下固化。屬于室溫固化型的種類很多：脂肪族多胺、脂環(huán)族多胺;低分子聚酰胺以及改性芳胺等。屬于中溫固化型的有一部分脂環(huán)族多胺、叔胺、瞇唑類以及三氟化硼絡(luò)合物等。屬于高溫型固化劑的有芳香族多胺、酸酐、甲階酚醛樹脂、氨基樹脂、雙氰胺以及酰肼等。

　　對于高溫固化體系，固化溫度一般分為兩階段，在凝膠前采用低溫固化，在達到凝膠狀態(tài)或比凝膠狀態(tài)稍高的狀態(tài)之后，再高溫加熱進行后固化(post-cure)，相對之前段固化為預(yù)固化(pre-cure)。

　　四、用途不同的各種固化劑

　　固化劑按用途可分為常溫固化劑和加熱固化劑。如前所述，環(huán)氧樹脂高溫固化時一般性能優(yōu)良，但是在土木建筑中使用的涂料和粘接劑等由于加熱困難，需要常溫固化;所以大都使用脂肪胺、脂環(huán)映以及聚酰胺等，尤其是冬季使用的涂料和粘接劑不得不與多異氰酸酯并用，或使用具有惡臭氣味的聚琉醇類。

　　至于中溫固化劑和高溫固化劑，則要以被著體的耐熱性以及固化物的耐熱性、粘接性和耐藥品性等為基準(zhǔn)來選擇。選擇重點為多胺和酸酐。由于酸酐固化物具有優(yōu)良的電性能，所以廣泛用于電子、電器方面。

　　脂肪族多胺固化物粘接性以及耐堿、耐水性均優(yōu)良。芳香族多胺在耐藥品性方面也是優(yōu)良的。由于氨基的氮元素與金屬形成氫鍵，因而具有優(yōu)良的防銹效果。胺質(zhì)量濃度愈高，防銹效果愈好。酸酐固化劑和環(huán)氧樹脂形成酯鍵，對有機酸和無機酸顯示了高的抵抗力，電性能一般也超過了多胺。