本发明涉及化合物2-硫脲基-3,5-二(甲硫基)-4-氨基甲苯在环氧树脂体系的应用。
背景技术：
目前，环氧树脂固化剂中，芳香胺类固化剂在分子结构中都含有热稳定性好的苯环，其固化物的耐热性、耐药品性、机械强度都比较好。但现有芳香胺固化剂在固化环氧树脂时所需的反应温度过高；并且，未改性的芳香胺类固化剂在常温下大部分为固态，使用时必须对其加热，而且芳香胺的活性都比较低，与环氧树脂搭配使用时一般需要高温对其加热熔化，另外未改性的芳香胺毒性大。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足而提供新型化合物2-硫脲基-3,5-二(甲硫基)-4-氨基甲苯作为固化剂在环氧树脂体系的应用，既克服了普通胺类固化剂易挥发毒性大的缺点，又解决了芳香胺固化剂固态和不能室温固化环氧树脂的问题，相比其他芳香胺固化剂，能够达到中温和室温固化环氧树脂的目的。
本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：
新型化合物2-硫脲基-3,5-二(甲硫基)-4-氨基甲苯，它的分子式为C10N3S3H15，结构式如下所示：
上述新型化合物2-硫脲基-3,5-二(甲硫基)-4-氨基甲苯作为新型固化剂在环氧树脂体系的应用。应用时，根据实际需求，将适量的固化剂2-硫脲基-3,5-二(甲硫基)-4-氨基甲苯加入到环氧树脂体系中混合均匀，并经成型、固化、后固化，得到环氧树脂固化物，
上述新型固化剂2-硫脲基-3,5-二(甲硫基)-4-氨基甲苯在环氧树脂体系的应用方法，包括以下步骤：
(1)按照2-硫脲基-3,5-二(甲硫基)-4-氨基甲苯用量是环氧树脂质量的20～40％，将环氧树脂预先加热至60～80℃后，加入2-硫脲基-3,5-二(甲硫基)-4-氨基甲苯，搅拌混合均匀并成型，将所得成型后的混合物加热到90～100℃固化4～6h；
(2)后固化：将步骤(1)所得产物于120～130℃固化2～4h，得到环氧树脂固化物。
上述新型固化剂2-硫脲基-3,5-二(甲硫基)-4-氨基甲苯在环氧树脂体系的另一种应用方法，包括以下步骤：
1)按照2-硫脲基-3,5-二(甲硫基)-4-氨基甲苯用量是环氧树脂质量的20～40％，促进剂用量是环氧树脂质量的1～3％，备料；将2-硫脲基-3,5-二(甲硫基)-4-氨基甲苯加入到环氧树脂中，然后加入促进剂和/或填料，搅拌混合均匀并成型，将所得成型后的混合物在室温下固化6～8h；
2)后固化：将步骤1)所得产物升温至100～110℃固化2～4h，然后再于120～130℃固化2～4h，得到环氧树脂固化物。
上述新型固化剂2-硫脲基-3,5-二(甲硫基)-4-氨基甲苯在环氧树脂体系的第一种应用方法，包括以下步骤：
1)按照2-硫脲基-3,5-二(甲硫基)-4-氨基甲苯用量是环氧树脂质量的20～40％，填料的用量为环氧树脂质量的2～10％，备料；将2-硫脲基-3,5-二(甲硫基)-4-氨基甲苯加入到环氧树脂中，然后加入填料，搅拌混合均匀并成型，将所得成型后的混合物加热到90～100℃固化4～6h；
2)后固化：将步骤1)所得产物升温至100～110℃固化2～4h，然后再于120～130℃固化2～4h，得到环氧树脂固化物。
按上述方案，所述成型为模压成型、浇注成型、手糊成型、缠绕成型等方法中的任意一种。
按上述方案，所述的环氧树脂为E-54，E-51，E-44，E-42，CYD127，CYD128等环氧树脂中的一种或几种按任意比例的混合物。
按上述方案，所述的促进剂为三氟化硼～单乙胺络合物、三乙胺、三乙胺醇、DMP-30等促进剂中的一种或几种按任意比例的混合物。
按上述方案，所述的填料为轻质硅酸钙、气相二氧化硅、滑石粉等其中的一种或几种按任意比例的混合物。填料的用量通常为环氧树脂质量的2～10％。
本发明中新型固化剂2-硫脲基-3,5-二(甲硫基)-4-氨基甲苯应用于环氧树脂体系中时，其固化机理如图1所示。
与现有的技术相比，本项发明有益效果在于：
1、本发明提供了一种新型的环氧树脂固化剂—2-硫脲基-3,5-二(甲硫基)-4-氨基甲苯，既克服了普通胺类固化剂易挥发毒性大的缺点，又解决了芳香胺固化剂固态和不能室温固化环氧树脂的问题，相比其他芳香胺固化剂，能够达到中温和室温固化环氧树脂的目的。
2、2-硫脲基-3,5-二(甲硫基)-4-氨基甲苯为一种高活性的芳香胺固化剂，此物质含有五个活泼氢，跟传统的芳香胺类固化剂相比，该固化剂为液体，毒性小，将其应用于固化环氧树脂，可使固化物有具有优良的的耐热性及高强度。
本发明所提供的上述新型固化剂可以实际应用于环氧树脂粘结，灌封，玻璃纤维增强树脂基复合材料的缠绕、模压、注射等工艺，其应用价值和经济价值突出。
附图说明
图1是2-硫脲基-3,5-二(甲硫基)-4-氨基甲苯应用与环氧树脂体系的固化机理。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实例进一步阐明本发明的内容，但本发明不仅仅局限于下面的实施例。
本发明所述新型固化剂2-硫脲基-3,5-二(甲硫基)-4-氨基甲苯的制备方法，具体过程如下：
a.称取适量的硫脲和二甲硫基甲苯二胺投入带有温度计、搅拌装置和尾气处理装置的四口烧瓶中，其中硫脲：二甲硫基甲苯二胺＝1:5，通入氮气保护，在搅拌状态下于130℃进行反应，反应8h后，反应结束后，降温出料；
b.将步骤a所得的产物与甲苯混合，以甲苯为萃取剂进行萃取，振荡，待静置分层后，抽取上层液移于容器中，经旋转蒸发后，得到黄色油状液体，即为2-硫脲基-3,5-二(甲硫基)-4-氨基甲苯。
实施例1
新型固化剂2-硫脲基-3,5-二(甲硫基)-4-氨基甲苯在环氧树脂体系的应用方法，其步骤如下：
(1)按质量分数计，称取E-51环氧树脂100份、2-硫脲基-3,5-二(甲硫基)-4-氨基甲苯35份，将环氧树脂预热至80℃，加入2-硫脲基-3,5-二(甲硫基)-4-氨基甲苯，搅拌混合均匀、浇注、排除气泡，将所得树脂混合物加热到100℃固化3h；
(2)后固化：将步骤(1)所得产物于130℃固化4h，得到环氧树脂固化物。
实施例2
新型固化剂2-硫脲基-3,5-二(甲硫基)-4-氨基甲苯在环氧树脂体系的应用方法，其步骤如下：
(1)按质量分数计，称取E-44环氧树脂100份、2-硫脲基-3,5-二(甲硫基)-4-氨基甲苯25份、三氟化硼～单乙胺络合物2份，将三者混合搅拌均匀后，排除气泡，玻璃纤维浸胶模压成型，将所得成型后的树脂混合物于室温下固化8h；
(2)后固化：将步骤(1)先升温至110℃固化2h，继续升温至130℃固化3h，得到环氧树脂固化物。
实施例3
新型固化剂2-硫脲基-3,5-二(甲硫基)-4-氨基甲苯在环氧树脂体系的应用方法，其步骤如下：
(1)按质量分数计，称取CYD128环氧树脂100份、2-硫脲基-3,5-二(甲硫基)-4-氨基甲苯30份、轻质碳酸钙填料4份，将三者混合搅拌均匀后，排除气泡，玻璃纤维增强注射成型，将所得成型后的树脂混合物加热到95℃固化3h，继续升温至110℃固化3h；
(2)后固化：将步骤(1)所得产物于130℃固化3h，得到环氧树脂固化物。
实施例4
新型固化剂2-硫脲基-3,5-二(甲硫基)-4-氨基甲苯在环氧树脂体系的应用方法，其步骤如下：
(1)按质量分数计，称取E-51环氧树脂100份、2-硫脲基-3,5-二(甲硫基)-4-氨基甲苯40份，将环氧树脂预热至80℃，加入2-硫脲基-3,5-二(甲硫基)-4-氨基甲苯，搅拌混合均匀后，排除气泡，玻璃纤维拉挤成型，将所得成型后的树脂混合物加热到100℃固化4h；
(2)后固化：将步骤(1)所得产物于130℃固化3h，得到环氧树脂固化物。
由上述实施例可知：本发明所述新型固化剂比较于二甲硫基甲苯二胺固化环氧树脂的固化温度降低了接近40℃，而且能使固化物具有优良的耐热性、耐冲击性及高强度。当然，在新型固化剂2-硫脲基-3,5-二(甲硫基)-4-氨基甲苯应用于环氧树脂体系时，促进剂和填料可以根据实际情况加入，加入量和后续固化温度稍作调整即可。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干改进和变换，这些都属于本发明的保护范围。