[發明專利]樹脂基復合材料用添加型阻燃劑、阻燃復合材料及其制備方法有效

申請號：	201010615048.5	申請日：	2010-12-30
公開（公告）號：	CN102093593A	公開（公告）日：	2011-06-15
發明（設計）人：	劉鈞;肖加余;于濤;曾竟成;蔣彩;邢素麗	申請（專利權）人：	中國人民解放軍國防科學技術大學
主分類號：	C08K3/22	分類號：	C08K3/22;C08K9/10;C08K3/02;C08K5/5333;C08L63/00;C08L67/06;C08K7/14
代理公司：	湖南兆弘專利事務所 43008	代理人：	陳暉;楊斌
地址：	410073 湖南省長沙市開福區硯瓦池正街47號中國人民解***	國省代碼：	湖南;43
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摘要：
搜索關鍵詞：	樹脂復合材料添加阻燃及其制備方法
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及復合材料領域，尤其涉及一種復合材料用添加型阻燃劑、阻燃復合材料及其制備方法。

背景技術

由于復合材料較傳統材料具有可設計性強、綜合性能高、功能多樣化等優點，已成為發展現代工業、國防和科學技術不可缺少的基礎材料。樹脂基復合材料作為復合材料的重要組成部分，其應用也越來越廣泛，其安全性要求也越來越高。其中，樹脂基復合材料阻燃性能的提高，已成為對樹脂基復合材料研究的重要方向之一。

樹脂基復合材料一般由增強相和基體相組成，常用的增強相多為無機纖維，如玻璃纖維、碳纖維等，它們本身具有難燃或不燃性能；基體相為有機高分子材料，如環氧樹脂、不飽和聚酯樹脂等，大多數情況下容易燃燒。為滿足樹脂基復合材料阻燃性能的要求，一般使用阻燃型樹脂基體。目前，樹脂基體的阻燃方法主要有三種：①反應型阻燃，即先使參加反應的原料帶上阻燃元素，然后在聚合或縮聚反應過程中參加反應，從而結合到高聚物分子中去，起到阻燃作用；②制成樹脂后再進行鹵化（或溴化）或導入磷、氮等阻燃元素；③添加型阻燃，即在樹脂基體中添加阻燃劑，使之以物理分散狀態與樹脂進行共混而發揮阻燃作用。

第一種反應型阻燃方法，其產品透明性和物理機械性能較好，但制造工藝較復雜，成本也較高；第二種鹵化（或溴化）或導入磷、氮等阻燃元素的方法，目前的應用還不普遍；第三種添加型阻燃方法，由于工藝簡便，成本低廉，阻燃效果良好而被廣泛采用，但其阻燃劑的使用量較大，會大大降低產品的物理機械性能，且會增加樹脂體系的粘度，使其不適合應用于復合材料低成本制備的液相浸漬成型技術中，例如樹脂傳遞模塑工藝RTM（Resin?Transfer?Molding）、真空灌注工藝VIMP（Vacuum?Infiltration?Molding?Process）等。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種不影響樹脂基復合材料物理機械性能，又滿足樹脂基體及其復合材料阻燃性能要求，且成本低廉、性能穩定的添加型阻燃劑；以及一種添加了前述阻燃劑的阻燃性能高、綜合性能好的阻燃復合材料及其制備方法。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為一種樹脂基復合材料用添加型阻燃劑，所述阻燃劑由以下組分復配而成：?

30～50質量份的氫氧化鋁，

0～20質量份的微囊化紅磷???和

1～20質量份的甲基膦酸二甲酯。

上述技術方案中添加的甲基膦酸二甲酯為無色透明液體，室溫粘度小，與樹脂相容性好，當其與氫氧化鋁、微囊化紅磷復配后，協同增效效果明顯，在減小原料成本的情況下能夠大大提高樹脂基復合材料的阻燃效果。上述阻燃劑的配方組分可分開存儲，長時間放置，即配即用，使用方便，并可廣泛應用于各種液相模塑工藝。

上述的阻燃劑中，所述氫氧化鋁優選為粒度在1000目以上的粉末，其粒徑分布窄，分散性更好。同樣的，所述微囊化紅磷優選為粒度在800目以上的粉末。

上述的阻燃劑中，所述微囊化紅磷中紅磷含量優選大于80%。

作為一個總的技術構思，本發明還提供一種阻燃復合材料，所述阻燃復合材料主要由樹脂基體、增強材料、固化劑和上述的阻燃劑制備而成，其中，所述樹脂基體和阻燃劑的用量比為100∶（31～80）。優選的，所述樹脂基體為環氧樹脂或不飽和聚酯樹脂，所述增強材料為玻璃纖維。

相應的，本發明還提供一種上述的阻燃復合材料的制備方法，包括以下步驟：

（1）準備材料：按所述用量比準備樹脂基體和阻燃劑，并按所述配方配制阻燃劑，同時準備適量的固化劑和/或促進劑；?