[發明專利]增韌-阻燃型環氧樹脂及其制備方法

有效

• 申請號: 201210393304.X
• 申請日: 2012-10-16
• 公開（公告）號: CN102850520A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 李云濤;趙春霞;邢云亮
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: C08G59/20
• 分類號: C08G59/20;C08G59/22;C08G59/32;C08G59/40;C08G59/50;C08K9/10;C08K3/32;C08K5/3492
• 代理公司: 成都賽恩斯知識產權代理事務所(普通合伙) 51212
• 代理人: 張帆;肖國華

本申請要求申請號為201210313644.7，申請日為2012年8月30日，發明名稱為“增韌-阻燃型環氧樹脂及其制備方法”的發明專利申請的優先權。

技術領域

本發明涉及一種增韌-阻燃型環氧樹脂及其制備方法，屬于新型功能高分子材料及其制備領域。

背景技術

環氧樹脂是一類具有交聯網狀結構的高分子材料，剛性大、硬度高，具有優良的介電性能、粘結性能以及化學穩定性能，以膠粘劑、涂料、灌封材料和復合材料等形式廣泛應用于機械、電子電氣、航空航天、船舶海洋以及風電等領域。但是環氧樹脂存在兩大缺陷，首先極具易燃性，環氧樹脂極限指數(LOI)為20左右，在空氣中即可燃燒，并且燃燒時伴隨大量黑色濃煙和有毒氣體。其次，韌性差，環氧樹脂具有較大硬度和剛性，但是屬于脆性材料。近年來，隨著國家對火災危險性的重視，環氧樹脂的易燃性在很大程度上限制了其廣泛應用。同時，其韌性差的缺陷也極大的延緩了其在復合材料以及風電等領域的應用。環氧樹脂的易燃性以及韌性差，是環氧樹脂應用需要解決的關鍵問題。針對這兩個問題，相關研究工作者展開了系列工作。

目前，主要采用化學反應和物理添加兩種方法對環氧樹脂進行阻燃改性。反應型阻燃方法一般可以分為三種：(1)用含阻燃元素(N、P以及Si等)的單體直接制備環氧樹脂(KR20100054444，TW20080101733)；(2)加入阻燃型固化劑(US2012130126，CN20101255448)；(3)添加反應型阻燃劑(TW20070110717)。反應型阻燃方法制備的環氧樹脂體系的特點是，環氧樹脂分子結構中所含的阻燃元素不易遷移、不易滲出、具有優異和永久的阻燃性、良好的尺寸穩定性、熱穩定性、氧化穩定性、水解穩定性以及很高的成炭率等。但是，反應型阻燃環氧樹脂材料，制備工藝復雜，能耗較高。同時，含磷環氧樹脂單體以及固化劑和反應型阻燃劑的合成過程繁瑣，涉及大量溶劑的回收和后處理，不但會引起材料成本提高，還不符合環境友好發展觀。在環氧樹脂體系中添加阻燃劑是一個直接又有效的阻燃方法(KR20110071801，TW20100139636，US20090241562)。聚磷酸銨是一種磷氮復合型高效無機阻燃劑，其綜合了磷氮阻燃高效性和添加型阻燃劑的簡易制備工藝，與金屬絡合物協同，可明顯提高環氧樹脂的阻燃性能(Polymer?Degradation?and?Stability,2009,94:625-631.)。但是，作為一種添加型無機阻燃劑，其與材料的界面相容性以及對材料力學性能的不良影響，仍是難以攻克的難關。同時，聚磷酸銨為親水性低聚物，在潮濕環境中會嚴重影響環氧樹脂的耐濕性能以及阻燃持久性。如果能夠提高聚磷酸銨的疏水性，并解決其與環氧樹脂界面相容性問題，將會使添加型阻燃環氧樹脂同樣擁有反應型體系的優勢，并能克服溶劑對環境污染以及人體傷害的問題，同時可以簡化生產工藝，降低生產成本。但是，添加型或反應型阻燃劑雖可提高環氧樹脂的阻燃性能，但往往不會提高韌性，甚至會引起韌性變差