[發明專利]一種膨脹型阻燃玻纖增強不飽和聚酯復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201310015482.3
• 申請日: 2013-01-16
• 公開（公告）號: CN103059533B
• 公開（公告）日: 2017-01-25
• 發明（設計）人: 楊桂生;汪麗娟
• 申請（專利權）人: 合肥杰事杰新材料股份有限公司
• 主分類號: C08L67/06
• 分類號: C08L67/06;C08K13/06;C08K9/06;C08K9/04;C08K7/14;C08K3/32;C08K5/3492;C08F283/01
• 代理公司: 合肥天明專利事務所34115
• 代理人: 汪貴艷

技術領域

本發明屬于高分子技術領域，具體涉及一種膨脹型阻燃玻纖增強不飽和聚酯復合材料及其制備方法，特別是一種用聚磷酸鹽（聚磷酸銨或三聚氰胺聚磷酸鹽）與金屬次磷酸鹽協效阻燃、玻纖增強不飽和聚酯樹脂材料及其制備方法。

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背景技術

不飽和聚酯樹脂（UPR）是二元醇與不飽和二元羧酸（酐）縮聚而成的線型高分子化合物，在加熱、光照、高能輻射以及引發劑作用下與烯類單體進行共聚，交聯固化成網絡體型結構的熱固性樹脂。固化后的熱固性樹脂綜合性能并不高，通常在不飽和聚酯樹脂中添加纖維或填料制成復合材料來提高其性能，這種復合材料被廣泛應用于建筑、交通運輸、電子電器、化工設備與體育用品等領域。由于不飽和聚酯樹脂屬熱分解性物質，不能滿足建筑防火涂料、電子電器的絕緣材料、阻燃玻璃鋼設備等對不飽和聚酯樹脂阻燃型的要求，因此不飽和聚酯樹脂的阻燃研究已成為熱固性塑料的熱門課題之一。

為解決不飽和聚酯樹脂的易燃問題，目前工業上主要采用在不飽和聚酯樹脂基體中添加阻燃劑來達到目的。阻燃劑的種類很多，其中鹵系阻燃劑的阻燃效率很高，但含鹵的阻燃復合材料在燃燒時會釋放出有毒、腐蝕性氣體，對人類和環境存在著極大隱患；鋁鎂等無機阻燃劑具有抑煙阻燃和填料多重功能，但阻燃效率較低，需要在高添加量下才能達到較好的阻燃效果，嚴重損害不飽和聚酯的物理機械性能；磷系阻燃劑因其低煙、無毒的環保特性受到人們的關注。

目前應用廣泛的膨脹型阻燃劑是以氮、磷類化合物為主要的阻燃劑，在燃燒時能形成膨脹致密的碳層，隔阻空氣、可燃性物質和熱量的傳遞，從而發揮阻燃作用，由于其不含鹵素，是一種環保型阻燃劑。中國專利200810124671.3采用碳酸鈣或氫氧化鎂作為填料，磷酸鹽（如聚磷酸銨、三聚氰胺磷酸鹽）作為阻燃劑制備無鹵阻燃的不飽和聚酯模塑料；中國專利201010604694.1將聚磷酸銨、硼酸鋅和氫氧化鋁進行復配組合，并添加于不飽和聚酯樹脂中，制備了一種低煙密度添加型阻燃樹脂。上述兩種方法制備的阻燃不飽和聚酯樹脂具有以下缺點：阻燃劑添加量較大，增加了阻燃樹脂的黏度，不利用后續的加工；另外，其與不飽和聚酯基體相容性差，對其力學性能的損害會較大。中國專利200910156618.6采用反應型阻燃劑2-羧乙基(苯基)次膦酸?(CEPPA)與醇、酸進行縮聚反應生成不飽和聚酯，在反應后期添加一定量的磷酸酯三聚氰胺鹽,可以與CEPPA協同作用，提高阻燃性能，只是這種反應型阻燃不飽和聚酯樹脂的制備過程一般比較復雜，反應條件苛刻，不易制備。

目前，金屬次磷酸鹽由于阻燃效率高及無環境污染問題，得到了國內外阻燃界的廣泛關注。美國專利20040628617及中國專利200480043753.5均報道了以金屬次磷酸鹽為主要阻燃劑對玻纖增強飽和聚酯樹脂進行阻燃處理的技術，盡管金屬次磷酸鹽的效率比較高，但是該阻燃劑與聚酯基體的相容性較差，價格也比一般氮、磷系阻燃劑要高很多。

發明內容

本發明著眼于解決現有不飽和聚酯樹脂阻燃技術領域存在的含鹵阻燃劑環境危性大、無機阻燃劑添加量高、材料物理性能差等問題，提供一種膨脹型阻燃玻纖增強不飽和聚酯復合材料及其制備方法，使其具有環境友好無鹵型、阻燃效率高（協效阻燃）、力學性能優異，同時成本相對較低的特點。

本發明提供一種膨脹型阻燃玻纖增強不飽和聚酯復合材料，由以下組分按重量份制備而成：

不飽和聚酯樹脂???60-70份

阻燃劑???????????13-20份

阻燃協效劑???????0.5-5份

玻璃纖維?????????15-20份

固化劑???????????0.3-1.5份

偶聯劑???????????0.2-2份

稀釋劑???????????1-5份

上述方案的優選方案是，所述的不飽和聚酯樹脂選自間苯型不飽和聚酯樹脂、鄰苯型不飽和聚酯樹脂或雙酚A型不飽和聚酯樹脂；其中，樹脂固含量為55-60%，酸值為15-20。

所述的阻燃劑為含氮磷的大分子聚磷酸鹽，聚磷酸鹽的聚合度n≥1000；所述阻燃協效劑為金屬次磷酸鹽。

優選的是，所述的大分子聚磷酸鹽為聚磷酸銨或三聚氰胺聚磷酸鹽。

所述的金屬次磷酸鹽選自次磷酸鋁、次磷酸鎂、次磷酸鈣、次磷酸鈰、次磷酸鑭或次磷酸鋅中的一種或兩種。

所述的固化劑為過氧化苯甲酸叔丁酯、過氧化二苯甲酰、過氧化環己酮或過氧化甲乙酮。

所述的玻璃纖維選自短切無堿玻璃纖維，纖維長度為3-10mm。