[發(fā)明專利]一種阻燃低煙乙烯基樹(shù)脂復(fù)合材料及制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310247309.6
• 申請(qǐng)日: 2013-06-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103396657A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 喬冬平;馬武偉;鄭勁東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七二五研究所
• 主分類號(hào): C08L63/10
• 分類號(hào): C08L63/10;C08L79/04;C08K7/14;C08K7/06;C08K3/04;C08K5/315
• 代理公司: 洛陽(yáng)市凱旋專利事務(wù)所 41112
• 代理人: 陸君

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種阻燃低煙乙烯基樹(shù)脂復(fù)合材料及制備方法。

背景技術(shù)

乙烯基樹(shù)脂又稱環(huán)氧丙烯酸酯樹(shù)脂，是環(huán)氧樹(shù)脂和含烯鍵的不飽和一元酸（丙烯酸或甲基丙烯酸）的加成反應(yīng)產(chǎn)物，具有不飽和聚酯和環(huán)氧樹(shù)脂的雙重特性，具有較低的粘度，能常溫固化，施工方便，兼?zhèn)洵h(huán)氧樹(shù)脂優(yōu)異的力學(xué)性能和不飽和聚酯良好的工藝性能，在船用復(fù)合材料領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。但乙烯基樹(shù)脂阻燃性能較差，作為復(fù)合材料基體在船艙內(nèi)應(yīng)用存在一定的安全隱患。隨著國(guó)家對(duì)船舶安全問(wèn)題的重視，對(duì)艙室內(nèi)復(fù)合材料的阻燃低煙性能也提出了更高的要求，因此如何提高乙烯基樹(shù)脂的阻燃低煙性能成為研究的熱點(diǎn)。

提高乙烯基樹(shù)脂的阻燃性能，通常采用以下兩種方法：

①選擇含有鹵素的反應(yīng)物合成含鹵的乙烯基樹(shù)脂，如由溴化雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂與甲基丙烯酸反應(yīng)制備的阻燃型乙烯基樹(shù)脂，因分子中含有溴元素，可賦予樹(shù)脂一定的阻燃性，但這種材料在高溫下發(fā)煙量大且釋放的煙霧、氣體中含有有毒成分，使人窒息，造成更多更大的災(zāi)害。

②在乙烯基樹(shù)脂中添加無(wú)機(jī)阻燃劑，如三氧化二銻、氫氧化鋁等，無(wú)機(jī)阻燃劑的加入，可使材料的阻燃性得到較大程度的提高，但要以損失材料的力學(xué)性能為代價(jià)。

另外，中北大學(xué)龔兵等在2006年第4期《纖維復(fù)合材料》關(guān)于《阻燃性乙烯基樹(shù)脂復(fù)合材料研究》中，用具有阻燃特性的交聯(lián)劑代替苯乙烯制備乙烯基樹(shù)脂復(fù)合材料，復(fù)合材料的氧指數(shù)達(dá)到30.6%，而以苯乙烯作交聯(lián)劑的乙烯基樹(shù)脂復(fù)合材料的氧指數(shù)僅為23%。雖然此方法制備的復(fù)合材料，氧指數(shù)有所提高，但仍未達(dá)到船用材料對(duì)燃燒性能的要求。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中乙烯基樹(shù)脂的阻燃性能低，提高乙烯基樹(shù)脂的阻燃性能方法在高溫下發(fā)煙量大，環(huán)保性能低，以及要以損失材料的力學(xué)性能為代價(jià)等問(wèn)題，本發(fā)明的目的是針對(duì)船舶對(duì)低成本阻燃低煙復(fù)合材料的需求，在乙烯基樹(shù)脂中引入阻燃低毒的雙鄰苯二甲腈樹(shù)脂制備復(fù)合材料，提高乙烯基樹(shù)脂復(fù)合材料的阻燃低煙性能。采用該方法，在保證乙烯基樹(shù)脂復(fù)合材料原有力學(xué)性能的前提下，提高乙烯基樹(shù)脂復(fù)合材料的阻燃低煙性能，從而擴(kuò)大乙烯基樹(shù)脂復(fù)合材料的使用范圍。

本發(fā)明的另外一個(gè)目的是提供上述阻燃低煙乙烯基樹(shù)脂復(fù)合材料的制備方法。

為了實(shí)現(xiàn)所述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種阻燃低煙乙烯基樹(shù)脂復(fù)合材料，由共混樹(shù)脂和增強(qiáng)纖維組成；其中所述增強(qiáng)纖維占重量百分比的55%～75%，其余為共混樹(shù)脂；其中所述共混樹(shù)脂是由共混樹(shù)脂溶液的組分按重量份為：乙烯基樹(shù)脂80～120份、引發(fā)劑2～4份、雙鄰苯二甲腈樹(shù)脂40～60份。

本發(fā)明所述的乙烯基樹(shù)脂為丙烯酸改性的環(huán)氧樹(shù)脂。

本發(fā)明所述的所述的丙烯酸改性的環(huán)氧樹(shù)脂為3200系列乙烯基樹(shù)脂、430系列乙烯基樹(shù)脂或MFE系列乙烯基樹(shù)脂。

本發(fā)明所述的引發(fā)劑為熱分解溫度在100℃以上的過(guò)氧化物。

本發(fā)明所述的過(guò)氧化物為過(guò)氧化二異丙苯、過(guò)氧化苯甲酸叔丁酯或過(guò)氧化二叔丁基。

本發(fā)明所述的雙鄰苯二甲腈樹(shù)脂為氨基雙鄰苯二甲腈樹(shù)脂、苯并噁嗪雙鄰苯二甲腈樹(shù)脂。

本發(fā)明所述的玻璃纖維為E玻璃纖維、S玻璃纖維或碳纖維。

一種阻燃低煙乙烯基樹(shù)脂復(fù)合材料的制備方法，步驟包括：

（1）配制共混樹(shù)脂溶液：將雙鄰苯二甲腈樹(shù)脂溶于極性溶劑中制成均勻溶液，然后加入乙烯基樹(shù)脂和引發(fā)劑混合均勻，形成共混樹(shù)脂溶液；所述共混樹(shù)脂溶液的組分按重量份為：乙烯基樹(shù)脂80～120份、引發(fā)劑2～4份、雙鄰苯二甲腈樹(shù)脂40～60份、極性溶劑40～60份。

（2）裁切玻璃布：裁切的玻璃纖維布，在（105±5）℃烘干除去其中的水分。

?（3）預(yù)浸料的制備：逐塊浸潤(rùn)裁切好的玻璃布，室溫晾置至溶劑完全揮發(fā)。

（4）模壓成型：待溶劑揮發(fā)完全后，在壓機(jī)上模壓成型。

本發(fā)明所述的阻燃低煙乙烯基樹(shù)脂復(fù)合材料的制備方法中的極性溶劑為N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺或二甲亞砜。

本發(fā)明所述的阻燃低煙乙烯基樹(shù)脂復(fù)合材料的制備方法中的模壓溫度為130～180℃，保溫時(shí)間為80～150min。

由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下有益效果：乙烯基樹(shù)脂為丙烯酸改性的環(huán)氧樹(shù)脂，在分子末端含有酯基和不飽和雙鍵，具有較低的粘度，可室溫固化，具有環(huán)氧、不飽和樹(shù)脂樹(shù)脂的綜合性能。