[發(fā)明專利]一種阻燃環(huán)氧樹脂復(fù)合材料及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410495742.6
• 申請日: 2014-09-25
• 公開（公告）號: CN104292751A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張學(xué)平;朱忠海
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州長盛機電有限公司
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08K13/02;C08K3/32;C08K5/523;C08K5/1515;C08K3/26
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 李紀昌

技術(shù)領(lǐng)域

????本發(fā)明屬于復(fù)合材料領(lǐng)域，尤其涉及一種阻燃環(huán)氧樹脂復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)

復(fù)合材料，是由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料，通過物理或化學(xué)的方法，在宏觀上組成具有新性能的材料。現(xiàn)代高科技的發(fā)展離不開復(fù)合材料，復(fù)合材料對現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，有著十分重要的作用。復(fù)合材料的研究深度和應(yīng)用廣度及其生產(chǎn)發(fā)展的速度和規(guī)模，已成為衡量一個國家科學(xué)技術(shù)先進水平的重要標志之一。進入21世紀以來，全球復(fù)合材料市場快速增長，亞洲尤其中國市場增長較快。各種材料在性能上互相取長補短，產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，使復(fù)合材料的綜合性能優(yōu)于原組成材料而滿足各種不同的要求。復(fù)合材料的基體材料分為金屬和非金屬兩大類。金屬基體常用的有鋁、鎂、銅、鈦及其合金。非金屬基體主要有合成樹脂、橡膠、陶瓷、石墨、碳等。增強材料主要有玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、碳化硅纖維、石棉纖維、晶須、金屬絲和硬質(zhì)細粒等。

復(fù)合材料使用的歷史可以追溯到古代。從古至今沿用的稻草或麥秸增強粘土和已使用上百年的鋼筋混凝土均由兩種材料復(fù)合而成。20世紀40年代，因航空工業(yè)的需要，發(fā)展了玻璃纖維增強塑料（俗稱玻璃鋼），從此出現(xiàn)了復(fù)合材料這一名稱。50年代以后，陸續(xù)發(fā)展了碳纖維、石墨纖維和硼纖維等高強度和高模量纖維。70年代出現(xiàn)了芳綸纖維和碳化硅纖維。這些高強度、高模量纖維能與合成樹脂、碳、石墨、陶瓷、橡膠等非金屬基體或鋁、鎂、鈦等金屬基體復(fù)合，構(gòu)成各具特色的復(fù)合材料。

環(huán)氧樹脂是指分子中含有兩個或兩個以上環(huán)氧基團的有機化合物，它們的相對分子質(zhì)量一般都不高。環(huán)氧樹脂的分子結(jié)構(gòu)是以分子鏈中含有活潑的環(huán)氧基團為特征，環(huán)氧基團可以位于分子鏈的末端、中間或成環(huán)狀結(jié)構(gòu)。由于分子結(jié)構(gòu)中含有活潑的環(huán)氧基團，使它們可與多種類型的固化劑發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)而形成不溶、不熔的具有三向網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高聚物。用環(huán)氧樹脂制成的材料具有較好的粘接強度和耐化學(xué)性能，但環(huán)氧樹脂易燃且離火持續(xù)自燃。

中國專利申請201310163007.0公開了一種不含有鹵素系阻燃材、紅磷、磷酸酯而具有優(yōu)異阻燃性的復(fù)合材料的環(huán)氧樹脂組合物、以及使用上述環(huán)氧樹脂組合物的預(yù)浸料及纖維增強復(fù)合材料。即，將包含下述式（a）表示的化合物（a）的含磷環(huán)氧樹脂（A）、酚醛清漆型環(huán)氧樹脂（C）、環(huán)氧樹脂用固化劑（D）作為必須成分的環(huán)氧樹脂組合物。含有上述環(huán)氧樹脂組合物而成的預(yù)浸料。將上述預(yù)浸料進行固化得到的纖維增強復(fù)合材料。但是不含鹵素類阻燃劑或紅磷，這樣的制備成本較高，而且其彎曲強度較小，使得其應(yīng)用受到范圍限制。

中國專利申請201210213076.3公開了一種阻燃環(huán)氧樹脂納米復(fù)合材料，它以雙酚A環(huán)氧樹脂為基體材料，將9，10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物作為阻燃劑，間苯二胺為固化劑，采用4，4-二氨基-3，3二叔丁基二苯甲烷修飾的碳納米管為納米填料，制備阻燃環(huán)氧樹脂納米復(fù)合材料，其力學(xué)性能和阻燃性能同時得到較大的提高。與純環(huán)氧樹脂相比，拉伸強度和彎曲強度分別提高了13％和25％；熱釋放速率降低29％。雖然同時具備阻燃性能和耐磨性，但是二者的綜合性能不高，阻燃性能好則彎曲強度不高，彎曲強度高則阻燃效果不明顯。

發(fā)明內(nèi)容

????本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種阻燃環(huán)氧樹脂復(fù)合材料及其制備方法，阻燃環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的彎曲強度和阻燃效果優(yōu)異。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種阻燃環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，包括以下重量份計的原料：環(huán)氧氯丙烷100～200份、二酚基甲烷（雙酚F）200～220份、碳酸鉀50～90份、5-氯-N-甲基靛紅酸酐100～180份、2,3-二氯苯甲酸40～100份、N-甲基-4-氨基苯酚硫酸鹽60～200份、對甲氧基苯乙胺20～40份、4-氨基丁酸150～200份、有機磷類阻燃劑100～280份、聚偏磷酸40～120份、增塑劑40～80份。

作為本發(fā)明的進一步改進，復(fù)合材料包括以下重量份計的原料：環(huán)氧氯丙烷100～150份、二酚基甲烷100～220份、碳酸鉀50～60份、5-氯-N-甲基靛紅酸酐120～150份、2,3-二氯苯甲酸50～80份、N-甲基-4-氨基苯酚硫酸鹽100～150份、對甲氧基苯乙胺25～35份、4-氨基丁酸180～200份、有機磷類阻燃劑150～200份、聚偏磷酸100～110份、增塑劑50～70份。