[發明專利]一種光固化無鹵阻燃纖維增強復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201610867225.6
• 申請日: 2016-09-29
• 公開（公告）號: CN107880487A
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 王士昊;李東兵;簡凱;楊金梁;聶俊
• 申請（專利權）人: 北京化工大學常州先進材料研究院
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08L63/02;C08L51/06;C08L77/00;C08K5/3492;C08K5/52;C08K5/315;C08K3/22;C08K7/06;C08K3/38;C08K3/16;C08K7/14
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技術領域

本發明涉及阻燃復合材料技術領域，特別涉及一種光固化無鹵阻燃纖維增強復合材料及其制備方法。

背景技術

纖維增強復合材料是由增強纖維材料,如玻璃纖維,碳纖維,芳綸纖維等,與基體材料經過纏繞,模壓或拉擠等成型工藝而形成的復合材料。由于纖維增強復合材料具有如下特點：(1)比強度高，比模量大；(2)材料性能具有可設計性；(3)抗腐蝕性和耐久性能好；(4)熱膨脹系數與混凝土的相近。這些特點使得FRP材料能滿足現代結構向大跨、高聳、重載、輕質高強以及在惡劣條件下工作發展的需要,同時也能滿足現代建筑施工工業化發展的要求,因此被越來越廣泛地應用于各種民用建筑、橋梁、公路、海洋、水工結構以及地下結構等領域中。

隨著纖維增強復合材料的應用日益廣泛，對纖維增強復合材料本身的要求也越來越高，如：防腐、阻燃防火、絕緣、增強防護等等，尤其是纖維增強復合材料的阻燃防火性能，因為纖維增強復合材料阻燃性不好而引發的火災不計其數，造成了巨大的損失。

因此，開發出具有良好阻燃防火性能并且制備工藝簡單、低能耗、高效環保的纖維增強復合材料是一個很重要的研究方向。

發明內容

本發明的技術任務是針對現有技術的不足，提供一種光固化無鹵阻燃纖維增強復合材料及其制備方法，該無鹵阻燃纖維增強復合材料機械性能好，阻燃防火性好，并且制備工藝簡單，低能耗，高效環保。可廣泛地應用于各種民用建筑、橋梁、公路、海洋、水工結構以及地下結構等領域中。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

(1)本發明提供一種光固化無鹵阻燃纖維增強復合材料的配方，其特征在于，配方組分如下：

環氧樹脂10-50份；

光引發劑0.1-2份；

增容劑5-10份；

無鹵阻燃劑10-25份；

阻燃協效劑5-15份；

纖維增強復合材料15-35份。

(2)所述環氧樹脂是指縮水甘油醚類環氧樹脂、縮水甘油酯類環氧樹脂、縮水甘油胺類環氧樹脂、脂環族環氧樹脂中的一種或多種。

(3)所述光引發劑是指碘鎓鹽、硫鎓鹽、茂鐵鹽中的一種或多種。

(4)所述增容劑為EDPM-g-MAH或POE-g-MAH。

(5)所述無鹵阻燃劑為氰脲酸、氰脲酸衍生物、三聚氰胺聚磷酸鹽、胍鹽和雙氰胺鹽中的至少一種。

(6)所述的阻燃協效劑為氯化鐵、硼酸鋅、氧化鎂和氧化鋁中的至少一種。

(7)所述增強纖維是指由玻璃纖維、碳纖維、尼龍纖維等所制成的短切紗、纖維布、纖維氈及表面氈中的一種或幾種。

(8)上述光固化無鹵阻燃纖維增強復合材料的制備方法，其特征在于包括以下具體操作步驟：

步驟一：按重量配比稱取環氧樹脂、光引發劑、無鹵阻燃劑、阻燃協效劑，并加入高速攪拌機中混合均勻。

步驟二：將增強纖維與步驟一中混合物料進行浸漬。

步驟三：將步驟二中浸漬好的增強纖維置于紫外光下進行照射、固化。得到無鹵阻燃纖維增強復合材料。

(9)本發明的增容劑中的聚烯烴主鏈能夠與環氧樹脂相結合，馬來酸酐(MAH)可以和環氧樹脂分子鏈中的酯鍵反應相結合，因此本發明的增容劑能夠顯著提高體系相容性，從而提高PP/TPU的機械性強度。同時，MAH的極性鍵和無鹵阻燃劑以及MCA極性鍵粘結力好，從而促進阻燃在合金中的分散以及提高阻燃劑和樹脂的粘結力。

(10)本發明的制備方法工藝簡單，操作控制方便，質量穩定，生產效率高，生產成本低，可大規模工業化生產。與現有技術相比，本發明的光固化無鹵阻燃纖維增強復合材料及其制備方法的有益效果是：

1：本發明制備得到的光固化無鹵阻燃纖維增強復合材料的物理力學性能、加工性能、表面外觀性能良好、阻燃性能優良。

2：本發明的制備工藝簡單，低能耗，高效環保。可廣泛地應用于各種民用建筑、橋梁、公路、海洋、水工結構以及地下結構等領域中。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明的光固化無鹵阻燃纖維增強復合材料及其制備方法作以下詳細地說明。

實施例1

將20份E44環氧樹脂和0.1份光引發劑4,4-二甲基-二苯基碘翁六氟磷酸放入帶有高速攪拌器的混合容器中，然后加入5份EDPM-g-MAH及10份氰脲酸，5份氯化鐵，高速攪拌20分鐘后得到混合物料。將混合物料與15份玻璃纖維進行浸漬10分鐘，取出瀝干，在紫外燈下照射固化后得到產品1。

實施例2