[發明專利]一種含磷無鹵低煙阻燃環氧樹脂復合材料的制備方法

有效

• 申請號: 201710246645.7
• 申請日: 2017-04-16
• 公開（公告）號: CN107011501B
• 公開（公告）日: 2019-09-24
• 發明（設計）人: 雷自強;馬德龍;張哲;王愛勤;王文波;楊志旺
• 申請（專利權）人: 西北師范大學;中國科學院蘭州化學物理研究所
• 主分類號: C08G59/32
• 分類號: C08G59/32;C08G59/50;C08K3/34;C08K3/22;C08K5/098;C08L63/00;C07F9/6593
• 代理公司: 蘭州智和專利代理事務所(普通合伙) 62201
• 代理人: 張英荷

本發明提供了一種新型含磷無鹵低煙阻燃環氧樹脂復合材料的制備方法，是將前體6(4?羥基苯氧基)環三磷磷腈、十六烷基三甲基溴化銨、環氧氯丙烷混合后于80~120℃攪拌1~3h；冷卻到40~55℃，加入NaOH中和，過濾，洗滌，干燥，得到無色透明低黏度含磷環氧樹脂；加熱到100~120℃，在攪拌下加入固化劑、固化促進劑、阻燃抑煙劑、氫氧化鋅和葡萄糖酸鎂，恒溫攪拌溶解1~3 h后倒入模具，先于120℃恒溫固化1~4 h，再于160℃固化0.5~3 h即得。該無鹵低煙阻燃環氧樹脂復合材料具有良好的阻燃能力，同時也具有低煙的性質，而且機械性能良好，可在電子器件，工程建材領域廣泛使用。

技術領域

本發明涉及一種無鹵抑煙阻燃劑的制備，尤其涉及一種含磷無鹵低煙阻燃環氧樹脂復合材料的制備，屬于阻燃材料技術領域和高分子材料技術領域。

背景技術

環氧樹脂是泛指分子中含有兩個或兩個以上環氧基團的有機化合物，其特征是分子結構鏈中含有活潑的環氧基團，環氧基團可以位于分子鏈的末端、中間或成環狀結構。由于分子結構中含有活潑的環氧基團，使它們可與多種類型的固化劑發生交聯反應而形成不溶的具有三維網狀結構的高聚物。固化后的環氧樹脂具有良好的物理、化學性能，對金屬和非金屬材料的表面具有優異的粘接強度，介電性能良好，變形收縮率小，制品尺寸穩定性好，硬度高，柔韌性較好，對堿及大部分溶劑穩定，因而廣泛應用于國防、國民經濟各部門。其具體在以下幾個方面應用最為廣泛：

1、涂料。環氧樹脂在涂料中的應用占較大的比例，它能制成各具特色、用途各異的品種。

2、膠粘劑。環氧樹脂除了對聚烯烴等非極性塑料粘結性不好之外，對于各種金屬材料如鋁、鋼、鐵、銅；非金屬材料如玻璃、木材、混凝土等；以及熱固性塑料如酚醛、氨基、不飽和聚酯等都有優良的粘接性能，因此有萬能膠之稱。環氧膠粘劑是結構膠粘劑的重要品種。

3、電子電器材料。由于環氧樹脂的絕緣性能高、結構強度大和密封性能好等許多獨特的優點，已在高低壓電器、電機和電子元器件的絕緣及封裝上得到廣泛應用，發展很快。主要用于：（1）電器、電機絕緣封裝件的澆注。如電磁鐵、接觸器線圈、互感器、干式變壓器等高低壓電器的整體全密封絕緣封裝件的。（2）廣泛用于裝有電子元件和線路的器件的灌封絕緣。已成為電子工業不可缺少的重要絕緣材料。（3）電子級環氧模塑料用于半導體元器件的塑封。近年來發展極快。由于它的性能優越，大有取代傳統的金屬、陶瓷和玻璃封裝的趨勢。（4）環氧層壓塑料在電子、電器領域應用甚廣。其中環氧覆銅板的發展尤其迅速，已成為電子工業的基礎材料之一。此外，環氧絕緣涂料、絕緣膠粘劑和電膠粘劑也有大量應用。

4、工程塑料和復合材料。環氧工程塑料主要包括用于高壓成型的環氧模塑料和環氧層壓塑料，以及環氧泡沫塑料。環氧工程塑料也可以看作是一種廣義的環氧復合材料。環氧復合材料主要有環氧玻璃鋼（通用型復合材料）和環氧結構復合材料，如拉擠成型的環氧型材、纏繞成型的中空回轉體制品和高性能復合材料。環氧復合材料是化工及航空、航天、軍工等高技術領域的一種重要的結構材料和功能材料。

5、土建材料。主要用作防腐地坪、環氧砂漿和混凝土制品、高級路面和機場跑道、快速修補材料、加固地基基礎的灌漿材料、建筑膠粘劑及涂料等。

雖然環氧樹脂的物理性能非常好，但也有致命的缺點，普通的環氧樹脂非常容易燃燒，其氧指數只有19%左右，存在巨大的火災隱患，尤其是在電子制品領域和建材領域。由環氧樹脂引發的火災事故非常多，因此，如何提高環氧樹脂的阻燃性，使其能夠更加安全的服務于社會是很多科研人員需要解決的問題。

目前，環氧樹脂的阻燃研究主要集中在添加型阻燃劑，雖然當前解決了環氧樹脂燃燒的問題，但是犧牲了環氧樹脂的機械性能，限制了其應用領域。近年來，本征阻燃的研究是一個非常熱門的課題，也是最有希望解決高分子材料阻燃和機械性能相互矛盾的措施。但本征阻燃的缺點是制備成本高，對材料的抑煙能力提升不足。因此，利用本征阻燃和添加型阻燃的優點，將二者結合起來，制備一種無鹵低煙阻燃環氧樹脂復合材料，即能有效解決環氧樹脂的燃燒問題，也能保留環氧樹脂的機械性能，使其具有更廣泛的用途。