[發明專利]一種環氧樹脂用高效阻燃劑分散液及其制備方法

有效

• 申請號: 201710879377.2
• 申請日: 2017-09-26
• 公開（公告）號: CN107663278B
• 公開（公告）日: 2019-08-13
• 發明（設計）人: 范國強;張敏;黃曉明
• 申請（專利權）人: 廣州埃米石墨烯投資管理有限公司
• 主分類號: C08K9/10
• 分類號: C08K9/10;C08K3/04;C08J3/20;C08L63/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 官群

本發明涉及一種環氧樹脂用高效阻燃劑分散液及其制備方法，所述高效阻燃劑分散液由氧化石墨分散于溶劑后再與磷雜吖嗪類化合物復合得到；所述磷雜吖嗪類化合物為5,10?二氫?磷雜吖嗪?10?氧化物及其衍生物。本發明提供的環氧樹脂用高效阻燃劑分散液與環氧樹脂預聚物混溶溫度低，能夠在用量較少的條件下使環氧樹脂體系具有優良的阻燃效果(在用量為2.5份時使環氧樹脂固化物通過UL 94 V?0等級)，而且不影響甚至提高環氧樹脂的力學強度和熱穩定性。

技術領域

本發明涉及阻燃劑技術領域，具體涉及一種適用于環氧樹脂的高效阻燃劑分散液及其制備方法。

背景技術

雙酚A型環氧樹脂(通稱環氧樹脂)具有優異的粘接性、電氣絕緣性、耐化學品性、較高的拉伸強度、良好的制品尺寸穩定性等優點，被廣泛用作膠黏劑、耐腐涂料、絕緣材料、層壓材料等，直接或間接地幾乎遍及所有工業領域，但高度的易燃性使其在應用過程中存在巨大的安全隱患。加入阻燃劑可以賦予環氧樹脂一定的阻燃性，無鹵阻燃是當前的發展方向，其中磷系阻燃劑因具有較高的阻燃效率獲得廣泛關注，如目前9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物(DOPO)及其衍生物較多地應用于環氧樹脂的阻燃，但其質量用量較高，常引起環氧樹脂力學性能和熱學性能明顯下降。

最近華南理工大學的Qinqin Luo等(RSC Advances,2015,5:68476–68484) 發現5,10-二氫-磷雜吖嗪-10-氧化物(DPPA)及其衍生物用于環氧樹脂的阻燃有很好的效果，添加3.2份的DPPA即可使環氧樹脂固化物通過UL 94V-0等級，但即使在如此低的用量下，該類化合物的存在也會使環氧樹脂原有的熱穩定性降低，而且DPPA及其衍生物由于在環氧樹脂預聚物中溶解性能不好，需要加熱到160℃以上才能與環氧樹脂混合均勻。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術中存在的上述不足，提供一種適用于環氧樹脂的高效阻燃劑分散液及其制備方法，該高效阻燃劑分散液用量少，能夠保證環氧樹脂具有良好的阻燃性能，同時能夠降低與環氧樹脂預聚物的混溶溫度，保持甚至提高環氧樹脂原有的熱、力學性能。

為解決上述技術問題，本發明提供的技術方案是：

提供一種環氧樹脂用高效阻燃劑分散液，所述高效阻燃劑分散液由氧化石墨分散于溶劑后再與磷雜吖嗪類化合物復合得到；

所述磷雜吖嗪類化合物為DPPA、H-DPPA、HD-DPPA、HB-DPPA中的一種。

優選的是，所述氧化石墨的制備方法如下：冰浴條件下，以質量份數計，依次加入1份石墨、4～6份高錳酸鉀、15～25份質量濃度為98％的濃硫酸和2～3份質量濃度為85％的磷酸，攪拌2～4h后升溫至55～65℃，反應8～12h，然后將反應液倒入200～300份冰水中，加入5～10份質量濃度為30％的過氧化氫反應1～3h，離心分離，收集底部固體，用質量濃度為4～8％的鹽酸溶液洗滌兩次，再用去離子水洗滌至中性，然后進行過濾，將所得濾餅置于50～60℃的真空干燥箱中干燥，得到黃褐色固體狀產物，即氧化石墨。

按上述方案，所述溶劑為無水乙醇或甲醇，所述氧化石墨與溶劑質量比為1： 50～60。

按上述方案，所述氧化石墨與磷雜吖嗪類化合物質量比為1：8～12。

本發明還提供上述環氧樹脂用高效阻燃劑分散液的制備方法，其步驟如下：將氧化石墨和溶劑混合，攪拌均勻后加入磷雜吖嗪類化合物，繼續攪拌1～2h后進行超聲分散處理，然后在60～80℃下攪拌反應5～6h，得到磷雜吖嗪類化合物包覆氧化石墨烯分散液，即環氧樹脂用高效阻燃劑分散液。

按上述方案，所述超聲分散處理工藝條件為：超聲功率為300～400W，超聲時間為10～30min。

本發明還提供含有上述環氧樹脂用高效阻燃劑分散液的阻燃環氧樹脂。