[發(fā)明專利]一種基于含鐵硅酸鎳的阻燃環(huán)氧樹脂及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010061841.9
• 申請日: 2020-01-19
• 公開（公告）號: CN111154233B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發(fā)明（設計）人: 聶士斌;金蝶;楊繼年;徐煜軒;楊威
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: C08L63/02
• 分類號: C08L63/02;C08K3/34;C08K3/28
• 代理公司: 安徽順超知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 34120
• 代理人: 陳波;張芳

本發(fā)明提供了一種基于含鐵硅酸鎳的阻燃環(huán)氧樹脂及其制備方法，屬于無鹵阻燃環(huán)氧樹脂技術領域，該阻燃環(huán)氧樹脂含有質量百分比為93～99.9％的環(huán)氧樹脂和0.1～7％的含鐵硅酸鎳；所述環(huán)氧樹脂由環(huán)氧樹脂單體與固化劑組成，所述環(huán)氧樹脂單體質量百分比為70～80％，環(huán)氧固化劑質量百分比為20～30％；本發(fā)明在保證高效阻燃，免滴落以及低煙效果的同時，盡量減少阻燃劑的添加量來減弱將阻燃劑引入環(huán)氧樹脂中所帶來的不利影響，并且降低生產成本。

技術領域

本發(fā)明屬于無鹵阻燃環(huán)氧樹脂技術領域，具體涉及一種基于含鐵硅酸鎳的阻燃環(huán)氧樹脂及其制備方法。

背景技術

環(huán)氧樹脂作為傳統(tǒng)的熱固性塑料之一,由于其具有優(yōu)良的機械性能、對多種基材的高粘附性、良好的耐熱性和耐化學性而被廣泛應用于化學、建筑、電氣、運輸、航空航天、軍事等領域。然而環(huán)氧樹脂是極易燃燒的，極限氧指數(shù)只有21％左右，這嚴重限制了其在高阻燃要求領域的應用。一般通過添加含磷、氮、硅、硼等無鹵阻燃劑來提高環(huán)氧樹脂的阻燃性。另外，層狀硅酸鹽如蒙脫土被報道也可以用來制備阻燃環(huán)氧樹脂。根據(jù)《材料與設計》(MaterialsDesign178(15),107834,2019)介紹，當蒙脫石占體系總質量百分比為2％且納米復合阻燃劑占體系總質量百分比為8％時，雖然制得的阻燃環(huán)氧樹脂的氧指數(shù)比純環(huán)氧樹脂的氧指數(shù)高出11.1％，但是制得的阻燃環(huán)氧樹脂仍滿足不了高阻燃要求的需要，并且與純環(huán)氧樹脂相比，彎曲強度和斷裂應變也有所降低。根據(jù)《火災科學雜志》(Journal ofFire Sciences 34(3):212-225,2016)介紹，當添加質量百分比為10％的聚磷酸銨-蒙脫石納米復合物時，雖然能提高環(huán)氧樹脂的阻燃性，但因所需阻燃劑的添加量較多而影響了環(huán)氧基體的其他性能。

為解決環(huán)氧樹脂易滴落，高燃燒性的問題，多采用將含氮、磷類阻燃劑添加到環(huán)氧基體的方法，這雖然能較好地提高環(huán)氧樹脂的阻燃性能，但由于阻燃劑的添加量較大，導致環(huán)氧基體的其他性能相應地降低，并且生產成本較高。目前，制備出環(huán)境友好的阻燃劑，并以較小的添加量使環(huán)氧樹脂達到高效阻燃效果成為研究的一個熱點。

發(fā)明內容

本發(fā)明提出一種基于含鐵硅酸鎳的阻燃環(huán)氧樹脂及其制備方法，在保證高效阻燃，免滴落以及低煙效果的同時，盡量減少阻燃劑的添加量來減弱將阻燃劑引入環(huán)氧樹脂中所帶來的不利影響，并且降低生產成本。

為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術方案予以實現(xiàn)：

一種基于含鐵硅酸鎳的阻燃環(huán)氧樹脂，含有質量百分比為93～99.9％的環(huán)氧樹脂和0.1～7％的含鐵硅酸鎳；所述環(huán)氧樹脂由環(huán)氧樹脂單體與固化劑組成，所述環(huán)氧樹脂單體質量百分比為70～80％，環(huán)氧固化劑質量百分比為20～30％。

優(yōu)選地，所述環(huán)氧樹脂單體為縮水甘油醚類環(huán)氧樹脂、縮水甘油酯類環(huán)氧樹脂、縮水甘油胺類環(huán)氧樹脂、線型脂肪族類環(huán)氧樹脂、脂環(huán)族類環(huán)氧樹脂中的一種或多種。所述縮水甘油醚類環(huán)氧樹脂為雙酚A型、雙酚F型、雙酚S型、氫化雙酚A型中的一種或多種。

優(yōu)選地，所述環(huán)氧固化劑為脂肪族胺類固化劑、芳族胺類固化劑(二氨基二苯砜DDS、4,4’-二氨基二苯甲烷DDM)、酰胺基胺類固化劑、潛伏固化胺類固化劑中的一種或多種。

優(yōu)選地，合成含鐵硅酸鎳的原料中，含有硅酸鎳和鐵類化合物，以硅酸鎳和鐵類化合物的總量為100％計，含有質量百分比為10～50％的硅酸鎳和50％～90％的鐵類化合物。

優(yōu)選地，合成硅酸鎳的原料組分中，含有硅源和鎳源，以硅源和鎳源的總量為100％計，含有質量百分比為10～40％的硅源和60～90％的鎳源。