[發(fā)明專利]一種阻燃環(huán)氧樹脂復合材料的制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010957594.0
• 申請日: 2020-09-14
• 公開（公告）號: CN112048157A
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發(fā)明（設計）人: 陳佳
• 申請（專利權）人: 陳佳
• 主分類號: C08L63/02
• 分類號: C08L63/02;C08K13/02;C08K5/5313;C08K3/36;C08K3/38;C08K3/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種阻燃環(huán)氧樹脂復合材料的制備方法，其包括如下步驟：合成磷氮阻燃劑PDA?DOPO；將磷氮阻燃劑和氫氧化鎂按比例添加到環(huán)氧樹脂中；加入一定比例的二氧化硅和硼酸鋅，在180℃固化，得到一種具有高阻燃和抑煙性能的環(huán)氧樹脂復合材料。本發(fā)明的技術方案，通過磷氮阻燃劑改性環(huán)氧樹脂，能有效提高阻燃效率，并且添加一定量的二氧化硅和硼酸鋅，使得復合材料表面吸附力強，燃燒時快速成炭，從而增加體系的殘?zhí)剂浚岣咂渥枞己鸵譄熜阅埽?jīng)測試防火等級達到UL?94的V?0級。另外本發(fā)明公開的阻燃環(huán)氧樹脂復合材料通過添加無機?有機磷氮阻燃劑，克服了只添加無機阻燃劑導致聚合加工性能和機械性能差的缺點，具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發(fā)明屬于阻燃環(huán)氧樹脂制備領域，具體涉及一種阻燃煥然樹脂復合材料的制備方法。

背景技術

環(huán)氧樹脂(EP)是泛指分子結構中含有兩個或兩個以上環(huán)氧基團，分子主鏈可以是脂肪族、芳香族或脂環(huán)族的高分子低聚物。單純的環(huán)氧樹脂可以呈現(xiàn)液態(tài)、粘稠態(tài)和固態(tài)等多種形態(tài)。一般不具有良好的力學性能，只有與含有活潑氫物質發(fā)生固化交聯(lián)反應，生成不溶不熔的熱固性高分子聚合物才能體現(xiàn)其應用價值。這使得環(huán)氧樹脂能夠作為一種具有機械性能和電絕緣性能的基礎材料，被大量運用與電子電器制造，工程復合材料和土建筑材料等領域。但是，環(huán)氧樹脂遇火容易燃燒，屬于易燃材料，所以，提高環(huán)氧樹脂的阻燃性顯得尤為重要。

提高環(huán)氧樹脂的阻燃性常用的方法是向體系引入鹵素、氮、硅、磷等元素，其中，向體系引入鹵素的效果最佳。然而，鹵系環(huán)氧樹脂再使用和回收處理過程中，會放出大量污染環(huán)境的有毒煙霧和腐蝕性氣體，比如：鹵化氫、二噁英、苯并呋喃等，這些氣體不僅污染環(huán)境，而且人體吸入之后會損害人的身體器官。阻燃劑是一種能夠賦予聚合物難燃性功能的化工助劑，被普遍應用于各種防火材料當中。一般分為有機阻燃劑和無機阻燃劑，其中，無機阻燃劑遇熱會反生分解，吸收大量的熱使周圍材料溫度下降，同時放出不可燃燒性氣體，阻隔聚合物與氧氣接觸，抑制聚合物燃燒。有機含磷阻燃劑主要有磷酸酯等，目前大多數(shù)有機含磷阻燃劑的阻燃作用在凝聚相上，包括磷酸催化成炭，多孔碳層隔熱隔氧，形成粘稠狀膜覆蓋炭層，抑制火焰燃燒等。

應用于環(huán)氧樹脂的無機阻燃劑有很多，包括氫氧化物和有機硅等，像有機硅等無機阻燃劑的加入能降環(huán)氧樹脂的內(nèi)應力，增加環(huán)氧樹脂的韌性和耐熱性，還能提高環(huán)氧樹脂的阻燃性能。但無機阻燃劑添加到環(huán)氧樹脂中會使聚合物加工性能和機械性能降低，影響聚合物的應用，因此需要將其與其他阻燃劑配合使用，利用協(xié)同效應提高環(huán)氧樹脂的綜合性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種阻燃環(huán)氧樹脂復合材料的制備方法，其制備方法包括如下步驟：

S1：將0.06mol的對羥基苯甲醛和100mL無水乙醇加入三口圓底燒瓶，放置在具有回流、攪拌加熱裝置反應器，在80℃條件下回流4h，然后緩慢加入0.03mol的二乙烯三胺，回流4h，60℃下真空干燥8h，得到亞胺PDA。

S2：將0.04mol的亞胺PDA和0.08mol的9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物(DOPO)加入到三口圓底燒瓶，加入120mL的無水乙醇，攪拌，90℃回流反應24h，冷卻，抽濾洗滌，60℃下真空干燥8h，得到磷氮阻燃劑PDA-DOPO。

S3：將環(huán)氧樹脂、磷氮阻燃劑PDA-DOPO和氫氧化鎂按摩爾比1:1～1.5:0.4～0.8加入到三口圓底燒瓶，然后將圓底燒瓶放置在具有回流、攪拌加熱裝置反應器上室溫下攪拌。

S4：將二氧化硅和硼酸鋅按照質量比1：2～3的比例混合，加入到步驟S3三口圓底燒瓶，然后將反應器溫度升至130℃反應3h。

S5：將步驟S4反應結束的復合物趁熱倒入預先預熱的鐵模具當中，置于干燥箱在140℃固化2h，然后升至180℃固化2h，固化結束后為防止開裂，采用程序降溫，降溫速率為1.5℃/min，降至室溫打開模具得到環(huán)氧樹脂復合材料。