[發明專利]一種具有優異阻燃性能的不飽和聚酯樹脂復合材料

在審

• 申請號: 202210598882.0
• 申請日: 2022-05-30
• 公開（公告）號: CN114874601A
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 閔付松;劉鈞源;陶三寶;鎖衛;郎潮;王子凡;蔡承志;李申怡
• 申請（專利權）人: 南京科工煤炭科學技術研究有限公司
• 主分類號: C08L67/06
• 分類號: C08L67/06;C08K3/32;C08K9/00;C08K3/04;B01D19/02
• 代理公司: 南京科闊知識產權代理事務所(普通合伙) 32400
• 代理人: 王清義

本發明公開了一種具有優異阻燃性能的不飽和聚酯樹脂復合材料及其制備方法。該不飽和聚酯樹脂復合體系包含191型不飽和聚酯樹脂單體、固化劑、促進劑、阻燃劑。其中，阻燃劑包括可膨脹石墨(EG)和聚磷酸銨(APP)。其中按重量份數計，不飽和聚酯樹脂單體100重量份，固化劑1?2重量份，促進劑0.5～3重量份，可膨脹石墨1.5?3重量份，聚磷酸銨6?7重量份，經40?80℃固化所得。本發明公開的阻燃型不飽和聚酯樹脂材料，具有非常優異的阻燃性能，且綜合力學性能優于單獨添加等量的可膨脹石墨或聚磷酸銨，使得該材料可以滿足更多使用場景的要求。

技術領域

本發明涉及一種具有優異阻燃性能的不飽和聚酯樹脂復合材料及其制備方法，屬于復合材料及其制備領域。

背景技術

不飽和聚酯樹脂(UP)作為熱固性樹脂的一種，具有優良的力學性能、電性能和耐化學腐蝕等性能，通常以玻璃鋼的形式廣泛地應用于船舶、汽車工業、建材、電氣制品以及軌道交通等行業。但是UP的極限氧指數(LOI)只有19.0％～20.0％，屬于易燃材料，同時由于其碳、氫元素含量高且主鏈帶有較多的芳香基團側基，燃燒過程中會伴隨濃煙和有毒氣體的生成，大大限制了其在眾多領域的應用。因此，研究UP阻燃性并開發出性能優越的UP阻燃復合材料，已成為推廣UP應用的一項重要內容。

近年來，隨著人們環保意識的增強以及國際環保法規的日益嚴格，開發無鹵阻燃劑成為學術界乃至工業界未來的發展趨勢。如今阻燃材料呈低煙、少毒、無鹵化的發展趨勢，目前用于UP的無鹵阻燃劑主要有：金屬氫氧化物、氮系和硼系阻燃劑、有機磷系阻燃劑以及膨脹型阻燃劑。聚磷酸銨(APP)作為無機磷–氮系阻燃劑的一種，具有低毒、抑煙、阻燃效率高的特點。在熱固性樹脂中，APP可單獨作為阻燃劑使用，也可以與其它類型阻燃劑復配使用。APP阻燃劑受熱分解形成聚偏磷酸，能夠促進聚合物脫水成炭，同時在聚合物表面生成熱穩定更高的磷酸類化合物，形成膨脹型炭層隔絕空氣和熱，從而達到阻燃的目的。另外，APP分解會產生多種不可燃氣體，這些不可燃氣體會稀釋可燃氣體及氧氣濃度，從而延緩燃燒反應的進行?？膳蛎浭?EG)是近年來出現的一種新型無鹵阻燃劑，資源豐富、制造簡單、價格低廉、無毒、低煙已成為當前膨脹型阻燃劑研究的熱點。它是利用石墨能形成層間化合物的特性由天然鱗片石墨經化學處理使其形成某種特殊的層間化合物。可膨脹石墨在高溫下體積可膨脹數百倍且膨脹產物有極佳的抗氧化性和耐高溫性因而可作為膨脹阻燃劑使用。

發明內容

本發明的主要目的是針對不飽和聚酯樹脂的易燃問題，提出一種具有非常優良阻燃性能的不飽和聚酯樹脂復合材料及其制備方法。

本發明所采用的技術方案是將可膨脹石墨與聚磷酸銨同時添加到不飽和聚酯樹脂中，并協調其配比，使其在盡可能低的添加量下，保證阻燃性的前提下，盡可能的改善其力學性能。

本發明的一種具有優異阻燃性的不飽和聚酯樹脂復合材料包含不飽和聚酯樹脂單體、固化劑、促進劑、阻燃劑；其中按重量份數計，不飽和聚酯樹脂單體100重量份，固化劑1-2重量份，促進劑0.5～3重量份，可膨脹石墨1.5-3重量份，聚磷酸銨6-7重量份。

進一步的，所述的不飽和聚酯樹脂為鄰苯型通用不飽和聚酯樹脂，在常溫下呈液態，常用的型號有191型。

進一步的，所述固化劑為2-過氧化丁酮，也即過氧化甲乙酮(MEKP)。

進一步的，所述促進劑為濃度為5％的環烷酸鈷溶液，添加比例為1重量份。

進一步的，所述阻燃劑為高聚合度聚磷酸銨6～7重量份，100目的可膨脹石墨1.5～3重量份。

所述的具有優異阻燃性和韌性的不飽和聚酯樹脂復合材料的制備方法包括以下步驟：

步驟1：按照使用需求將0.5～3重量份的促進劑首先加入100重量份不飽和聚酯樹脂中，攪拌均勻(若購買的樹脂中商家已加入促進劑，此步可以跳過，也就是說，不需要再另外加入促進劑)；