[发明专利]一种具备阻燃和形状记忆性能的复合材料及其制备方法

说明书

本发明属于多功能复合材料技术领域，具体涉及一种具备阻燃和形状记忆性能的复合材料及其制备方法。其中，所述复合材料包括以下重量份数的组分：水性环氧树脂30～40份、阻燃剂3～30份、固化剂7～10份。本发明的复合材料采用水性环氧树脂为基体，通过水性环氧树脂与阻燃剂的共混，冷冻干燥后进行压模固化成型，制备方法简单，成型效率高；制得的复合材料兼具阻燃和形状记忆性能。

技术领域

本发明属于多功能复合材料技术领域，具体涉及一种具备阻燃和形状记忆性能的复合材料及其制备方法。

背景技术

环氧树脂(ER)是重要的热固性聚合物之一，由于其优异的机械刚性和韧性、良好的耐溶剂性和耐化学性、以及优异的附着力，被普遍应用于涂料、胶粘剂、电子绝缘材料以及先进材料等诸多领域。但是，由于自身高度的易燃性限制了它广泛的应用。普通的环氧树脂材料具有高度的易燃性，一旦被点燃，火焰传播速度快，热释放速率大，易产生有焰低落物并伴随浓烟生成，对火灾扩大化和人员逃生造成潜在威胁。

随着对材料安全性的要求日益增高，对环氧树脂的耐热阻燃性能的要求也不断在提高。然而，传统的添加剂型阻燃无法满足阻燃、绝缘、力学性能优异以及与基体相容性好等要求；使用反应型阻燃剂，即将阻燃元素，如氯、溴等元素引入环氧树脂基体中，可以有效提高环氧树脂的氧指数，但是，卤系阻燃剂在燃烧是会放出有毒的卤化氢、卤化二苯并二噁英等物质，并且废弃后对环境污染较大，因而应用受到限制。目前的研究和应用已经转向环境友好型的无卤阻燃环氧树脂，其中主要是含有磷环氧树脂和硅系阻燃环氧树脂，从而使具有阻然性能的环氧树脂复合材料在覆铜板、封装材料、粘结剂等有着广泛的应用。例如，公开号为CN107057517A的专利文献公开了一种倍半硅氧烷交联的硅氮磷协同阻燃水性环氧树脂，该水性环氧树脂是由40～80wt％环氧树脂基料、2～12wt％含硅氮磷的倍半硅氧烷环氧树脂固化剂、0.5～2wt％固化促进剂、5～20wt％发泡剂、5～20wt％成炭剂、3～20wt％成炭催化剂、2～12wt％颜填料和0.1～2.5wt％流平剂组成，以含硅氮磷的倍半硅氧烷环氧树脂为固化剂，协同成炭剂、发泡剂、成炭催化剂显著改善水性环氧树脂的阻燃性能。

在目前发展的阻燃环氧树脂中，尚不具有形状记忆效应。而形状记忆材料作为一类重要的功能材料，自20世纪80年代以来得到迅速发展，并且在航空航天、电力电子、医疗、包装、智能控制系统等领域具有广泛的应用。因此，本领域亟需开发一种兼具形状记忆和阻燃性能的复合材料。

发明内容

基于现有技术中存在的上述不足，本发明提供一种具备阻燃和形状记忆性能的复合材料及其制备方法。

为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种具备阻燃和形状记忆性能的复合材料，所述复合材料包括以下重量份数的组分：水性环氧树脂30～40份、阻燃剂3～30份、固化剂7～10份。

作为优选方案，所述复合材料还包括：水溶性石墨烯0.2～0.5份。

作为优选方案，所述水溶性石墨烯为聚多巴胺改性的还原氧化石墨烯。

作为优选方案，所述阻燃剂为聚磷酸铵、六苯氧基环三磷晴或三聚氰胺磷酸盐。

作为优选方案，所述固化剂为胺类固化剂。

作为优选方案，所述固化剂为四乙烯五胺、二乙烯三胺或间苯二胺。

作为优选方案，所述水性环氧树脂的固含量为50～60％。

本发明还提供一种如上任一方案所述的具备阻燃和形状记忆性能的复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将水性环氧树脂、阻燃剂和固化剂按重量份进行配料，混合均匀后得到混合物料；

(2)将混合物料进行冷冻干燥；