[发明专利]一种粉末状无卤阻燃环氧树脂组合物、制备方法及应用

说明书

本发明提供了一种粉末状无卤阻燃环氧树脂组合物、制备方法及应用，本发明粉末状无卤阻燃环氧树脂组合物包括100份环氧树脂，5~40份增韧剂，1~15份固化剂，1~20份助剂，10~90份无卤阻燃剂。该粉末状环氧树脂组合物经过配制混料、熔融挤出、压片破碎、磨粉归集四道工序制得，制造过程无有机溶剂，零排放，产品质量稳定，生产效率高，安全环保。该粉末状无卤阻燃环氧树脂组合物具有良好的浸润性和粘接性。使用上述粉末状无卤阻燃环氧树脂组合物制备的预浸料和复合材料板，成型温度低、成型压力低、成型周期短，阻燃性能达到UL94V‑0级。

技术领域

本发明属于纤维增强树脂基复合材料领域，具体地，本发明涉及一种粉末状无卤阻燃环氧树脂组合物及其制备方法；本发明还涉及一种由前述粉末状无卤阻燃环氧树脂组合物制备的预浸料以及复合材料板。

技术背景

树脂组合物的制备方法有溶液法和热熔法。溶液法是在溶剂中加入可溶性的树脂、固化剂和固化促进剂，搅拌溶解后制得，优点是分散混合均匀、粘度低易于浸渍增强材料，缺点是需使用大量有机溶剂，且有环境污染问题，对难溶树脂不适用。热熔法是将各物料加入混合釜中，加热熔融，并搅拌混合均匀，优点是无溶剂使用，缺点是混合耗时长，对熔点高、熔体粘度大的树脂有局限性。

预浸料是树脂基体在严格控制条件下浸渍连续纤维或者纤维织物，制备成树脂基体与增强体的一种组合物，是制造复合材料的中间材料。预浸料的制备工艺通常有溶液法和热熔法。溶液法是利用含有基体树脂的有机溶液浸渍连续纤维或织物，通过高温干燥除去低沸点的溶剂后得到预浸料。其缺点是预浸料挥发份含量高，且有环境污染问题。热熔法需要先将基体树脂制成厚度均匀的树脂胶膜，然后将两层树脂胶膜与一层连续纤维或织物复合，形成夹层结构，再在一定温度和压力下使树脂胶膜热熔并浸渍到纤维或织物中形成预浸料。其优点是挥发份含量低、无环境污染问题，但缺点是工艺流程复杂，由于物料粘度高，各组分混合均匀耗时长，且脱泡困难。

阻燃材料是添加阻燃剂后能实现阻燃效果的材料。利用阻燃剂可以对材料进行阻燃处理，从而避免材料燃烧以及阻止火势蔓延，促使材料具有消烟性、自熄性以及难燃性。卤系阻燃剂具有阻燃效率高、用量少、对材料性能影响小、应用领域广泛、价格适中等优点，然而部分卤系阻燃材料在环保及安全方面的问题日益显现。

发明专利公开号为CN107406598A公开了一种粉末状乙烯基酯预浸料，其粉末树脂的制备只是通过简单的机械研磨机或空气驱动的粉碎机完成，无法保证各物料的均匀分散；而且预浸料需要低温储存（Tg太低）。发明专利CN104859158A公开了一种热塑性碳纤维复合材料板的制备方法，但其粉末喷涂采用高压喷涂，且浸渍过程为真空浸渍，工艺成本高。发明专利CN105885072A通过粉末表面均匀带有部分可溶性组份的悬浊液浸渍纤维束，蒸干溶剂后收卷制得预浸料。生产过程中需要用到有机溶剂，且涂布后还需蒸除溶剂，存在污染环境、火灾危险及危害健康等问题。

发明内容

本发明针对上述现有树脂组合物、预浸料制备技术中存在的问题，如溶剂法挥发份含量高，且有环境污染问题，热熔法物料分散不均匀，脱泡困难，制备工艺复杂问题，而设计提供了一种粉末状无卤阻燃环氧树脂组合物及其制备方法，以及使用该粉末状无卤阻燃树脂混合物制备的预浸料以及复合材料板。该制备方法工艺简单，物料分散混合均匀，该粉末状树脂混合物可常温储存，易于浸渍增强纤维，预浸料生产便利，且室温储存期长。该粉末状无卤阻燃环氧树脂组合物具有良好的浸润性和粘接性。使用上述粉末状无卤阻燃环氧树脂组合物制备的预浸料和复合材料板，阻燃性能达到UL94V-0级。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供一种粉末状无卤阻燃环氧树脂组合物，其特征在于所述粉末状无卤阻燃环氧树脂组合物，包括（A）100份环氧树脂，（B）5~40份增韧剂，（C）1~15份固化剂，（D）1~20份助剂，（E）10~90份无卤阻燃剂。

上述技术方案中，优选的技术方案，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、酚醛环氧树脂中的至少一种；