[发明专利]一种预浸料用无卤阻燃的环氧树脂体系及其制备方法

说明书

本发明涉及一种预浸料用无卤阻燃的环氧树脂体系及其制备方法。所述预浸料用无卤阻燃的环氧树脂体系含有双酚A型环氧树脂、酚醛型环氧树脂、固态环氧树脂、热塑性树脂、固化剂、促进剂和无卤阻燃剂。该产品具有粘度适中、韧性高、耐热性好和机械强度高等特点，且本发明的制备方法简便，树脂混合均匀、质量稳定。

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种无卤阻燃的单组分环氧树脂体系及其制备方法，更具体涉及一种碳纤维预浸料用无卤阻燃的环氧树脂体系及其制备方法。

背景技术

目前，有轨电车、地铁和轻轨则是我国大城市市内交通的主要方式。轨道交通常用的普通热固性树脂主要有不饱和聚酯树脂、酚醛树脂和环氧树脂三大常见树脂。轨道交通用的树脂体系不同于普通的热固性树脂体系，它具有很高的阻燃要求。现今环境保护迫在眉睫，对无卤阻燃体系的呼声也越来越高。

一般而言，热固性树脂的阻燃系统有三种。一是无机阻燃系统，如硼酸锌、氢氧化铝、氢红磷、硼酸钼、氧化硅、氧化锌、氧化镁等，但是无机添加型阻燃剂添加量大，影响树脂的力学性能和热性能，且影响了树脂生产的工艺性。二是卤素阻燃系统，如四氯酸酐、八溴苯醚、十溴二苯醚、溴化聚苯乙烯、四溴双酚A及相关的改性环氧树脂等。卤素阻燃体系阻燃效果好，但是用量大，且燃烧过程泳衣产生大量的毒气和烟，烟毒性能较差。三是无卤阻燃体系，如小分子磷酸酯类、磷杂菲及其衍生物等有机磷。但是无卤阻燃剂在树脂生产中工艺性能较差，而且作为添加型阻燃剂，大多为液体，耐热性较差，与基体环氧树脂相容性较差，想得到力学性能和阻燃性能都较良好的环氧树脂系统较为困难。

为了制备无卤阻燃预浸料用环氧树脂，国内外学者已进行了大量的改性研究工作，目前已形成了一系列的无卤阻燃方法，如磷酸酯或类似物等。专利ZL98808244提供了一种在环氧树脂中加磷酸酯或类似物的方法，该方法应用范围有限，通常磷酸酯化物中的磷酸酯结构易引起水解并产生游离磷酸，从而显著破坏电性能和耐热性及使用可靠性，并且阻燃剂本身不能参与到树脂体系的固化反应中。

为了克服上述缺陷，本领域需要研发性能更优异的无卤阻燃剂，用于配置具有高阻燃性能的环氧树脂组合物。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适合于碳纤维或者玻璃纤维预浸料用的无卤阻燃的环氧树脂体系及其制备和应用。

为了达到以上目的，本发明提供了以下技术方案：

提供了一种预浸料用无卤阻燃的环氧树脂体系，按质量份数计，由包括以下五个组分的原料组成：

优选地，双酚A型环氧树脂具有以下特征：环氧值为0.51-0.56，25℃粘度在8000-11000cp。

优选地，所述酚醛型环氧树脂具有以下特征：环氧值为0.51-0.54，平均分子量600±20。

优选地，所述固态环氧树脂具有以下特征：环氧当量为600-650，软化点在80-85℃左右。

优选地，所述热塑性树脂为选自下组中的一种或多种的组合：聚乙烯醇缩醛树脂、苯氧树脂、聚酰亚胺和聚砜树脂。

优选地，所述固化剂为双氰胺固化剂且粒径在5微米以下。

优选地，所述促进剂为脲类衍生物且粒径在5微米以下

优选地，所述无卤阻燃剂为磷氮阻燃剂。

优选地，所述无卤阻燃剂为成分(1)和成分(2)的共聚物；其中，

成分(1)为选自下组中的一种或多种的组合：双酚A、4,4-联苯二酚、双酚S；

成分(2)为选自下组中的一种或多种的组合：甲苯基二苯基磷酸酯、磷酸甲苯二苯脂。