[发明专利]无卤阻燃型玻纤增强复合材料用环氧树脂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种无卤阻燃型玻纤增强复合材料用环氧树脂及其制备方法，采用无卤添加型阻燃剂对环氧树脂进行阻燃处理，制备了玻纤增强用环氧树脂。材料组分包括环氧树脂、聚硫橡胶、增韧剂、无卤阻燃剂、促进剂。本发明解决了现有环氧树脂在应用方面难以实现的阻燃性能、基体原有性能和生产成本方面之间的平衡问题，适合工业化生产，有效提高阻燃效率的同时减少了阻燃剂的添加量，降低了生产成本。所制备的环氧树脂极限氧指数29，垂直燃烧V‑0。Tg＝159～164℃，导热系数可达到0.234W/m·K，吸水率＜0.4wt％，介电常数4，固化温度120℃。可广泛用于交通运输、航空航天、复合材料等高新技术领域。

技术领域

本发明涉及一种环氧树脂复合材料及其制备方法，特别是涉及一种阻燃型环氧树脂及其制备方法，应用于无卤阻燃复合材料技术领域。

背景技术

环氧树脂(EP)是一种典型的热固性聚合物，具有优异的机械性能、低介电常数和强耐化学腐蚀性以及收缩率低、加工成型容易、成本低廉等优点，因此在电子电器、建筑涂料、交通运输、航空航天、复合材料等高新技术领域方面得到了非常广泛的应用。但环氧树脂的极限氧指数(LOI)仅为19.8，属于易燃材料，给社会带来火灾安全隐患，因此对其进行阻燃处理意义重大。传统的含卤阻燃剂阻燃效果好，但在燃烧过程中会释放刺激性、腐蚀性的气体，危害健康且造成环境污染，因此，环保无卤体系成为研究领域一个重要的方向。

环三磷腈衍生物具有无卤、高磷氮含量和高效阻燃等特点而备受研究人员关注，但将其用于热固性树脂的阻燃处理中，由于其自身塑化作用若添加量过多会严重影响环氧树脂的后期加工和产品的尺寸稳定性，若添加量过少又不足以满足阻燃要求，同时存在生产成本高的问题。由此可见，难以在阻燃性能、基体原有性能和生产成本三者之间达到一定的平衡。因此，需要开发新型环氧树脂用无卤阻燃剂及基体改性方法，使环氧树脂获得较为理想的综合性能，这成为亟待解决的技术问题。

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种无卤阻燃型玻纤增强复合材料用环氧树脂及其制备方法，有效地提高了环氧树脂的阻燃效率，并减少了阻燃剂的添加用量，降低了生产的成本并克服了现有技术的存在的阻燃性能或力学性能存在的缺陷。所制备得到的环氧树脂具有较好的阻燃性能，极限氧指数(LOI)为30.5，垂直燃烧V-0。玻璃化转变温度Tg＝162℃(基于氟硅桥连五苯氧基环三磷腈的阻燃剂单体)，吸水率为0.2wt％，并具有较高的导热系数(0.234W/m·K)和较低的介电常数＜4.0。

为达到上述发明创造目的，本发明采用如下技术方案：

一种无卤阻燃型玻纤增强复合材料用环氧树脂，该环氧树脂基体部分为A、B双组分，以质量份数计，其材料A组分配方如下：

环氧树脂，200份；

液体端羧基丁腈橡胶(CTBN)，15～30份；

其材料B组分配方如下：

聚硫橡胶，100份；

2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚(DMP-30)，3～10份。

其中，所添加的无卤阻燃剂质量份数为2～10份。

采用液体端羧基丁腈橡胶(CTBN)作为增韧剂，采用2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚(DMP-30)作为促进剂。

作为本发明优选的技术方案，以质量份数计，无卤阻燃型玻纤增强复合材料用环氧树脂的材料组分配方如下：

组分A：

环氧树脂，200份；

液体端羧基丁腈橡胶(CTBN)，15～25份；

组分B：

聚硫橡胶，100份；