[发明专利]一种基于含铁硅酸镍的阻燃环氧树脂及其制备方法

说明书

本发明提供了一种基于含铁硅酸镍的阻燃环氧树脂及其制备方法，属于无卤阻燃环氧树脂技术领域，该阻燃环氧树脂含有质量百分比为93～99.9％的环氧树脂和0.1～7％的含铁硅酸镍；所述环氧树脂由环氧树脂单体与固化剂组成，所述环氧树脂单体质量百分比为70～80％，环氧固化剂质量百分比为20～30％；本发明在保证高效阻燃，免滴落以及低烟效果的同时，尽量减少阻燃剂的添加量来减弱将阻燃剂引入环氧树脂中所带来的不利影响，并且降低生产成本。

技术领域

本发明属于无卤阻燃环氧树脂技术领域，具体涉及一种基于含铁硅酸镍的阻燃环氧树脂及其制备方法。

背景技术

环氧树脂作为传统的热固性塑料之一,由于其具有优良的机械性能、对多种基材的高粘附性、良好的耐热性和耐化学性而被广泛应用于化学、建筑、电气、运输、航空航天、军事等领域。然而环氧树脂是极易燃烧的，极限氧指数只有21％左右，这严重限制了其在高阻燃要求领域的应用。一般通过添加含磷、氮、硅、硼等无卤阻燃剂来提高环氧树脂的阻燃性。另外，层状硅酸盐如蒙脱土被报道也可以用来制备阻燃环氧树脂。根据《材料与设计》(MaterialsDesign178(15),107834,2019)介绍，当蒙脱石占体系总质量百分比为2％且纳米复合阻燃剂占体系总质量百分比为8％时，虽然制得的阻燃环氧树脂的氧指数比纯环氧树脂的氧指数高出11.1％，但是制得的阻燃环氧树脂仍满足不了高阻燃要求的需要，并且与纯环氧树脂相比，弯曲强度和断裂应变也有所降低。根据《火灾科学杂志》(Journal ofFire Sciences 34(3):212-225,2016)介绍，当添加质量百分比为10％的聚磷酸铵-蒙脱石纳米复合物时，虽然能提高环氧树脂的阻燃性，但因所需阻燃剂的添加量较多而影响了环氧基体的其他性能。

为解决环氧树脂易滴落，高燃烧性的问题，多采用将含氮、磷类阻燃剂添加到环氧基体的方法，这虽然能较好地提高环氧树脂的阻燃性能，但由于阻燃剂的添加量较大，导致环氧基体的其他性能相应地降低，并且生产成本较高。目前，制备出环境友好的阻燃剂，并以较小的添加量使环氧树脂达到高效阻燃效果成为研究的一个热点。

发明内容

本发明提出一种基于含铁硅酸镍的阻燃环氧树脂及其制备方法，在保证高效阻燃，免滴落以及低烟效果的同时，尽量减少阻燃剂的添加量来减弱将阻燃剂引入环氧树脂中所带来的不利影响，并且降低生产成本。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种基于含铁硅酸镍的阻燃环氧树脂，含有质量百分比为93～99.9％的环氧树脂和0.1～7％的含铁硅酸镍；所述环氧树脂由环氧树脂单体与固化剂组成，所述环氧树脂单体质量百分比为70～80％，环氧固化剂质量百分比为20～30％。

优选地，所述环氧树脂单体为缩水甘油醚类环氧树脂、缩水甘油酯类环氧树脂、缩水甘油胺类环氧树脂、线型脂肪族类环氧树脂、脂环族类环氧树脂中的一种或多种。所述缩水甘油醚类环氧树脂为双酚A型、双酚F型、双酚S型、氢化双酚A型中的一种或多种。

优选地，所述环氧固化剂为脂肪族胺类固化剂、芳族胺类固化剂(二氨基二苯砜DDS、4,4’-二氨基二苯甲烷DDM)、酰胺基胺类固化剂、潜伏固化胺类固化剂中的一种或多种。

优选地，合成含铁硅酸镍的原料中，含有硅酸镍和铁类化合物，以硅酸镍和铁类化合物的总量为100％计，含有质量百分比为10～50％的硅酸镍和50％～90％的铁类化合物。

优选地，合成硅酸镍的原料组分中，含有硅源和镍源，以硅源和镍源的总量为100％计，含有质量百分比为10～40％的硅源和60～90％的镍源。