[发明专利]一种环氧树脂与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种环氧树脂与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料及其制备方法与应用，属于阻燃复合材料领域。本环氧树脂与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料，按重量份计，由环氧树脂70‑90份，气相阻燃剂1.5‑5份，凝聚相阻燃剂1.5‑5份，胺类固化剂5‑15份和抗氧剂0.5份组成。本发明还公开了上述环氧树脂与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料的制备方法及其应用。本环氧树脂与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料能够形成双基协效和三元素协效作用，具有优异的阻燃性能、优异界面相容性和优异机械力学性能。

技术领域

本发明属于阻燃复合材料领域，具体涉及一种环氧树脂与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料及其制备方法与应用。

背景技术

环氧树脂(Thermoplastic polyurethanes)名称为热塑性聚氨酯弹性体，拥有优异的附着力、低粘度、良好的耐曲挠性、优异的耐磨性、高光泽度、耐候性能优等优势。被广泛应用于球型联轴节、防尘盖、踏板刹车器、门锁撞针、衬套、板簧衬套、轴承、防震部件、内外装饰件、防滑链、各种齿轮、密封件、连接器、高压管、油压管、气压管、燃料管、涂敷管、输送管、板材、键盘板、电缆、罐类等零部件，但环氧树脂易燃烧，燃烧时熔滴现象严重，使环氧树脂在产品对阻燃性能要求的领域受到限制，因此，对环氧树脂进行阻燃改性是非常有必要的。

目前主要将含卤阻燃剂(主要是多溴联苯化合物)应用到环氧树脂树脂中，这类有卤阻燃剂在环氧树脂材料种有良好的阻燃效果，但含卤阻燃剂在燃烧或高温加工时会放出有毒、腐蚀性气体和烟雾。造成环境污染，危害人类健康，自欧盟2003年公布WEEE和RoHS以来，以及人们对环境生活质量要求也越来越高，并且国家的各种环保文件陆续出台，因此，高分子阻燃材料的趋势将以无卤为主。

在众多的无卤阻燃剂中，磷系阻燃剂已成为阻燃领域的研究热点。含磷杂菲化合物及其衍生物是一种新型的阻燃剂，具有优异的阻燃性能而被广泛用于聚合物基无卤阻燃复合材料。磷杂菲不仅比一般未成环的有机磷酸酯热稳定性和化学稳定性好，还具有低含磷量、无卤、低烟、无毒、不迁移和阻燃持久等优点。

但是磷系阻燃剂也有其不足，该类阻燃剂在燃烧后成炭的炭层结构强度和致密性差，隔氧隔热能力弱；而且，该类阻燃剂与聚合物基体或增强材料之间的相容性差，从而使该类阻燃剂在使用时其机械力学性能下降；磷杂菲阻燃剂及其衍生物的阻燃作用主要以气相阻燃为主，凝聚相阻燃作用较弱。

因此需要提出一种新的环氧树脂阻燃复合材料以解决现有技术的不足。

发明内容

本发明的目的之一，是提供一种环氧树脂与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料。本发明的环氧树脂与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料形成双基协效和三元素协效作用，具有优异的阻燃性能、优异界面相容性和优异机械力学性能。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种环氧树脂与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料，按重量份计，由环氧树脂70-90份，气相阻燃剂2-5份，凝聚相阻燃剂2-5份，胺类固化剂5-15份和抗氧剂0.5份组成。

本发明的环氧树脂与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料的有益效果是：

(1)通过气相阻燃剂、凝聚相阻燃剂与环氧树脂中的活性基团发生反应，产生交联网状结构，增强界面结构，使得阻燃性能和界面粘结力增强，从而有效地增加了环氧树脂阻燃复合材料的机械性能。

(2)加入气相阻燃剂，其阻燃机理是以气相阻燃；加入凝聚相阻燃剂，其阻燃机理是凝聚阻燃。这两种阻燃剂基于两种阻燃机理，形成协效阻燃，从而提高了环氧树脂阻燃复合材料的阻燃性能，阻燃效果明显好于添加单一阻燃剂的环氧树脂复合材料。

(3)本发明的环氧树脂与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料各原料来源广泛，易于获取，成本低廉，且使用效果好。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。