[发明专利]一种阻燃剂组合物及其应用

说明书

技术领域

本发明属于隔热材料和阻燃材料，特别涉及一种具有高隔热高阻燃的酚醛树脂复合材料及其制备方法与用途。 

背景技术

酚醛／玻纤预浸料的复合材料具有优异的阻燃性能、良好的耐高温性能和突出的性价比，在注塑、挤出或热压的高端工艺装备、航空航天以及电工电器绝缘等高技术领域得到了广泛应用。典型的应用包括注塑机、挤出机或热压机的隔热板，注塑、挤出或热压成型的模具，及应用于大型飞机的地板、壁板或天花板等内装饰、电子电器用绝缘线路板等。 

传统的酚醛／玻纤预浸料的复合材料一般采用溶液浸胶法进行制备，这种制备方法的主要特点是必须采用有机溶剂如乙醇将酚醛树脂和其它添加剂稀释并混合均匀。由于酚醛树脂混合液的密度一般在0.8～1.3g/cm³之间，这要求所添加的功能填料的密度范围也必须在0.8～1.3g／cm³之间。浸胶过程中如果功能填料的密度过大则会出现“颗粒沉降”并导致材料的均匀性较差，功能填料的密度过小则会出现“填料漂浮”从而导致均匀浸胶不能实现。由此可见，传统的酚醛／玻纤预浸料的复合材料虽然阻燃性能和力学性能优异，但有机溶剂的成本高，材料的密度大，隔热保温性能有待进一步提高。 

热熔法制备酚醛预浸料的复合材料一直是全世界所关注的一个研究热点，该方法可以有效克服传统溶液浸胶法所固有的缺点。美国专利US6391959B1采用聚乙烯醇缩甲醛等热塑性高聚物对B阶段酚醛树脂进行增韧改性，成功制备出了酚醛树脂热熔胶膜并实现了酚醛预浸料的热熔预浸。但该专利所公开的酚醛预浸料的复合材料的密度和隔热保温性能仍与传统酚醛预浸料的复合材料相当。 

随着全世界能源危机的渐趋紧张和环境问题的日益突出，轻质化、低碳化和节能化已经成为新一代交通工具如大型飞机、新一代高端工艺装备如注塑机、 挤出机或热压机等的重要发展方向。本发明采用低密度的空心玻璃微球结合热塑性聚合物对B阶段酚醛树脂的粘度和韧性进行调控优化，使酚醛树脂膜的粘度和韧性适中，适于热熔预浸工艺，所制备的具有高隔热性能的酚醛树脂复合材料的密度在1～1.7g/cm³、导热系数在0.1～0.3W／m·K范围可调，具有优异的隔热性能、力学性能和阻燃性能。 

发明内容

本发明的目的之一是提供具有密度和隔热性能可调控、隔热保温性能良好、阻燃性能突出等优点的具有高隔热性能和阻燃性能的酚醛树脂复合材料；本发明的目的之二是提供一种具有高隔热性能的酚醛树脂复合材料的制备方法；本发明的目的之三是提供具有高隔热性能和阻燃性能的酚醛树脂复合材料的用途。 

为解决上述问题，本发明的技术方案如下： 

一种高隔热高阻燃复合材料，其包含按重量百分数计的如下组分： 

其中，热塑性增韧剂的重量百分数如果大于25％，将会导致复合材料的耐热性能和阻燃性能明显下降；空心玻璃微球的重量百分数如果大于30％，将会导致酚醛树脂不能成膜，无法实现热熔预浸料制备。 

作为优选方案，所述各组分的重量百分数为： 

作为优选方案，所述酚醛树脂在160℃下的凝胶时间为1～10min，优选为1～5min。 

作为优选方案，所述热塑性增韧剂选自聚乙烯醇缩甲醛、聚乙醇缩丁醛、端羧基聚丁二烯、端羟基聚丁二烯中的至少一种。 

作为优选方案，所述空心玻璃微球选自硼硅酸盐类空心微球，所述硅酸盐类空心微球的粒径范围为2～250um，堆积密度为0.1～0.4g／cm³，抗压强度为2～60MPa。 

作为优选方案，所述偶联剂选自硅烷偶联剂、钛酸酯类偶联剂、铝酸酯类偶联剂中的至少一种。 

作为优选方案，所述纤维增强材料选自玻璃纤维单向带、玻璃纤维布、玻璃纤维毡中的一种。 

作为优选方案，所述纤维增强材料为面重100～800g／cm³的无碱玻璃纤维布及面重100～800g／cm³的无碱玻璃纤维毡。 

一种制备本发明所述的高隔热高阻燃复合材料的方法，其包括如下步骤： 

a)在有机溶剂中依次加入偶联剂和空心玻璃微球，混合30～60min后加入热塑性增韧剂，混合搅拌均匀，得到空心玻璃微球/热塑性增韧剂混合液；