[发明专利]一种光固化无卤阻燃纤维增强复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及阻燃复合材料技术领域，特别涉及一种光固化无卤阻燃纤维增强复合材料及其制备方法。

背景技术

纤维增强复合材料是由增强纤维材料,如玻璃纤维,碳纤维,芳纶纤维等,与基体材料经过缠绕,模压或拉挤等成型工艺而形成的复合材料。由于纤维增强复合材料具有如下特点：(1)比强度高，比模量大；(2)材料性能具有可设计性；(3)抗腐蚀性和耐久性能好；(4)热膨胀系数与混凝土的相近。这些特点使得FRP材料能满足现代结构向大跨、高耸、重载、轻质高强以及在恶劣条件下工作发展的需要,同时也能满足现代建筑施工工业化发展的要求,因此被越来越广泛地应用于各种民用建筑、桥梁、公路、海洋、水工结构以及地下结构等领域中。

随着纤维增强复合材料的应用日益广泛，对纤维增强复合材料本身的要求也越来越高，如：防腐、阻燃防火、绝缘、增强防护等等，尤其是纤维增强复合材料的阻燃防火性能，因为纤维增强复合材料阻燃性不好而引发的火灾不计其数，造成了巨大的损失。

因此，开发出具有良好阻燃防火性能并且制备工艺简单、低能耗、高效环保的纤维增强复合材料是一个很重要的研究方向。

发明内容

本发明的技术任务是针对现有技术的不足，提供一种光固化无卤阻燃纤维增强复合材料及其制备方法，该无卤阻燃纤维增强复合材料机械性能好，阻燃防火性好，并且制备工艺简单，低能耗，高效环保。可广泛地应用于各种民用建筑、桥梁、公路、海洋、水工结构以及地下结构等领域中。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

(1)本发明提供一种光固化无卤阻燃纤维增强复合材料的配方，其特征在于，配方组分如下：

环氧树脂10-50份；

光引发剂0.1-2份；

增容剂5-10份；

无卤阻燃剂10-25份；

阻燃协效剂5-15份；

纤维增强复合材料15-35份。

(2)所述环氧树脂是指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、脂环族环氧树脂中的一种或多种。

(3)所述光引发剂是指碘鎓盐、硫鎓盐、茂铁盐中的一种或多种。

(4)所述增容剂为EDPM-g-MAH或POE-g-MAH。

(5)所述无卤阻燃剂为氰脲酸、氰脲酸衍生物、三聚氰胺聚磷酸盐、胍盐和双氰胺盐中的至少一种。

(6)所述的阻燃协效剂为氯化铁、硼酸锌、氧化镁和氧化铝中的至少一种。

(7)所述增强纤维是指由玻璃纤维、碳纤维、尼龙纤维等所制成的短切纱、纤维布、纤维毡及表面毡中的一种或几种。

(8)上述光固化无卤阻燃纤维增强复合材料的制备方法，其特征在于包括以下具体操作步骤：

步骤一：按重量配比称取环氧树脂、光引发剂、无卤阻燃剂、阻燃协效剂，并加入高速搅拌机中混合均匀。

步骤二：将增强纤维与步骤一中混合物料进行浸渍。

步骤三：将步骤二中浸渍好的增强纤维置于紫外光下进行照射、固化。得到无卤阻燃纤维增强复合材料。

(9)本发明的增容剂中的聚烯烃主链能够与环氧树脂相结合，马来酸酐(MAH)可以和环氧树脂分子链中的酯键反应相结合，因此本发明的增容剂能够显著提高体系相容性，从而提高PP/TPU的机械性强度。同时，MAH的极性键和无卤阻燃剂以及MCA极性键粘结力好，从而促进阻燃在合金中的分散以及提高阻燃剂和树脂的粘结力。

(10)本发明的制备方法工艺简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率高，生产成本低，可大规模工业化生产。与现有技术相比，本发明的光固化无卤阻燃纤维增强复合材料及其制备方法的有益效果是：

1：本发明制备得到的光固化无卤阻燃纤维增强复合材料的物理力学性能、加工性能、表面外观性能良好、阻燃性能优良。

2：本发明的制备工艺简单，低能耗，高效环保。可广泛地应用于各种民用建筑、桥梁、公路、海洋、水工结构以及地下结构等领域中。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的光固化无卤阻燃纤维增强复合材料及其制备方法作以下详细地说明。

实施例1

将20份E44环氧树脂和0.1份光引发剂4,4-二甲基-二苯基碘翁六氟磷酸放入带有高速搅拌器的混合容器中，然后加入5份EDPM-g-MAH及10份氰脲酸，5份氯化铁，高速搅拌20分钟后得到混合物料。将混合物料与15份玻璃纤维进行浸渍10分钟，取出沥干，在紫外灯下照射固化后得到产品1。

实施例2