[发明专利]一种含磷无卤低烟阻燃环氧树脂复合材料的制备方法

说明书

本发明提供了一种新型含磷无卤低烟阻燃环氧树脂复合材料的制备方法，是将前体6(4‑羟基苯氧基)环三磷磷腈、十六烷基三甲基溴化铵、环氧氯丙烷混合后于80~120℃搅拌1~3h；冷却到40~55℃，加入NaOH中和，过滤，洗涤，干燥，得到无色透明低黏度含磷环氧树脂；加热到100~120℃，在搅拌下加入固化剂、固化促进剂、阻燃抑烟剂、氢氧化锌和葡萄糖酸镁，恒温搅拌溶解1~3 h后倒入模具，先于120℃恒温固化1~4 h，再于160℃固化0.5~3 h即得。该无卤低烟阻燃环氧树脂复合材料具有良好的阻燃能力，同时也具有低烟的性质，而且机械性能良好，可在电子器件，工程建材领域广泛使用。

技术领域

本发明涉及一种无卤抑烟阻燃剂的制备，尤其涉及一种含磷无卤低烟阻燃环氧树脂复合材料的制备，属于阻燃材料技术领域和高分子材料技术领域。

背景技术

环氧树脂是泛指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机化合物，其特征是分子结构链中含有活泼的环氧基团，环氧基团可以位于分子链的末端、中间或成环状结构。由于分子结构中含有活泼的环氧基团，使它们可与多种类型的固化剂发生交联反应而形成不溶的具有三维网状结构的高聚物。固化后的环氧树脂具有良好的物理、化学性能，对金属和非金属材料的表面具有优异的粘接强度，介电性能良好，变形收缩率小，制品尺寸稳定性好，硬度高，柔韧性较好，对碱及大部分溶剂稳定，因而广泛应用于国防、国民经济各部门。其具体在以下几个方面应用最为广泛：

1、涂料。环氧树脂在涂料中的应用占较大的比例，它能制成各具特色、用途各异的品种。

2、胶粘剂。环氧树脂除了对聚烯烃等非极性塑料粘结性不好之外，对于各种金属材料如铝、钢、铁、铜；非金属材料如玻璃、木材、混凝土等；以及热固性塑料如酚醛、氨基、不饱和聚酯等都有优良的粘接性能，因此有万能胶之称。环氧胶粘剂是结构胶粘剂的重要品种。

3、电子电器材料。由于环氧树脂的绝缘性能高、结构强度大和密封性能好等许多独特的优点，已在高低压电器、电机和电子元器件的绝缘及封装上得到广泛应用，发展很快。主要用于：（1）电器、电机绝缘封装件的浇注。如电磁铁、接触器线圈、互感器、干式变压器等高低压电器的整体全密封绝缘封装件的。（2）广泛用于装有电子元件和线路的器件的灌封绝缘。已成为电子工业不可缺少的重要绝缘材料。（3）电子级环氧模塑料用于半导体元器件的塑封。近年来发展极快。由于它的性能优越，大有取代传统的金属、陶瓷和玻璃封装的趋势。（4）环氧层压塑料在电子、电器领域应用甚广。其中环氧覆铜板的发展尤其迅速，已成为电子工业的基础材料之一。此外，环氧绝缘涂料、绝缘胶粘剂和电胶粘剂也有大量应用。

4、工程塑料和复合材料。环氧工程塑料主要包括用于高压成型的环氧模塑料和环氧层压塑料，以及环氧泡沫塑料。环氧工程塑料也可以看作是一种广义的环氧复合材料。环氧复合材料主要有环氧玻璃钢（通用型复合材料）和环氧结构复合材料，如拉挤成型的环氧型材、缠绕成型的中空回转体制品和高性能复合材料。环氧复合材料是化工及航空、航天、军工等高技术领域的一种重要的结构材料和功能材料。

5、土建材料。主要用作防腐地坪、环氧砂浆和混凝土制品、高级路面和机场跑道、快速修补材料、加固地基基础的灌浆材料、建筑胶粘剂及涂料等。

虽然环氧树脂的物理性能非常好，但也有致命的缺点，普通的环氧树脂非常容易燃烧，其氧指数只有19%左右，存在巨大的火灾隐患，尤其是在电子制品领域和建材领域。由环氧树脂引发的火灾事故非常多，因此，如何提高环氧树脂的阻燃性，使其能够更加安全的服务于社会是很多科研人员需要解决的问题。

目前，环氧树脂的阻燃研究主要集中在添加型阻燃剂，虽然当前解决了环氧树脂燃烧的问题，但是牺牲了环氧树脂的机械性能，限制了其应用领域。近年来，本征阻燃的研究是一个非常热门的课题，也是最有希望解决高分子材料阻燃和机械性能相互矛盾的措施。但本征阻燃的缺点是制备成本高，对材料的抑烟能力提升不足。因此，利用本征阻燃和添加型阻燃的优点，将二者结合起来，制备一种无卤低烟阻燃环氧树脂复合材料，即能有效解决环氧树脂的燃烧问题，也能保留环氧树脂的机械性能，使其具有更广泛的用途。