[发明专利]无卤阻燃环氧预浸料及其复合材料

说明书

本发明公开了一种无卤阻燃环氧预浸料及其复合材料，包含纤维增强体,其在预浸料中质量含量为50～70％，无卤阻燃环氧树脂其在预浸料中质量含量为50～70％。其中所述无卤阻燃环氧树脂包含如下组分及其质量份数：环氧树脂100份；液体含磷阻燃剂5～30份；粉体含磷阻燃剂10～40份；无机阻燃剂20～100份；固化剂3～6份；促进剂1～5份；热塑性树脂1～10份，其中环氧树脂由双酚型环氧树脂、酚醛型环氧树脂与含磷环氧树脂组成。本发明采用一步法制备无卤阻燃环氧预浸料，简单高效，预浸料具有良好的工艺性能与超长的储存稳定性。本发明的无卤阻燃预浸料所制备的复合材料产品兼具优异的阻燃性能与力学性能，可满足轨道交通领域复合材料防火性能要求。

技术领域

本发明属于高性能纤维复合材料技术领域，涉及一种具有优异阻燃性能的无卤环氧树脂组合物及含该树脂的预浸料与复合材料。

背景技术

纤维复合材料由碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维、芳纶纤维等高性能纤维与环氧树脂或其他树脂组成，具有比强度和比模量高的特性，工艺性良好，成本相对低廉，目前已广泛应用于航空航天、能源交通和电气绝缘等领域，为飞行器部件的轻质化、工程领域的多选择性和电气设备的高可靠性作出了重要贡献。

随着轻量化、节能减排、运行可靠性等对现代轨道列车的要求，及纤维复合材料技术的趋于成熟，复合材料在轨道交通行业的应用得到越来越多的认可和支持，国产碳纤维复合材料在轨道交通的应用市场也越来越广阔。轨道交通车辆用材料除了需要满足力学性能要求之外，还需满足相应的防火测试标准要求。

轨道交通领域阻燃测试标准主要以德标DIN 5510-2与欧盟标准EN 45545-2为参考标准，复合材料阻燃性能需通过DIN 5510 S4级别测试才可满足轨道交通防火要求。目前大多数公开的资料中阻燃环氧复合材料一般通过UL94 V0级，可满足印刷电路板等电子产品领域要求，但该阻燃级别现已无法满足轨道交通领域阻燃要求。CN103562309A公开了一种印刷电路板用树脂组合物、预浸料、层压板，树脂中添加含磷化合物是层压板可通过UL94V0测试。CN 105778413 A公开了一种无卤环氧树脂预浸料及其复合材料，树脂中通过添加含磷酚醛树脂，使复合材料阻燃性能达到UL94 V0级。EP3093329 A1公开了一种阻燃复合材料，其合成了一种含有环三磷腈结构的环氧树脂，制成复合材料阻燃性能为V0级。US2015/0099832 A1公开了一种阻燃环氧预浸料及其复合材料，通过在树脂基体中添加含磷环氧树脂与氢氧化铝，使其复合材料通过V0。EP1359174B1公开了一种阻燃环氧树脂复合材料，在环氧树脂中添加液态磷酸酯阻燃剂与氢氧化铝，使其复合材料达到V0级。

轨道交通轻量化复合材料对复合材料的阻燃要求更高，需具备更高的燃烧等级及低发烟密度与低烟气毒性。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种无卤阻燃环氧树脂预浸料及其复合材料，使用该预浸料制备的复合材料具有优异的阻燃性能，通过DIN 5510测试，燃烧等级S4，烟雾等级SR2，滴落物等级ST2，可应用于轨道交通等防火要求较高的领域。另外，本发明所提供的无卤阻燃预浸料具有良好粘性与铺覆性以及超长室温储存稳定性，其制备的复合材料具有优异的力学性能。

为实现上述技术目的，本发明采取以下技术方案：一种无卤阻燃环氧预浸料及其复合材料由纤维增强材料与无卤阻燃环氧树脂组成，纤维增强材料占预浸料质量比为50～70％，无卤阻燃环氧树脂占预浸料质量比为30～50％，所述的阻燃环氧预浸料通过一步法制备。

本发明所述的一种无卤阻燃环氧预浸料及其复合材料，其中所述的纤维增强体为玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维与芳纶纤维中的一种或两种组合。

本发明所述的一种无卤阻燃环氧预浸料及其复合材料，其中所述的无卤阻燃环氧树脂包含如下组分及各组分质量份数：