[发明专利]一种中温快速固化阻燃环氧树脂及其制备方法

说明书

本发明是一种中温快速固化阻燃环氧树脂及其制备方法，本发明的环氧树脂不含卤素，树脂中所含磷元素、氮元素、金属氧化物在设定的配比下与酚醛基环氧树脂产生协同阻燃效果，使得材料在燃烧时同时进行凝聚相阻燃及气相阻燃，由其制备的预浸料/复合材料阻燃性能优异，满足DIN5510(S4/ST2/SR2)、UL‑94(V‑0)、EN45545(HL3)和TB/T 3237(A)以及FAR25、CCAR等要求。

技术领域

本发明是一种中温快速固化阻燃环氧树脂及其制备方法，属于复合材料技术领域。

背景技术

环氧树脂及其连续纤维增强的预浸料/复合材料具有工艺性好、力学性能优异以及轻质高强等特点，在航空、航天、兵器、舰船以及建筑和交通等领域得到了广泛的应用。

随着装备的发展，对复合材料要求越来越高，结构功能一体化复合材料成为了复合材料的一个重要发展方向。目前阻燃性能好的树脂基复合材料主要以酚醛基复合材料为主，但是酚醛树脂存在力学性能和工艺性能差、且工艺过程或使用过程中有游离酚和甲醛放出等问题。同时酚醛树脂基复合材料所用的预浸料基本采用溶剂法制备，对环境造成较大污染，而溶剂回收和处理的成本也较高，制备的酚醛预浸料储存期短(一般不超过一周)，需要冷藏运输和储备。上述原因使得酚醛树脂基阻燃复合材料难以全面满足先进装备对力学性能及环境安全性能的要求。

普通的环氧树脂易燃，并且产生大量的烟甚至毒性气体，热释放率高，其制备的复合材料不具有阻燃性能，防火防毒安全性较差，无法满足航空航天、轨道交通、舰船等工业领域提出的高防火安全性的要求。但通过树脂改进，环氧树脂在保持其优异力学性能、耐热性能、工艺性能以及耐腐蚀等性能的同时，可以实现其阻燃性能的提高，满足轨道交通、航空航天以及舰船、建筑等领域对复合材料阻燃性能的要求。

发明内容

本发明正是针对上述现有技术状况而设计提供一种中温快速固化阻燃环氧树脂及配制方法，其目的是给预浸料的制备提供一种能够阻燃的环氧树脂。采用该种环氧树脂制备的复合材料的阻燃性满足DIN5510(S4/ST2/SR2)、UL-94(V-0)、EN45545(HL3)、TB/T3237(A)以及FAR25和CCAR要求，并具有优良的力学性能、耐热性等综合性能，可以应用于航空航天飞行器内饰、轨道交通内饰、舰船内饰等结构。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明技术方案提供了一种中温快速固化阻燃环氧树脂，其特征在于：该环氧树脂的化学组分及质量份数比为：

其中：

所述环氧树脂为双酚A型酚醛环氧树脂、邻甲酚型酚醛环氧树脂、苯酚甲醛环氧树脂中的一种或几种的混合物；或A型酚醛环氧树脂、邻甲酚型酚醛环氧树脂、苯酚甲醛环氧树脂中的一种或几种的混合物；或二官能环氧树脂、三官能环氧树脂、DOPO型液体含磷环氧树脂、DOPO-HQ型含磷环氧树脂、双环戊二烯苯酚型环氧树脂中的一种或几种的混合物组合；

所述固化剂为双氰胺、改性双氰胺、咪唑、双马来酰亚胺改性咪唑BC或单马来酰亚胺改性咪唑SBC中的一种或几种的混合物；

所述促进剂为N,N″-(4-甲基-1,3-亚苯基)双(N′,N′-二甲脲)(U-24M)、N，N-二甲基脲基甲苯、改性脲NK-MD、咪唑中的一种或几种的混合物；

所述阻燃剂包括三聚氰胺氰尿酸盐和聚磷酸铵，或三聚氰胺氰尿酸盐和聚磷酸铵再和三氧化二锑、氢氧化镁、氢氧化铝、三聚磷酸铝、磷酸三甲苯酯、亚磷酸三苯酯、甲基膦酸二甲酯、二乙基次膦酸铝中的一种或几种的混合物组合；

所述分散剂为HYPER 100C、八苯基八硅倍半氧烷或白炭黑中的一种或几种的混合物；