[发明专利]阻燃低烟环氧树脂及其制备方法、复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种阻燃低烟环氧树脂及其制备方法、复合材料及其制备方法。所述方法包括以下步骤：将含磷改性环氧树脂融化后与液体环氧树脂混合均匀，获得环氧树脂混合液；将环氧树脂混合液与添加型阻燃剂、协效阻燃剂以及硅烷偶联剂混合均匀，获得混合组分；往混合组分中加入固化剂，混合均匀后获得阻燃低烟环氧树脂。本发明利用添加型阻燃剂和协效阻燃剂的协同作用，及与液体环氧树脂和固体含磷环氧树脂等的配合，在保持环氧树脂优异力学性能的前提下进一步提高了环氧树脂的阻燃等级。此外，通过与一定的纤维增强材料制备成的复合材料阻燃等级高且低烟。该方法生产设备简单，工艺过程简单，生产成本低，适合工业化生产。

技术领域

本发明属于高性能树脂材料领域，具体地，涉及一种阻燃低烟环氧树脂及其制备方法、复合材料及其制备方法。

背景技术

环氧树脂因其优异的力学性能、耐腐蚀性、粘结强度等优点，被广泛应用于航空航天、轨道交通等领域。然而，环氧树脂易燃，并且在燃烧过程中释放大量的烟和有毒气体，无法满足航空航天、轨道交通等领域阻燃低烟的要求，严重影响了环氧树脂的进一步发展。

含卤(溴、氯等)阻燃剂可以大幅度提高环氧树脂的阻燃等级、耐腐蚀性能和耐老化性能。但是，含卤阻燃剂在燃烧过程中会释放大量的剧毒和致癌物质，严重危害了人们的身体健康和生活环境。为了保护人们的自身安全和大自然环境，近些年来研究者的工作重心主要集中于无卤阻燃领域，如反应型阻燃剂(硅系、氮系、磷系等)和无机阻燃剂(金属氧化物和氢氧化物)等。

现有的制备无卤阻燃环氧树脂的方法存在着产物阻燃等级较低，燃烧时释放大量的浓烟，树脂搅拌不均匀，生产过于繁琐，无法工业化生产，生产成本高，产物力学性能较差等缺点，无法在航空航天、轨道交通等领域进一步发展。

发明内容

为了解决上述现有技术的问题之一，本发明提供了一种阻燃低烟环氧树脂及其制备方法。

本发明提供的阻燃低烟环氧树脂的制备方法包括：

将含磷改性环氧树脂融化后与液体环氧树脂混合均匀，获得环氧树脂混合液；

将所述环氧树脂混合液与添加型阻燃剂、协效阻燃剂以及硅烷偶联剂混合均匀，获得混合组分；

往所述混合组分中加入固化剂，混合均匀后获得阻燃低烟环氧树脂。

在本发明的一些实施例中，还往所述混合组分中加入促进剂，将所述促进剂和所述固化剂与所述混合组分混合均匀后获得所述阻燃低烟环氧树脂；

优选地，所述混合组分的温度小于等于70℃后再加入所述固化剂和所述促进剂。

在本发明的一些实施例中，所述含磷改性环氧树脂的用量为15～40份，所述液体环氧树脂的用量为15～40份，所述添加型阻燃剂的用量为15～40份，所述协效阻燃剂的用量为15～30份，所述硅烷偶联剂的用量为0.5～2份，所述固化剂的用量为1～10份，所述促进剂的用量为1～5份。

在本发明的一些实施例中，所述含磷改性环氧树脂的用量为20～30份，所述液体环氧树脂的用量为15～25份，所述添加型阻燃剂的用量为15～25份，所述协效阻燃剂的用量为20～30份，所述硅烷偶联剂的用量为1份。

在本发明的一些实施例中，所述液体环氧树脂为双酚A型树脂、酚醛环氧树脂中的一种或多种；所述添加型阻燃剂为添加型磷系阻燃剂、添加型氮系阻燃剂、添加型硅系阻燃剂中的一种或多种；所述协效阻燃剂选自金属化合物和金属氢氧化物的一种或多种，所述协效阻燃剂的平均粒径为5～50微米；所述固化剂为双氰胺，所述促进剂为脲类化合物、咪唑类化合物的一种或多种。

本发明提供的阻燃低烟环氧树脂为通过上述阻燃低烟环氧树脂的制备方法制备而成。

本发明还提供了一种复合材料及其制备方法。

本发明提供的复合材料的制备方法包括：