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环氧树脂(EP)阻燃剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-10-29 15:03:45
环氧树脂(EP)阻燃剂一般可分为填料型与结构型2种。

环氧树脂(EP)阻燃剂中的填料型阻燃通常是指在环氧树脂中加入各种不参与固化反应的阻燃添加剂,使之获得阻燃性能的方法,又称为非反应型阻燃方法;环氧树脂(EP)阻燃剂中的结构型阻燃是指在环氧树脂中引入阻燃结构、达到阻燃目的的方法,又称为反应型阻燃法。

环氧树脂(EP)阻燃剂1填料型阻燃。在环氧树脂阻燃技术中,最常用的方法是使用填料型阻燃剂。它与结构阻燃法相比,具有工艺简便、成本低廉、原料来源较为广泛、操作方便和阻燃效果较为明显等特点。

环氧树脂常用的填料型阻燃剂有卤化物、磷化物、水合氧化铝、铝酸钙和多磷酸铵等。这些阻燃剂单独使用时就可达到较好的阻燃效果,若经过预处理或与其他阻燃剂配合使用则阻燃效果更佳。如环氧树脂中加入的红磷,先用硅烷偶联剂或钛酸配包覆表面,然后再与A1(OH)3?并用,则阻燃效果更好。全氯联苯和一氧化镍也是较好的复合阻燃剂。

环氧树脂(EP)阻燃剂2结构型阻燃。由结构型阻燃方法制备的环氧树脂体系的特点是环氧树脂分子结构中所含的阻燃元素不易迁移,不易渗出,具有优异和永久的阻燃性、良好的尺寸稳定性、热稳定性、氧化稳定性、水解稳定性以及很高的成炭率。结构型阻燃方法一般可以分为4种:

(1)用含阻燃结构的单体直接制备环氧树脂;

(2)加入阻燃性固化剂;

(3)用活性阻燃稀释剂与环氧树脂混合;

(4)添加反应型阻燃剂

用于直接制备阻燃环氧树脂的单体通常都是含卤元素的单体,如在环氧树脂缩聚反应中加入含卤的双酚A,然后与环氧氯丙烷进行反应,生成卤代环氧树脂。表3是用双酚A和环氧氯丙烷制备阻燃环氧树脂体系的配方。将表中原料在80℃下反应4h后,真空除去过量环氧氯丙烷,水洗后除去生成的氯化钠,即制得溴含量为24%的环氧树脂。然后加入双氰胺和苄基二甲胺,经三辊机混炼,制成阻燃性环氧树脂体系。



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加入阻燃性固化剂,固化后的环氧树脂大分子中即含有阻燃结构,因此具有阻燃性。环氧树脂的阻燃性固化剂主要有:二氯代顺酐、六氯内次甲基四氢苯酐、四溴苯酐、四氯苯酐、80酸酐、含有胺基的磷酸及磷酸的酰胺等。80酸酐作环氧树脂固化剂的特点是可在室温下与环氧树脂混合,工艺简便,毒性低,阻燃性能佳(氧指数可达32),持久性长,而且可以在中温条件(100~110℃)下迅速固化。

加入活性阻燃稀释剂。常用的环氧树脂活性阻燃稀释剂有二澳甲酚缩水甘油醚、二溴苯基缩水甘油醚等c二溴联苯基缩水甘油醚对环氧树脂的阻燃效果见表

添加反应型阻燃剂。有些具有经基等基团的含卤或含磷化合物加入到树脂体系中可参与反应,把阻燃元素引入环氧树脂的分子结构中,从而使其具有良好的阻燃性。常用的环氧树脂反应型阻燃剂有三溴苯酚、四溴双酚A及酸性磷酸酯类。

环氧树脂的阻燃机理。70年代以前,对于环氧树脂阻燃理论的研究常是根据在应用研究过程中得到的部分和不完全的证据推测进行的,所以发展缓慢。近10年来.随着先进的科学仪器、技术在研究中的采用,对环氧树脂阻燃机理的研究也逐步深层化、系统化。

当前,公认的环氧树脂阻燃机理有气相机理和凝聚相(包括液相与固相)机理。气相机理包括阻燃剂分解产生的自由基捕获剂(x·、HX等)捕获燃烧反应活性中间体(H·、Ho·等);产生的惰性气体(N2、H2O、CO2等)移热隔氧,从而抑制或减缓燃烧反应的正常进行.

凝聚相机理包括阻燃剂因相分解产生的一些物质催化材料炭化,抑制材料热解成可燃性气体;生成的固熔体覆盖在燃烧物表面以隔氧,熄灭火焰。

阻燃协同效应是因为几种阻燃剂或阻燃方法配合使用时能产生具有更大阻燃性的化合物,从而具有更大的阻燃作用。

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