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认识DOPO型环氧树脂固化剂 了解碳酸钙对PVC增塑糊的影响

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2014-4-1 21:00:23
 

      DOPO型环氧树脂固化剂作为反应型阻燃剂的一种,在使用中能够同时起到固化和阻燃的功效,对于降低添加剂对体系的机械性能的负面影响有着显著效果,已成为本质阻燃环氧树脂的一个研究热点。

      LinCH等近年来合成了多种三官能团含磷固化剂(Dopotriol等),并将它们分别用于固化 DGEBA、二环戊二烯环氧树脂HP-7200和邻甲基酚醛树脂CNE。研究表明,与其他DOPO基阻燃剂不同的是,这些固化后的材料均具有较高的Tg, 以及较低的热膨胀系数和优异的阻燃性能。其中含Dopotriol的环氧树脂固化物的Tg随着磷含量的增加而升高,为145~159℃,远高于 DGEBA/PN体系的138℃,其阻燃性能也随磷含量的增加而增强,当磷含量为1·87%时即可达到UL-94V-0级;而其他固化体系在较低的磷含量 下,均能满足UL-94V-0级阻燃要求。

       随后,该课题组又在Dopotriol基础上研制了阻燃苯并口恶嗪Dopot-m,并将其分别与苯并口恶嗪(F-a)和双酚A环氧 树脂(DGEBA)共聚,发现F-a/Dopot-m共聚物的热稳定性和阻燃性能随着Dopot-m含量的增加而提高,该体系的Tg达到了 199~242℃,氮气下800℃时的残炭率为54%~69%,当磷含量为1·42%时即可达到UL-94V-0级;DGEBA/Dopot-m的Tg最 高可达252℃,5%分解温度最高可达351℃。所有这些特性可归因于酚羟基与环氧基的反应而增加了体系的交联密度。

     CádizV等以含磷二胺2DOPO-A固化DGEBA,通过与DGEBA/DDM体系相比较,DGEBA/2DOPO-A体系具有较好的热稳定性和阻燃性能,当磷含量为4·5%时,LOI值为33·2,氮气下700℃残炭率为22%。

       DringM等通过向DOPO的骨架苯环上引入胺基的方法合成了一种新型二胺基反应型阻燃剂。研究发现,胺基的引入 改变了芳环的结构,使固化剂在环氧树脂中的溶解性得到了较大提高。与以DDS为固化剂的DGEBA体系相比,含该阻燃剂的DGEBA体系的阻燃性能也得到 了很大提高,相比DGEBA/DDS体系,LOI提高了13%;在碳纤维增强复合材料中,较DGEBA/DDS体系LOI提高17%,UL-94测试从 HB提高到V-1级。同时,体系的断裂韧性以及断裂模量、层间剥离强度、弯曲性能和层间剪切强度均没有明显恶化。他们还从热分解机制方面对该二胺基阻燃剂 和非反应型DOPO衍生物阻燃体系进行了研究,他们发现,含二胺基阻燃剂的环氧树脂的热解过程分为两步,其大部分磷元素留在了固相增加了残余量,而非反应 型的DOPO衍生物中的磷元素热解挥发到了气相中。他们提出将该二胺基阻燃剂与非反应型含磷固化剂配合使用,可以使复合材料在改进其加工性能的同时又满足 较好的综合性能。

       HwangHJ等报道了烯丙基DOPO衍生物Allyl-DO-PO通过共聚反应改性低分子量的热交联树脂的研究。研究表明,Allyl-DOPO的引入有效地提高了聚合物的阻燃性能,当磷含量为1·35%时即可达到UL-94V-0级。

       唐安斌等在专利中以DOPO和三聚氰胺合成了一种含均三嗪结构氧杂膦菲阻燃性化合物,该化合物热稳定性好,阻燃效率高,可作为反应型阻燃剂用于环氧树脂、聚氨酯等热固性树脂的阻燃。在应用于环氧树脂绝缘层压板的实例中,该化合物的添加量为15%,磷含量1·3%左右,即可达到UL-94V-0级,LOI值高达34·2。

   (1)碳酸钙粒径越小,增塑糊的初始黏度越大,黏度稳定性越差,随放置时间的延长,黏度迅速增加;
   (2)固定PVC和碳酸钙粉体的总量为120份时,随着碳酸钙含量的增加,PVC糊的初始黏度减小,黏度稳定性提高;
   (3)固定PVC为100份时,随着碳酸钙含量的增加,PVC糊的初始黏度增大,黏度稳定性降低,当增塑糊放置时间超过3 d以后,黏度迅速增加;
   (4)碳酸钙颗粒形貌对增塑糊黏度的影响非常显着,用规则菱形的碳酸钙配制的增塑糊黏度相对较低,用棉絮状碳酸钙配制的增塑糊黏度相对较大,且黏度稳定性最差。

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