本发明专利技术公开了一种蒙脱土/DOPO衍生物协效阻燃环氧树脂复合材料及其制备方法，解决了DOPO衍生阻燃剂分解温度低且单独添加时对机械性能损害大的问题，以及蒙脱土在环氧树脂中的分散性的问题，其添加量小，产品的阻燃效果好，且能有效保证材料的力学性能，可用作电路板材料等。本发明专利技术简单易行、材料来源广泛、成本低廉、使用效果好。
Montmorillonite /DOPO derivative synergistic flame retardant epoxy resin and preparation method thereof
The invention discloses a montmorillonite /DOPO derivatives synergistic flame retardant epoxy resin composite material and a preparation method thereof, to solve the DOPO derivative flame retardant low decomposition temperature and mechanical properties when added alone to damage big problems, and montmorillonite in epoxy resin dispersion, which add a small amount of flame retardant products good effect, and can effectively ensure the mechanical properties of the material, can be used as circuit board materials etc.. The invention has the advantages of simple and easy operation, wide material source, low cost and good use effect.
【技术实现步骤摘要】
一种蒙脱土/DOPO衍生物协效阻燃环氧树脂及其制备方法
本专利技术涉及高分子阻燃复合材料
，尤其涉及一种蒙脱土/DOPO衍生物协效阻燃环氧树脂及其制备方法。
技术介绍
环氧树脂作为一种重要的热固性材料，具有优异的粘接性能，耐磨性能，机械性能，电绝缘性能，化学稳定性能，耐高低温性能，产品尺寸稳定，易加工成型和成本低廉等优点，广泛用于军事、民用等各方面。但其易燃性限制了它更为广泛的应用，环氧树脂本身可燃，并且会有带火焰的熔滴滴下，引燃下面材料。随着电子、电器产品等对阻燃性能要求的提高，其阻燃改性研究越来越受重视。过去常用的阻燃剂是卤系阻燃剂，但因会带来环境污染问题，应用受到限制。目前环氧树脂阻燃的研究方向是无卤阻燃，其中，含磷和含硅阻燃是目前两个重要的研究方向，含硅阻燃以添加蒙脱土为代表，蒙脱土(MMT)是最有吸引力的纳米无机材料，具备纳米特性而被广泛研究，可作为阻燃剂用于阻燃领域，但一般蒙脱土在聚合物中难以充分分散。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于一种蒙脱土/DOPO衍生物协效阻燃环氧树脂及其制备方法，解决了DOPO衍生阻燃剂单独添加时分解温度低且对机械性能损害大的问题，以及蒙脱土单独添加时在环氧树脂中难以分散的问题，与单一阻燃剂相比，其可以降低阻燃体系的阻燃剂添加量，在保证阻燃效果的同时保证材料的力学性能。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种蒙脱土-DOPO衍生物协效阻燃环氧树脂复合材料，包括以下质量份数的原料：环氧树脂：100份固化剂：5～7份DOPO衍生阻燃剂：1～10份蒙脱土0.5～10份所述DOPO衍生阻燃剂具有式I所示结构：式I中，R7选自氢、C3～C18的杂芳基、C3～C18的取代杂芳基、C6～C18的芳基或C6～C18的取代芳基，所述C3～C18的取代杂芳基由杂芳基芳香环上的任意氢原子被任意C1～C18的烷基取代得到，所述C6～C18的取代芳基由芳基环上的任意氢原子独立被任意C1-C18的烷基取代得到；R1和R2独立地选自氢、C1～C18的烷基、C3～C18的杂芳基、C6～C18的芳基；R3、R4、R5和R6独立地选自氢、C1～C18的烷基、C3～C18的杂芳基、C6～C18的芳基；m、n、k和p独立地选自0，1，2，3和4。优选的，所述蒙脱土为钠基蒙脱土、钙基蒙脱土或有机蒙脱土。优选的，式I中，所述烷基为饱和烃基；所述芳基为苯基、奈基、甲基苯基、乙基苯基、丙基苯基、丁基苯基、二甲基苯基、异丙基苯基、异丁基苯基或叔丁基苯基；所述杂芳基为呋喃基、苯并呋喃基、异苯并呋喃基、吡咯基、吲哚基、异吲哚基或噻吩基。优选的，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂和双酚S型环氧树脂的一种。优选的，所述固化剂为2-乙基-4-甲基咪唑、1-甲基咪唑、2-十一烷基咪唑和2-十七烷基咪唑的一种。本专利技术提供了一种蒙脱土-DOPO衍生物协效阻燃环氧树脂复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将蒙脱土与丙酮混合，得到蒙脱土分散液；将所述分散液升温至50～80℃后与环氧树脂混合，得到蒙脱土-环氧树脂分散液；将所述蒙脱土-环氧树脂分散液升温至120～200℃后与DOPO衍生物混合，得到蒙脱土-DOPO-环氧树脂分散液；将所述蒙脱土-DOPO-环氧树脂分散液降温至50～80℃后与固化剂混合，得到固化剂-环氧树脂阻燃混合液；(2)将所述步骤(1)得到的固化剂-环氧树脂阻燃混合液进行抽真空处理，待真空度达到-0.01～0.09MPa时，保持15～45min；(3)将所述步骤(2)抽真空处理后的混合料液进行预固化和再固化，得到蒙脱土/DOPO衍生物协效阻燃环氧树脂复合材料。优选的，所述预固化的温度为70～80℃，所述预固化的时间为1～2h。优选的，所述再固化的温度为140～150℃，所述再固化的时间为1～2h。有益技术效果：本专利技术提供了一种蒙脱土-DOPO衍生物复合阻燃剂协效阻燃环氧树脂，原料包括蒙脱土和具有式I所示结构的DOPO衍生阻燃剂，DOPO衍生阻燃剂进入到蒙脱土的片层中使得蒙脱土的层间距增大，解决了蒙脱土单独添加时在环氧树脂中难以分散的问题以及DOPO衍生阻燃剂单独添加时分解温度低且对机械性能损害大的问题。与单一阻燃剂相比，蒙脱土和DOPO衍生阻燃剂复配可以降低阻燃体系的阻燃剂添加量，在保证阻燃效果的同时保证得到的阻燃环氧树脂的力学性能和稳定性等，且蒙脱土在环氧树脂中分散较好，可用作电路板材等。本专利技术还提供了一种蒙脱土-DOPO衍生物复合阻燃剂协效阻燃环氧树脂的制备方法，该方法简单易行，材料来源广泛，成本低廉，使用效果好。具体实施方式本专利技术提供了一种蒙脱土-DOPO衍生物协效阻燃环氧树脂复合材料，包括以下质量份数的原料：环氧树脂：100份固化剂：5～7份DOPO衍生阻燃剂：1～10份蒙脱土0.5～10份所述DOPO衍生阻燃剂具有式I所示结构：式I中，R7任选自氢、C3～C18的杂芳基、C3～C18的取代杂芳基、C6～C18的芳基或C6～C18的取代芳基，所述C3～C18的取代杂芳基由杂芳基芳香环上的任意氢原子被任意C1～C18的烷基取代得到，所述C6～C18的取代芳基由芳基环上的任意氢原子独立被任意C1-C18的烷基取代得到；R1和R2独立地选自氢、C1～C18的烷基、C3～C18的杂芳基、C6～C18的芳基；R3、R4、R5和R6独立地选自氢、C1～C18的烷基、C3～C18的杂芳基、C6～C18的芳基；m、n、k和p独立地选自0，1，2，3和4。以环氧树脂的重量为基准，在本专利技术中，所述环氧树脂为100份。在本专利技术中，所述环氧树脂优选为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂或线性酚醛型环氧树脂，更优选为双酚A型环氧树脂和双酚F型环氧树脂。具体的，在本专利技术，所述双酚A型环氧树脂优选具有式II结构：式II中，n为1。在本专利技术中，所述双酚F型环氧树脂优选具有式III所示结构：式III中，n为1。在本专利技术中，所述环氧树脂为市场购置，生产厂家为莱州市百辰绝缘材料有限公司。本专利技术提供的环氧树脂阻燃材料包括1～10重量份的DOPO衍生阻燃剂，优选为3～8份。在本专利技术中，所述DOPO衍生阻燃剂为式I所示结构的化合物，其中，式I中R7任选自氢、C3～C18的杂芳基或C6～C18的芳基，优选为氢、C6～C12的杂芳基、C6～C12的芳基；R1和R2独立地选自氢、C1～C18的烷基、C3～C18的杂芳基、C6～C18的芳基；R3，R4，R5和R6独立地选自氢、C1～C18的烷基、C3～C18的杂芳基、C6～C18的芳基；所述R1～R6中的C1～C18的烷基独立地优选为饱和烃基，更优选为甲基、乙基、丙基、丁基；异丙基、叔丁基、异丁基、戊基或己基；所述芳基优选为苯基、奈基、甲基苯基、乙基苯基、丙基苯基、丁基苯基、二甲基苯基、异丙基苯基、异丁基苯基或叔丁基苯基，更优选为苯基、奈基、甲基苯基；所述杂芳基优选为呋喃基、苯并呋喃基、异苯并呋喃基、吡咯基、吲哚基、异吲哚基或噻吩基，更优选为呋喃基、苯并呋喃基。m，n，k和p独立地任自0，1，2，3，4；优选地m＝n＝k＝p＝0。具体的，在本专利技术中，所述DOPO衍生阻燃剂优选具有式IV或式V所示结构：具体的，对于DOPO衍生阻燃剂，具本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种蒙脱土‑DOPO衍生物协效阻燃环氧树脂复合材料，其特征在于，包括以下质量份数的原料：环氧树脂：100份固化剂：5～7份DOPO衍生阻燃剂：1～10份蒙脱土 0.5～10份所述DOPO衍生阻燃剂具有式I所示结构：
【技术特征摘要】
1.一种蒙脱土-DOPO衍生物协效阻燃环氧树脂复合材料，其特征在于，包括以下质量份数的原料：环氧树脂：100份固化剂：5～7份DOPO衍生阻燃剂：1～10份蒙脱土0.5～10份所述DOPO衍生阻燃剂具有式I所示结构：式I中，R7任选自氢、C3～C18的杂芳基、C3～C18的取代杂芳基、C6～C18的芳基或C6～C18的取代芳基，所述C3～C18的取代杂芳基由杂芳基芳香环上的任意氢原子被任意C1～C18的烷基取代得到，所述C6～C18的取代芳基由芳基环上的任意氢原子独立被任意C1～C18的烷基取代得到；R1和R2独立地选自氢、C1～C18的烷基、C3～C18的杂芳基、C6～C18的芳基；R3、R4、R5和R6独立地选自氢、C1～C18的烷基、C3～C18的杂芳基、C6～C18的芳基；m、n、k和p独立地选自0，1，2，3和4。2.根据权利要求1所述的环氧树脂复合材料，其特征在于，所述蒙脱土为钠基蒙脱土、钙基蒙脱土或有机蒙脱土。3.根据权利要求1所述的环氧树脂复合材料，其特征在于，所述烷基为饱和烃基；所述芳基为苯基、奈基、甲基苯基、乙基苯基、丙基苯基、丁基苯基、二甲基苯基、异丙基苯基、异丁基苯基或叔丁基苯基；所述杂芳基为呋喃基、苯并呋喃基、异苯并呋喃基、吡咯基、吲哚基、异吲哚基或噻吩基。4.根据权利要求1所述的环氧树脂复合材料...
【专利技术属性】
技术研发人员：严伟，于杰，秦舒浩，龙丽娟，黄伟江，李雯，王涛，
申请(专利权)人：贵阳学院，
类型：发明
国别省市：贵州,52
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