一种环氧树脂阻燃剂及其制备方法，以及使用该阻燃剂制备的环氧树脂组合物技术

本发明专利技术公开了一种环氧树脂阻燃剂及其制备方法，以及使用该阻燃剂制备的环氧树脂组合物。所述阻燃剂的结构中包括化学键结合的碳纳米管‑氮‑磷。所述阻燃剂在受热分解过程中既能产生大量彼此镶嵌的蠕虫状膨胀碳层，降低热导率，又能释放含磷强酸和含氮惰性气体，分别可以促进被阻燃基材脱水成炭和降低氧气浓度。通过化学反应的方法把阻燃剂引入到环氧交联结构中，由于强极性化学键的存在避免了阻燃剂向材料表面的迁移，所述环氧树脂组合物适用于电气、电工领域，提高了材料的使用寿命和安全性。

An epoxy resin flame retardant and a preparation method, and an epoxy resin composition prepared by using the flame retardant

【技术实现步骤摘要】
一种环氧树脂阻燃剂及其制备方法，以及使用该阻燃剂制备的环氧树脂组合物
本专利技术属于环氧树脂领域，具体的涉及一种环氧树脂阻燃剂及其制备方法，以及使用该阻燃剂制备的环氧树脂组合物。
技术介绍
环氧树脂固化后具有优良的机械性能、电绝缘性、耐化学腐蚀性、耐热及粘接性，其被广泛应用于汽车工业、电子电气等多个领域。由于环氧树脂主要由C、H、O等元素组成，具有较高的可燃性，离火后仍持续燃烧，容易引发火灾，该缺点使环氧树脂复合材料存在极大的安全隐患。未经改性的环氧树脂极限氧指数(LOI)只有19％左右，在空气中可以持续燃烧，属于易燃品，对环氧树脂进行阻燃成为其应用的焦点，许多研究人员对此作了大量的研究工作，环氧树脂常用的阻燃剂主要包含以下几种：卤素阻燃剂、磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、协同阻燃剂和纳米阻燃剂。卤素阻燃剂在燃烧时会产生大量的有毒气体，对环境污染严重，已经逐步被淘汰，磷系和氮系阻燃剂的热稳定性、与聚合物基体的相容性、耐渗性和加工性能都较差，纳米阻燃剂加入到聚合物中会明显降低材料的力学性能，以磷-氮为代表的膨胀型协同阻燃剂由于缺少有效的碳源，对材料LOI的提高不大。US5277887采用利用正本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环氧树脂阻燃剂，其结构式如式I：

【技术特征摘要】
1.一种环氧树脂阻燃剂，其结构式如式I：其中，R1、R2、R3可以相同或不同，分别独立的代表2.一种制备权利要求1所述的阻燃剂的方法，包括以下步骤：(1)碳纳米管的酸化：将碳纳米管和包含H2SO4和HNO3的混酸进行反应，得到酸化碳纳米管；(2)将(1)中所得的酸化碳纳米管和三氯化磷进行反应，得亚磷酸酯改性碳纳米管；(3)将(2)中所得亚磷酸酯改性碳纳米管与催化剂混合进行反应，得到有机膦改性碳纳米管；(4)将(3)中所得有机磷改性碳纳米管与多胺进行反应，得到所述阻燃剂。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中碳纳米管选自单壁碳纳米管和/或多壁碳纳米管，优选单壁碳纳米管；所述步骤(1)的反应温度为25～100℃，优选40～70℃，反应时间为2～6h，优选3～5h。4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)的反应温度为120～150℃，优选125～140℃，反应时间为2～5h，优选2.5～3.5h。5.根据权利要求2～4任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中的催化剂选自金属氯化物，优选三氯化铝、氯化镁，更优选三氯化铝；催化剂的用量为亚磷酸酯改性碳纳米管的0.1～0.7wt％，优选0.3～0.5wt％；所述步骤(3)的反应温度为140～210℃，优选150～205℃，反应时间为3～12h，优选5～9h。6.根据权利要求2～5任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)中，有机磷改性碳纳米管与多胺的摩尔比为(0.5～1.5)：(2～7)，优选(0.8～1.3)：(3～5)；反应温度为20～50℃，优选30～35℃，反应时间为3～8h，优选4～5h；所述多胺选自邻苯二胺、间苯二胺、对苯二胺、二苯基甲烷二胺、二苯基砜二胺和三聚氰胺中的一种或多种，优选三聚氰胺。7.一种环氧树脂组合物，包括以下组分：A组分和B组分，所述A组分和B组分的质量比为(1～10):1，优选(2～4):1；所述A组分包含以下组分：基于A组分重量，环氧树脂55～75wt％；优选63～75wt％；稀释剂10～30wt％；优选13～26wt％；消泡剂1～15wt％，优选3～12wt％；所述B组分包含以下组分：基于B组分重...

【专利技术属性】
技术研发人员：周萌，刘赵兴，杜秀才，冯百旋，王慧骁，初长坤，曹善健，
申请(专利权)人：万华化学集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37