一种阻燃环氧树脂、制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种阻燃环氧树脂、制备方法与应用，所述阻燃环氧树脂由包括以下重量份的各原料制得：环氧树脂100份，固化剂15

【技术实现步骤摘要】
一种阻燃环氧树脂、制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及一种阻燃环氧树脂，尤其涉及一种阻燃环氧树脂、制备方法与应用。

技术介绍

[0002]环氧树脂具有优异的力学性能、胶粘性能、电绝缘性能、尺寸稳定性等，易加工且成本低，应用十分广泛。但作为一种高分子材料，环氧树脂隐藏着巨大的火灾隐患，一旦燃烧，燃烧速度快且释放大量的热量，甚至释放浓烟和有毒害气体，对人民生命财产和身体健康构成巨大威胁，因此在对阻燃要求更为严格的应用领域，其使用受到了限制。
[0003]目前，聚合物阻燃机理主要有三种方法：中断热交换阻燃、气相阻燃和凝聚相阻燃。其中凝聚相阻燃机理是，通过添加化学物质在燃烧时产生不燃气体和残炭，形成物理屏障来阻碍气相和凝聚相之间的热质交换，是非常安全环保的一种阻燃方式。以磷氮为主体的膨胀型阻燃成炭剂(如聚磷酸铵)，在燃烧时可以分解形成多空膨胀炭层在凝聚相中发挥阻燃作用，也已成为无卤、低毒、低烟阻燃剂的发展方向之一(《聚合物阻燃新技术》，彭治汉，化学工业出版社4
‑
10)。但鉴于单一成炭剂的阻燃效果有限，开发协同阻燃性能良好的成炭剂尤为重要。
[0004]公开专利CN105670231B提出了一种可膨胀氮化碳为阻燃剂的环氧树脂组合物可在受热后形成炭层延缓体系燃烧，但其可膨胀氮化碳的制备工艺较为复杂且需要用到大量的浓硫酸。
[0005]公开专利CN108727782A提出—种磷氮系纳米阻燃环氧树脂复合材料及其制备方法，报道了采用碳纳米管为核体、磷氮系为壳体实现协同阻燃作用的方案，可实现极限氧指数≥28.7％，但其采用的碳纳米管较为昂贵，工业应用性不强。

技术实现思路

[0006]为了解决以上技术问题，本专利技术提出一种阻燃环氧树脂、制备方法与应用。所述阻燃环氧树脂以微交联聚酰胺成炭剂和聚磷酸铵作为协同阻燃，其中微交联聚酰胺相比传统多羟基化成炭剂，具有不易吸湿、热稳定性优良、相容性好等优点，得到的阻燃环氧树脂阻燃性能优异。
[0007]为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：
[0008]一种阻燃环氧树脂，由包括以下重量份的各原料制得：
[0009][0010]进一步地，所述微交联聚酰胺是以十二内酰胺为聚合原料，与含多胺低聚物或多
胺加合物的封端交联剂反应得到的微交联产物；
[0011]优选地，微交联聚酰胺的数均分子量为8000
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20000。
[0012]进一步地，所述封端交联剂至少含有二氨基二苯基甲烷低聚物、苯基二甲胺低聚物、二氨基二环己基甲烷低聚物、环己基二甲胺低聚物、己二胺低聚物、二氨基二苯基甲烷环氧加合物、二氨基二环己基甲烷环氧加合物、异佛尔酮二胺环氧加合物、己二胺环氧加合物中的一种或多种，优选至少含有二氨基二苯基甲烷低聚物、苯基二甲胺低聚物、二氨基二环己基甲烷低聚物、环己基二甲胺低聚物、二氨基二苯基甲烷环氧加合物、二氨基二环己基甲烷环氧加合物、异佛尔酮二胺环氧加合物中的一种或多种；
[0013]优选地，所述封端交联剂还包括小分子多官能度胺，优选二氨基二苯基甲烷、二氨基二环己基甲烷、三乙烯四胺、己二胺、异佛尔酮二胺中的一种或多种。
[0014]本专利技术选用的封端交联剂为含有三官能度及以上的多胺，尤其是三官能度及以上的多胺与其它多胺的混合物，例如多胺低聚物自身就是多种不同官能度多胺(包含三官能度胺)的混合物，而多胺加合物也可以与其它小分子多胺复配形成混合物，将该类型的多胺用于十二内酰胺的聚合反应并作为封端剂使用，可制备得到微交联结构的聚酰胺，相比于传统线性聚酰胺具有提升的热稳定性和机械性能。本专利技术经研究意外的发现，所述微交联聚酰胺作为环氧树脂阻燃剂并与聚磷酸铵协同使用可制备得到阻燃性能优异的树脂产品，从而完成了本专利技术。
[0015]进一步地，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂、改性双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、酚醛型环氧树脂、脂肪族二缩水甘油醚中的一种或多种。
[0016]进一步地，所述固化剂为N
‑
氨乙基哌嗪、二乙烯三胺、三乙烯四胺、聚醚胺、二氨基二苯基甲烷、二氨基二环己基甲烷、异佛尔酮二胺、氢化甲苯二胺、双(4
‑
氨基
‑3‑
甲基环己基)甲烷、环己基二甲胺、咪唑、2
‑
苯基咪唑、2
‑
乙基
‑4‑
甲基咪唑、甲基四氢苯二甲酸酐、甲基六氢苯二甲酸酐、纳迪克酸酐、双氰胺、DMP
‑
30、苄基二甲胺、脲类、聚硫醇中的一种或多种，优选二氨基二环己基甲烷、异佛尔酮二胺、聚醚胺中的一种或多种。
[0017]一种如前文所述的阻燃环氧树脂的制备方法，包括以下步骤：
[0018]1)将微交联聚酰胺和聚磷酸铵与环氧树脂混合均匀，得到A组分；
[0019]2)在搅拌条件下，将固化剂添加于步骤1)获得的A组分中，混合均匀，25
‑
140℃固化交联后，得到所述阻燃环氧树脂。
[0020]进一步地，所述微交联聚酰胺的制备方法为：
[0021]将十二内酰胺、封端交联剂、任选地抗氧剂添加至含水的反应釜中，氮气置换后高温高压下进行开环反应，随后进行常压缩聚反应，制备得到微交联聚酰胺。
[0022]进一步地，所述开环反应条件为：反应温度230
‑
310℃优选250
‑
290℃，反应压力2
‑
8Mpa优选3
‑
6MPa，反应时间1
‑
10h优选2
‑
6h；
[0023]所述缩聚反应条件为：常压，反应温度200℃
‑
280℃优选220
‑
270℃，反应时间1
‑
10h，优选2
‑
6h。
[0024]进一步地，所述封端交联剂的用量为十二内酰胺质量的0.2
‑
5％；
[0025]优选地，所述抗氧剂的用量为十二内酰胺质量的0.05
‑
3％；更优选地，所述抗氧剂为次亚磷酸钠、次亚磷酸、抗氧剂1010、抗氧剂1098、抗氧剂168、抗氧剂626的一种或多种。
[0026]优选地，所述水的用量可以为十二内酰胺质量的3
‑
15％.
[0027]本专利技术通过至少引入多胺低聚物或多胺加合物作为聚酰胺的封端交联剂，调节分子量的同时可以与聚酰胺分子更好的结合，并在一定程度上促进大分子的微交联，提高高温下聚酰胺的热稳定性和机械性能。
[0028]一种如前文所述的阻燃环氧树脂或前文所述方法制备的阻燃环氧树脂的应用，所述阻燃环氧树脂用于制备涂料、胶粘剂或纤维增强复合材料等，可进一步应用于电子电器、轨道交通、土木建筑等领域。
[0029]与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
[0030]1)微交联聚酰胺与环氧树脂的热分解温度匹配性良好，在燃烧过程中聚磷酸铵的存在促进其脱水成炭，有效形成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种阻燃环氧树脂，其特征在于，由包括以下重量份的各原料制得：2.根据权利要求1所述的阻燃环氧树脂，其特征在于，所述微交联聚酰胺是以十二内酰胺为聚合原料，与含多胺低聚物或多胺加合物的封端交联剂反应得到的微交联产物；优选地，微交联聚酰胺的数均分子量为8000
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20000。3.根据权利要求2所述的阻燃环氧树脂，其特征在于，所述封端交联剂至少含有二氨基二苯基甲烷低聚物、苯基二甲胺低聚物、二氨基二环己基甲烷低聚物、环己基二甲胺低聚物、己二胺低聚物、二氨基二苯基甲烷环氧加合物、二氨基二环己基甲烷环氧加合物、异佛尔酮二胺环氧加合物、己二胺环氧加合物中的一种或多种，优选至少含有二氨基二苯基甲烷低聚物、苯基二甲胺低聚物、二氨基二环己基甲烷低聚物、环己基二甲胺低聚物、二氨基二苯基甲烷环氧加合物、二氨基二环己基甲烷环氧加合物、异佛尔酮二胺环氧加合物中的一种或多种；优选地，所述封端交联剂还包括小分子多官能度胺，优选二氨基二苯基甲烷、二氨基二环己基甲烷、三乙烯四胺、己二胺、异佛尔酮二胺中的一种或多种。4.根据权利要求1
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3任一项所述的阻燃环氧树脂，其特征在于，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂、改性双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、酚醛型环氧树脂、脂肪族二缩水甘油醚中的一种或多种。5.根据权利要求4所述的阻燃环氧树脂，其特征在于，所述固化剂为N
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氨乙基哌嗪、二乙烯三胺、三乙烯四胺、聚醚胺、二氨基二苯基甲烷、二氨基二环己基甲烷、异佛尔酮二胺、氢化甲苯二胺、双(4
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氨基
‑3‑
甲基环己基)甲烷、环己基二甲胺、咪唑、2
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苯基咪唑、2
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乙基
‑4‑
甲基咪唑、甲基四氢苯二甲酸酐、甲基六氢苯二甲酸酐、纳迪克酸酐、双氰胺、DMP
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30、苄基二甲胺、脲类、聚硫醇中的一种或多种，优选二氨基二环己基甲烷、异佛尔酮二胺、...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗丛叶，周萌，刘大伟，吴鹏超，刘赵兴，
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：