建筑用阻燃耐温环氧树脂基体材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种建筑用阻燃耐温环氧树脂基体材料，包括：环氧树脂100重量份、氧化铝粉末2重量份～10重量份、阻燃固化剂9重量份～36重量份、普通固化剂17重量份～21重量份。较佳地，氧化铝粉末为纳米氧化铝粉末。氧化铝粉末为改性氧化铝粉末。阻燃固化剂是DOPO衍生物，普通固化剂为4,4'

Flame retardant and temperature resistant epoxy resin matrix material for building and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
建筑用阻燃耐温环氧树脂基体材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及材料
，更具体地，涉及建筑用阻燃材料
，特别是指一种建筑用阻燃耐温环氧树脂基体材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]环氧树脂具有优异的粘接、耐腐蚀、电气绝缘和高强度等性能，目前已被广泛应用于电子电气、航空航天、交通运输等领域。环氧树脂可作为碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer，简称CFRP)的基体材料，应用于建筑加固改造行业。CFRP加固混凝土结构具有质轻高强、耐腐蚀、安装快速简单、维护费用少、抗疲劳性能好等优点。
[0003]尽管碳纤维增强复合材料在建筑改造加固领域的应用范围越来越广泛，但其防火耐温问题却一直没有得到解决。环氧树脂作为碳纤维加固中常用的聚合物树脂胶粘剂，易燃性是其最大的缺点之一，若简单的在环氧树脂加入阻燃剂，会降低其玻璃态转化温度Tg。当环境温度超过Tg时，胶粘剂的粘结性能会大幅降低，继而影响碳纤维与混凝土构件共同工作的性能，危及结构的使用安全。同时，传统的卤系阻燃剂虽然阻燃效率高，但在燃烧过程中会产生大量有毒气体，危害人类身体健康和生态环境。因此，开发一种环境友好，具有良好阻燃耐温性能的环氧树脂，对于拓宽碳纤维复合材料在建筑领域的应用范围具有重要的意义。
[0004]从而，希望提供一种建筑用阻燃耐温环氧树脂基体材料，其环境友好，且具有良好的阻燃和耐温性能。

技术实现思路

[0005]为了克服上述现有技术中的缺点，本专利技术的一个目的在于提供一种建筑用阻燃耐温环氧树脂基体材料，其环境友好，且具有良好的阻燃和耐温性能，适于大规模推广应用。
[0006]本专利技术的另一目的在于提供一种建筑用阻燃耐温环氧树脂基体材料的制备方法，其设计巧妙，操作简便快捷，成本低，适于大规模推广应用。
[0007]为达到以上目的，在本专利技术的第一方面，提供了一种建筑用阻燃耐温环氧树脂基体材料，其特点是，包括：
[0008][0009]较佳地，所述氧化铝粉末为纳米氧化铝粉末。
[0010]较佳地，所述氧化铝粉末为改性氧化铝粉末。
[0011]更佳地，所述改性氧化铝粉末采用以下方法制备而成：将所述氧化铝粉末与无水乙醇、氨水和改性剂充分搅拌混合，进行改性反应。
[0012]更进一步地，所述改性剂为硅烷偶联剂。
[0013]尤其更佳地，所述硅烷偶联剂是γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷或甲基三乙氧基硅烷。
[0014]较佳地，所述阻燃固化剂是DOPO衍生物，所述普通固化剂为4,4'
‑
二氨基二苯甲烷。
[0015]较佳地，所述环氧树脂选自双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂和双酚S型环氧树脂中的一种或多种。
[0016]在本专利技术的第二方面，提供了一种上述的建筑用阻燃耐温环氧树脂基体材料的制备方法，其特征在于，包括：
[0017](1)将所述氧化铝粉末和所述环氧树脂搅拌混合均匀，得到氧化铝粉末
‑
环氧树脂混合物；
[0018](2)将所述阻燃固化剂、所述普通固化剂与所述氧化铝粉末
‑
环氧树脂混合物混合并进行固化反应。
[0019]较佳地，所述固化反应包括预固化和二次固化，所述预固化的温度为100℃～125℃，所述预固化的时间为1h～2h，所述二次固化的温度为150℃～170℃，所述二次固化的时间为2h～4h。
[0020]本专利技术的有益效果在于：
[0021]1、本专利技术的建筑用阻燃耐温环氧树脂基体材料包括环氧树脂100重量份，氧化铝粉末2重量份～10重量份，阻燃固化剂9重量份～36重量份，普通固化剂17重量份～21重量份，因此，其环境友好，且具有良好的阻燃和耐温性能，适于大规模推广应用。
[0022]2、本专利技术的建筑用阻燃耐温环氧树脂基体材料的制备方法，包括：(1)将氧化铝粉末和环氧树脂搅拌混合均匀，得到氧化铝粉末
‑
环氧树脂混合物；(2)将阻燃固化剂、普通固化剂与氧化铝粉末
‑
环氧树脂混合物混合并进行固化反应，因此，其设计巧妙，操作简便快捷，成本低，适于大规模推广应用。
[0023]本专利技术的这些和其它目的、特点和优势，通过下述的详细说明和附图得以充分体现，并可通过说明书中特地指出的方法、手段和它们的组合得以实现。
附图说明
[0024]图1为对比例1得到的纯环氧树脂固化物的燃烧炭层SEM照片。
[0025]图2为对比例2得到的阻燃复合材料(EP/DOPO
‑
DDM/DDM)的燃烧炭层SEM照片。
[0026]图3为实施例1得到的阻燃复合材料(EP/DOPO衍生物/Al2O3复合材料)的燃烧炭层SEM照片。
具体实施方式
[0027]为了提高碳纤维复合材料的实际耐火性能，且燃烧时不会对人们的身体和环境造成危害，本专利技术提供了一种用于制备碳纤维复合材料的建筑用阻燃耐温环氧树脂基体材料，包括：
[0028][0029]所述氧化铝为α
‑
Al2O3，所述氧化铝粉末可以具有任何合适的粒径，较佳地，所述氧化铝粉末为纳米氧化铝粉末。更佳地，所述纳米氧化铝粉末的粒径为5nm～40nm。
[0030]所述氧化铝粉末可以是改性氧化铝粉末，也可以是未改性的氧化铝粉末，较佳地，所述氧化铝粉末为改性氧化铝粉末。经改性，氧化铝粉末可以更好地与环氧树脂混合。
[0031]所述改性氧化铝粉末可以采用任何合适的方法制备，更佳地，所述改性氧化铝粉末采用以下方法制备而成：将所述氧化铝粉末与无水乙醇、氨水和改性剂充分搅拌混合，进行改性反应。
[0032]所述改性剂可以是任何合适的改性剂，更进一步地，所述改性剂为硅烷偶联剂。
[0033]所述硅烷偶联剂可以是任何合适的硅烷偶联剂，尤其更佳地，，所述硅烷偶联剂是γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷或甲基三乙氧基硅烷。γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷和甲基三乙氧基硅烷的来源没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的即可。
[0034]所述阻燃固化剂可以是任何合适的阻燃固化剂，较佳地，所述阻燃固化剂是DOPO衍生物，所述DOPO衍生物的结构式如下所示：
[0035][0036]所述普通固化剂可以是任何合适的普通固化剂，较佳地，所述普通固化剂为4,4'
‑
二氨基二苯甲烷。
[0037]所述环氧树脂可以是任何合适的环氧树脂，较佳地，所述环氧树脂选自双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂和双酚S型环氧树脂中的一种或多种。
[0038]还提供了一种上述的建筑用阻燃耐温环氧树脂基体材料的制备方法，包括：
[0039](1)将所述氧化铝粉末和所述环氧树脂搅拌混合均匀，得到氧化铝粉末
‑
环氧树脂混合物；
[0040](2)将所述阻燃固化剂、所述普通固化剂与所述氧化铝粉末
‑
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种建筑用阻燃耐温环氧树脂基体材料，其特征在于，包括：2.根据权利要求1所述的建筑用阻燃耐温环氧树脂基体材料，其特征在于，所述氧化铝粉末为纳米氧化铝粉末。3.根据权利要求1所述的建筑用阻燃耐温环氧树脂基体材料，其特征在于，所述氧化铝粉末为改性氧化铝粉末。4.根据权利要求3所述的建筑用阻燃耐温环氧树脂基体材料，其特征在于，所述改性氧化铝粉末采用以下方法制备而成：将所述氧化铝粉末与无水乙醇、氨水和改性剂充分搅拌混合，进行改性反应。5.根据权利要求4所述的建筑用阻燃耐温环氧树脂基体材料，其特征在于，所述改性剂为硅烷偶联剂。6.根据权利要求5所述的建筑用阻燃耐温环氧树脂基体材料，其特征在于，所述硅烷偶联剂是γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷或甲基三乙氧基硅烷。7.根据权利要求1所述的建筑用阻燃耐温环氧树脂基体材料，其特征在于，所述阻燃固化剂是DOPO衍生物，所述普通固化剂为4,4...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯俊，赵子敬，肖依，熊浩，白洁，黄青隆，王彬楠，许国文，
申请(专利权)人：中国建筑第八工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：