【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种树脂复合材料，进一步地说，是涉及一种反应型支化阻燃剂、阻燃预浸料树脂、阻燃预浸料树脂基体胶膜、阻燃预浸料、树脂增强碳纤维制品及其制备方法和应用。
技术介绍
1、现在市面上的一些复合材料用阻燃树脂主要有几下几类：(1)含卤阻燃树脂；(2)使用磷类、氢氧化铝、膨胀石墨等无机阻燃填料的树脂体系；(3)添加含氮、磷元素的无卤阻燃剂的树脂体系。
2、阻燃树脂中添加含卤阻燃物质不利于环保；添加无机阻燃填料树脂粘度会变大，并且添加量较大才能有较好的阻燃效果，添加量增大后树脂体系的力学性能劣化；氮磷元素有机阻燃剂包括粉体阻燃剂和液体阻燃剂，粉体氮磷元素有机阻燃剂存在与无机阻燃填料相同的弊端，导致树脂体系力学性能劣化，液体氮磷元素有机阻燃剂会导致体系耐热性能下降。
3、由于上述各种阻燃剂存在的限制，导致现在很多预浸料树脂制备的复合材料只能达到hl2级别。如何在保证树脂体系力学强度和耐热性不答复下降的前提下，开发达到hl3的阻燃预浸料是业内公认的难点。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中存在的技术问题，本专利技术提供了一种反应型支化阻燃剂、阻燃预浸料树脂、阻燃预浸料树脂基体胶膜、阻燃预浸料、树脂增强碳纤维制品及其制备方法和应用。
2、本专利技术采用异氰酸酯三聚体、dopo-hq和环氧聚硅氧烷制备了一种反应型支化阻燃剂，该阻燃剂中含有芳杂环与芳香环，具有良好的热稳定性，同时通过氮磷硅协同作用显著提升了体系的阻燃性。由于所制备的反应型支化阻燃剂为环氧
3、本专利技术的目的之一是提供一种反应型支化阻燃剂。
4、所述反应型支化阻燃剂由包括10-(2，5-二羟基苯基)-10-氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(dopo-hq)、异氰酸酯三聚体、环氧聚硅氧烷、催化剂a和催化剂b在内的原料制备而得。
5、本专利技术的一种优选的实施方式中，
6、异氰酸酯三聚体的异氰酸酯基团与10-(2，5-二羟基苯基)-10-氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物的羟基的摩尔比为1：(1.7～2.5)；优选为1：(1.9～2.2)；
7、10-(2，5-二羟基苯基)-10-氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物与异氰酸酯三聚体反应后得到羟基封端产物，所述羟基封端产物的羟基与环氧聚硅氧烷的环氧基团的摩尔比为1：(1.5～2.5)；优选为1：(1.8～2.3)。
8、本专利技术的一种优选的实施方式中，
9、所述10-(2，5-二羟基苯基)-10-氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物是效果较好的阻燃剂，但是会导致力学性能下降，需要改善树脂的力学性能；
10、所述异氰酸酯三聚体为甲苯二异氰酸酯(tdi)三聚体、异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)三聚体、二苯基甲烷二异氰酸酯(mdi)三聚体、二环己基甲烷二异氰酸酯(hmdi)三聚体、六亚甲基二异氰酸酯(hdi)三聚体、赖氨酸二异氰酸酯(ldi)三聚体、多亚甲基多苯基多异氰酸酯(papi)三聚体中的至少一种；
11、所述环氧聚硅氧烷分子中至少含有两环氧基团；环氧值为0.1～0.9当量/100克，优选为0.1～0.6当量/100克；
12、所述催化剂a为辛酸亚锡、二丁基二月桂酸锡、三亚乙基二胺、辛酸铅、环烷酸锌或钛酸四异丁酯中的至少一种；
13、所述催化剂b为硫酸铵、过硫酸钾、四丁基溴化铵、三苯基膦、乙基三苯基溴化膦、三乙醇胺中的至少一种。
14、本专利技术的一种优选的实施方式中，
15、所述催化剂a的质量为所述10-(2，5-二羟基苯基)-10-氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物质量的0.5％～5％，优选为1％～3％；和/或，
16、所述催化剂b的质量为所述环氧聚硅氧烷质量的0.005％～1.00％，优选为0.01％～0.2％。
17、本专利技术的目的之二是提供一种反应型支化阻燃剂的制备方法，包括以下步骤：
18、(1)在保护性气体保护下，将所述催化剂a、异氰酸酯三聚体加入到所述所述10-(2，5-二羟基苯基)-10-氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物的溶液中，反应得到羟基封端产物；
19、(2)将步骤(1)得到的羟基封端产物、环氧聚硅氧烷、催化剂b混合，反应得到所述反应型支化阻燃剂。
20、本专利技术的一种优选的实施方式中，
21、步骤(1)，
22、所述保护性气体为氮气、惰性气体中的至少一种；和/或，
23、所述10-(2，5-二羟基苯基)-10-氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物的溶液的质量百分比浓度为5～60％，优选为10～30％；
24、所述10-(2，5-二羟基苯基)-10-氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物的溶液的溶剂为甲醇、乙醇、二甲基亚砜、氯仿、二甲基甲酰胺、二氧六环中的至少一种，优选选自二甲基亚砜、氯仿、二甲基甲酰胺中的至少一种；
25、异氰酸酯三聚体的加入方式为滴加；
26、反应温度为30～100℃，优选为60～90℃；反应时间为0.5～5h，优选为1-3h；和/或，
27、步骤(2)，
28、反应温度为100～200℃，优选为160～180℃；反应时间为1～5h，优选为2～3h。
29、本专利技术的目的之三是提供一种阻燃预浸料树脂。
30、所述阻燃预浸料树脂包括所述阻燃预浸料树脂、环氧树脂和固化剂；
31、以环氧树脂为100重量份数计，
32、环氧树脂 100重量份；
33、反应型支化阻燃剂 5～150重量份；优选为50～100重量份；
34、固化剂 2～90重量份；优选为10～50重量份。
35、本专利技术的一种优选的实施方式中，
36、所述环氧树脂为缩水甘油醚类环氧树脂、缩水甘油酯类环氧树脂、缩水甘油胺环氧树脂、脂环族环氧化物和线型脂肪族环氧化物中的至少一种；优选为双酚a环氧树脂、酚醛环氧树脂、双酚f环氧、n，n-二缩水甘油基-4-缩水甘油基氧基苯胺、4，5-环氧己烷-1，2-二甲酸二缩水甘油酯的至少一种；和/或，
37、所述固化剂为胺类固化剂、酸酐固化剂、线性酚醛固化剂、聚酯树脂固化剂、聚氨酯固化剂、苯乙烯-马来酸酐共聚树脂固化剂、聚硫橡胶固化剂中的至少一种；优选为4，4’-二氨基二苯基砜、二氨基二苯甲烷、双氰胺中的至少一种。
38、本专利技术的一种优选的实施方式中，
39、所述阻燃预浸料树脂还包括固化促进剂；
40、所述固化促进剂优选为叔胺及其衍生物、季胺盐类、取代脲、咪唑类化合物及其衍生物中的至少一种；更优选为取代脲ur30本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种反应型支化阻燃剂，由包括10-(2，5-二羟基苯基)-10-氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物、异氰酸酯三聚体、环氧聚硅氧烷、催化剂A和催化剂B在内的原料制备而得。
2.如权利要求1所述的反应型支化阻燃剂，其特征在于：
3.如权利要求1所述的反应型支化阻燃剂，其特征在于：
4.如权利要求1所述的反应型支化阻燃剂，其特征在于：
5.一种如权利要求1～4之一所述的反应型支化阻燃剂的制备方法，所述方法包括以下步骤：
6.如权利要求5所述的反应型支化阻燃剂的制备方法，其特征在于：
7.一种包括权利要求1～4之一所述或权利要求5～6之一所述方法制得的反应型支化阻燃剂的阻燃预浸料树脂，还包括环氧树脂和固化剂；
8.如权利要求7所述的阻燃预浸料树脂，其特征在于：
9.如权利要求7所述的阻燃预浸料树脂，其特征在于：
10.一种如权利要求7～9之一所述的阻燃预浸料树脂的制备方法，所述方法包括：
11.一种由权利要求7～9之一所述的阻燃预浸料树脂制得的阻燃预浸料树脂基
12.一种如权利要求11所述的阻燃预浸料树脂基体胶膜的制备方法，包括，将所述阻燃预浸料树脂涂膜后得到所述阻燃预浸料树脂基体胶膜；优选地，涂膜温度为50～120℃，更优选为60～90℃。
13.一种包括权利要求11所述的阻燃预浸料树脂基体胶膜的阻燃预浸料，所述阻燃预浸料还包括增强纤维；
14.一种如权利要求13所述的阻燃预浸料的制备方法，所述方法包括以下步骤：
15.一种由权利要求13所述的阻燃预浸料制得的树脂增强碳纤维制品。
16.一种如权利要求15所述的树脂增强碳纤维制品在轨道交通领域中的应用，优选在碳纤维复合材料主承力结构和非承力件中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种反应型支化阻燃剂，由包括10-(2，5-二羟基苯基)-10-氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物、异氰酸酯三聚体、环氧聚硅氧烷、催化剂a和催化剂b在内的原料制备而得。
2.如权利要求1所述的反应型支化阻燃剂，其特征在于：
3.如权利要求1所述的反应型支化阻燃剂，其特征在于：
4.如权利要求1所述的反应型支化阻燃剂，其特征在于：
5.一种如权利要求1～4之一所述的反应型支化阻燃剂的制备方法，所述方法包括以下步骤：
6.如权利要求5所述的反应型支化阻燃剂的制备方法，其特征在于：
7.一种包括权利要求1～4之一所述或权利要求5～6之一所述方法制得的反应型支化阻燃剂的阻燃预浸料树脂，还包括环氧树脂和固化剂；
8.如权利要求7所述的阻燃预浸料树脂，其特征在于：
9.如权利要求7所述的阻燃预浸料树脂，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐建华，张藕生，余荣禄，王鑫，汤溢融，王芳，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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