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            阻燃環氧樹脂系統的研討進展

             

             
            1.導言
            環氧樹脂是如今遍及運用的領先復合資料樹脂基體,固化后的環氧樹脂具有優秀的物理機械功用、電絕緣功用、耐化學腐蝕功用、耐熱及粘接功用,因而廣泛運用于涂料、電子電氣、復合資料、土木建筑等多個范疇。對國民經濟開展起著極其首要的效果,是世界規模內的首要的精密高分子資料之一。
             
            2.環氧樹脂系統阻燃劑的選用
            環氧樹脂的阻燃辦法可分為填料型和構造型兩種。前者是指在環氧樹脂中參加各種不參加固化反響的阻燃增加劑,而使之具有阻燃功用的辦法;后者是指在環氧樹脂中引進阻燃構造、到達阻燃意圖的辦法。
            2.1鹵系阻燃劑
            鹵系(溴系和氯系)阻燃劑是運用十分遍及的一種阻燃劑,其增加量相對比較少,且阻燃功率較高,尤其是溴系阻燃劑[1]。首要有四溴雙酚A、十溴聯苯醚、四溴鄰苯二甲酚酐、二溴新戊二醇等。但溴系阻燃劑存在的嚴峻缺陷是使被阻燃基材的抗紫外線穩定性下降,焚燒時生成較多的對人體以及環境有害的煙、腐蝕性氣體和有毒氣體。1986年據瑞士科學家報導,多溴二苯醚焚燒時,生成有毒致癌的多溴代二苯并二惡晚烷及二苯并呋喃,對人類和環境存在著嚴峻的威脅。因而有關含鹵化物的阻燃劑帶來的環境安全問題引起了人們廣泛的關注。如今,阻燃資料中越來越多的運用具有環境安全性和運用安全性的無毒、無公害的無機阻燃劑和有機磷系阻燃劑。
            2.2納米氫氧化鋁
            氫氧化鋁是無機阻燃劑中最首要的一種,就消耗量而言,在一切阻燃劑中穩居首位,因為氫氧化鋁低毒,如今全球的耗量占阻燃劑總耗量的45%,占無機阻燃劑耗量的70%。因其抑煙、低腐蝕,且價格低廉,估計在往后幾年間,其用量的年平均增長速度將高于一切別的類阻燃劑[2]。如今所運用的氫氧化鋁阻燃劑的阻燃才能不強,其顆粒通常在微米級,需要高填充,才具有阻燃性,并且阻燃功率不高,還會影響資料的物理機械功用。為了進步阻燃劑在樹脂系統中的渙散性,增加阻燃劑的阻燃效果,通常請求阻燃劑的顆粒越細越好[3]。運用納米級氫氧化鋁阻燃劑,因為增強界面的相互效果,能夠更均勻的渙散在基體樹脂中,然后能更有效的改進共混料的力學功用,其填充量將會大大削減,阻燃功率也會加倍進步。
            氫氧化鋁的精密化以及ATH與阻燃劑的協同效應,使其由低效阻燃型向高效阻燃型轉化,由普通型商品向高功用性、高附加值系列商品方向開展,這大大提升了氫氧化鋁的質量,拓寬了ATH的運用規模。
            2.3磷酸酯阻燃劑
            有機磷系阻燃劑是最首要的有機阻燃劑之一,它也是開發環保型阻燃劑的要點。有機磷系阻燃劑包含磷酸酯及其衍生物、亞磷酸酯、有機磷鹽、氧化膦含磷多元醇及磷-氮化合物等,作為阻燃劑,運用最為廣泛的是磷酸酯和膦酸酯。
            磷系阻燃劑有反響型和增加型兩種,增加型的有低分子量化合物,如烷基磷酸酯,也有齊聚物,如多磷酸酯。如今首要是選用增加型磷系阻燃劑,但選用反響型阻燃劑對高聚物進行化學改性以賦予資料阻燃性也日益受到重視。磷化合物對高聚物的化學改性可選用兩種有效途徑:第一種是經過向高聚物中引進阻燃改性官能團以改動母體高聚物的構造;第二種是運用反響型阻燃劑與不飽和高聚物的反響或許有阻燃單體參加的共聚技能。
            含磷阻燃劑兼具阻燃和增塑的功用,用處廣泛。其間磷酸酯類阻燃劑具有極好的氣相與固相阻燃效果,其效果比含鹵阻燃劑高得多。焚燒時,磷化合物先生成磷酸的非燃性液態膜,接著在進一步脫水生成偏磷酸,偏磷酸進而聚構成聚偏磷酸。其間,磷酸生成的液態膜起覆蓋效果;聚偏磷酸是強酸和強脫水劑,可使高分子資料脫水而炭化,這種炭膜隔絕了空氣,然后使磷化物發揮了阻燃效果。
             
            3.阻燃環氧樹脂的開展趨勢
            研討并選用含磷、氮、硅等阻燃元素的環氧樹脂替代如今廣泛運用的四溴雙酚A型環氧樹脂,是開發非鹵素阻燃環氧樹脂的首要辦法。
            3.1含氮環氧樹脂的研討
            含氮環氧樹脂包含縮水甘油胺環氧樹脂和聚異氰脲酸酯-惡唑烷酮樹脂等種類??s水甘油胺環氧樹脂包含以三嗪為核骨架的三聚氰酸三縮水甘油胺、對氨基苯酚環氧樹脂和二氨基二苯甲烷環氧樹脂。三聚氰酸三縮水甘油胺分子中含有3個環氧基,含氮量高達14%,因而具有自熄性。它還具有交聯密度大,耐溫功用高,耐電弧性好等特色。聚異氰脲酸酯-惡唑烷酮樹脂是一類構造中含有很多五元、六元氮雜環的環氧樹脂,因為構造中含有很多五、六元環,故此類資料具有優秀的阻燃性、耐熱性,耐介質性和機械強度。
            3.2含磷環氧樹脂的研討
            在環氧樹脂中引進磷元素,可使其具有杰出的耐熱性和阻燃性。運用菲型磷化合物上的活性氮與環氧樹脂的環氧基在三苯基磷催化下,在120~180℃下,經過攪拌進行反響,能夠生成含磷的阻燃型環氧樹脂。在這個環氧樹脂構成物中,含磷量到達0.8~8%,就可具有優秀的阻燃性。資料受熱時生成磷的含氧酸,這類酸催化化合物脫水成炭,下降資料的質量丟失速度和可燃物的生成量,而磷則大多數殘留于炭層中。阻燃效能首要取決于生成的炭層[4]。
            3.3含硅環氧樹脂的研討
            凡帶有環氧基的有機硅高分子聚合物,都可作為有機硅環氧樹脂。有機硅分子量不一樣,固化樹脂中有機硅相得渙散狀況就有很大改變,然后使其功用發生很大區別。
            有機硅改性環氧樹脂是這些年開展起來的既能下降環氧樹脂內應力,又能增加環氧樹脂耐性、耐高溫性等功用的有效途徑。如今有機硅改性環氧樹脂的辦法有共混和共聚兩類,其關鍵所在是處理好相容性問題。
             
            4.結語
            阻燃環氧樹脂的開發已趨于向無鹵化、新技能化、多功用化和系統化開展。如今在阻燃環氧樹脂的實踐運用中還需處理不少問題,例如,有的阻燃環氧樹脂焚燒時會發生濃煙,有的阻燃環氧樹脂雖具有優秀的抑煙功用,但物理力學功用下降太多,不能滿意工程運用請求等。因而應進一步研討和開發新式熱穩定性高、高分子量和相容性好的無鹵構造型阻燃固化劑,探索高阻燃元素含量環氧單體或固化劑等地生產成本制備技術,從根本上處理因增加阻燃劑而對資料別的功用發生的負面影響。
               
             
             
             
             
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