一種適用于真空導(dǎo)流的阻燃環(huán)氧樹(shù)脂及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種適用于真空導(dǎo)流的阻燃環(huán)氧樹(shù)脂及其制備方法。適用于真空導(dǎo)流的阻燃環(huán)氧樹(shù)脂由A劑和B劑按質(zhì)量比100:20制備而成，其中，A劑由以下按質(zhì)量份計(jì)的組分組成：雙酚A樹(shù)脂100份，含溴環(huán)氧阻燃劑25-40份，有機(jī)磷阻燃劑6-12份，非反應(yīng)型稀釋劑6-12份，消泡劑0.3-0.6份，偶聯(lián)劑1-3份；B劑由以下按質(zhì)量份計(jì)的組分組成：脂環(huán)胺固化劑95-105份，促進(jìn)劑20-30份。本發(fā)明的阻燃環(huán)氧樹(shù)脂克服了現(xiàn)有阻燃環(huán)氧樹(shù)脂的缺陷，具有粘度較低、阻燃性好、力學(xué)性能優(yōu)良的優(yōu)點(diǎn)，適用于真空導(dǎo)流工藝，能應(yīng)用于制造航空、航天、軍工等高端【技術(shù)領(lǐng)域】的阻燃復(fù)合材料。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種適用于真空導(dǎo)流的阻燃環(huán)氧樹(shù)脂及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及阻燃復(fù)合材料領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于真空導(dǎo)流的阻燃環(huán)氧樹(shù)脂及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]真空導(dǎo)流是一種用于生產(chǎn)纖維增強(qiáng)塑料(FRP)制件的層合工藝。將干性材料(氈，織物，縫合氈和泡沫芯)疊在一個(gè)陽(yáng)?；蜿幠１砻妫褂帽〉乃芰险婵沾虬雱傂缘膶?duì)模沿著部件的周?chē)芊?。采用真空泵抽真空，施加大氣壓力，壓?shí)干性材料，并產(chǎn)生一個(gè)“真空間隙”。然后，通過(guò)放置樹(shù)脂注膠管道將樹(shù)脂注入間隙。真空間隙和外部大氣壓力之間的壓力差將樹(shù)脂壓入，注入多孔材料，直到完全浸潤(rùn)。始終保持真空直到該部件固化，確保密實(shí)。真空導(dǎo)流工藝具有許多優(yōu)點(diǎn):一、能提高部件生產(chǎn)的重復(fù)性，減少次品的數(shù)量；二、夾層結(jié)構(gòu)纖維含量會(huì)提高，因而力學(xué)性能也會(huì)提高；三、夾層結(jié)構(gòu)中不會(huì)產(chǎn)生干斑和氣孔，而且芯材和面板之間的粘接也會(huì)增強(qiáng)；四、制作大型夾層結(jié)構(gòu)部件的勞動(dòng)力成本也可以減少。真空導(dǎo)流工藝過(guò)程中，樹(shù)脂的粘度與樹(shù)脂的流速成反比，樹(shù)脂粘度越高，部件浸潤(rùn)的時(shí)間則越長(zhǎng)。因此，采用真空導(dǎo)流工藝制作復(fù)合材料部件，需要粘度比較低的樹(shù)脂。
[0003]目前大部分阻燃環(huán)氧樹(shù)脂都是應(yīng)用于電子封灌膠領(lǐng)域，這些復(fù)合材料中添加有大量的無(wú)機(jī)阻燃劑，為了達(dá)到較好的阻燃效果甚至添加量要大于50%。由于無(wú)機(jī)阻燃劑無(wú)法進(jìn)入密集的纖維織物中，所以也無(wú)法使用真空導(dǎo)流工藝。此外，無(wú)機(jī)阻燃劑在環(huán)氧樹(shù)脂中無(wú)法溶解，也無(wú)法在環(huán)氧樹(shù)脂固化后成為交聯(lián)的一部分，所以這類(lèi)阻燃樹(shù)脂復(fù)合材料的力學(xué)性能、耐溫性能 都比較差。
[0004]有機(jī)阻燃劑有鹵系阻燃劑、氮系阻燃劑和有機(jī)磷阻燃劑等等。鹵系阻燃劑是目前世界產(chǎn)量最大的阻燃劑之一，具有添加量少，阻燃效果顯著的特點(diǎn)，在阻燃領(lǐng)域中占有重要的地位。溴系阻燃劑在鹵系阻燃劑中占比例最大，也是阻燃效率最高的有機(jī)阻燃劑之一。目前生產(chǎn)的溴系阻燃劑大約有70多種，其中最主要的有，十溴二苯醚(DBDPO)，四溴雙酚A(TBBPA)和六溴環(huán)十二烷(HB⑶)其中前二者的產(chǎn)量約占溴系阻燃劑的50%左右。溴系阻燃劑阻燃效率高，適用面寬，耐熱性好，水解穩(wěn)定性?xún)?yōu)異，能夠滿(mǎn)足各種高聚物的加工工藝及阻燃產(chǎn)品的要求，而且原料充足價(jià)格適中。它們的分解溫度在200-300度左右，與高聚物的分解溫度相匹配，因此溴系阻燃劑能在最佳的時(shí)刻，于氣相和凝聚相同時(shí)起到阻止燃燒的作用。
[0005]有機(jī)磷阻燃劑是與鹵系阻燃劑并重的一類(lèi)阻燃劑，它品種多，用途廣泛。雖然有機(jī)磷化合物都會(huì)有一定的毒性，但它們的致畸性卻不高，其分解產(chǎn)物及其阻燃的高聚物的熱裂解和燃燒產(chǎn)物中腐蝕性、有毒物也很少。同時(shí)很多品種還具有增塑、熱穩(wěn)定等作用，對(duì)提高高分子材料的綜合性能有十分重要的作用。
[0006]隨著復(fù)合材料技術(shù)的發(fā)展，航空、航天、軍工等高端【技術(shù)領(lǐng)域】對(duì)阻燃復(fù)合材料的需求越來(lái)越大。目前市場(chǎng)上的阻燃樹(shù)脂品類(lèi)繁多，但都存在或因粘度高而無(wú)法適用真空導(dǎo)流工藝、或無(wú)法達(dá)到高端【技術(shù)領(lǐng)域】材料的力學(xué)性能要求、或材料阻燃性不能達(dá)到要求等問(wèn)題。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種適用于真空導(dǎo)流的阻燃環(huán)氧樹(shù)脂及其制備方法，該阻燃環(huán)氧樹(shù)脂粘度較低、阻燃性好、力學(xué)性能優(yōu)良，能應(yīng)用于制造航空、航天、軍工等高端【技術(shù)領(lǐng)域】的阻燃復(fù)合材料。
[0008]為了確保能使用真空導(dǎo)流成型工藝，樹(shù)脂和固化劑的混合粘度必須要較低。雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂的粘度本身就很高，因此需要需要選擇粘度較低且阻燃效果好的阻燃劑，但目前為止未發(fā)現(xiàn)單一的某種阻燃劑能同時(shí)兼具這兩方面的優(yōu)點(diǎn)。含溴環(huán)氧阻燃劑常溫下為固體，其含溴量很高，少量添加就能達(dá)到很好的阻燃效果。有機(jī)磷阻燃劑，可以使樹(shù)脂粘度降低，并且能夠在阻燃后起到抑煙作用，降低煙密度。含溴環(huán)氧阻燃劑和有機(jī)磷阻燃劑按特定的配比和其他助劑添加到雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂中制成阻燃環(huán)氧樹(shù)脂，不僅粘度較低可適用真空導(dǎo)流工藝，而且其阻燃性好、力學(xué)性能優(yōu)良，能達(dá)到制造航空、航天、軍工等高端【技術(shù)領(lǐng)域】的阻燃復(fù)合材料的要求。
[0009]本發(fā)明的技術(shù)方案之一是提供一種適用于真空導(dǎo)流的阻燃環(huán)氧樹(shù)脂，由A劑和B劑按質(zhì)量比100:20混合攪拌制備而成，其中，A劑由以下按質(zhì)量份計(jì)的組分組成:
【權(quán)利要求】
1.一種適用于真空導(dǎo)流的阻燃環(huán)氧樹(shù)脂，其特征在于由A劑和B劑按質(zhì)量比100:20混合攪拌制備而成，其中， A劑由以下按質(zhì)量份計(jì)的組分組成: 雙酚A樹(shù)脂100份 含溴環(huán)氧阻燃劑 25-40份 有機(jī)磷阻燃劑6-12份 非反應(yīng)型稀釋劑 6-12份 消泡劑0.3-0.6份 偶聯(lián)劑1-3份 B劑由以下按質(zhì)量份計(jì)的組分組成: 脂環(huán)胺固化劑95-105份 促進(jìn)劑20-30份。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于真空導(dǎo)流的阻燃環(huán)氧樹(shù)脂，其特征在于:所述含溴環(huán)氧阻燃劑的含溴量為40%-60%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于真空導(dǎo)流的阻燃環(huán)氧樹(shù)脂，其特征在于:所述含溴環(huán)氧阻燃劑為2，3-二溴丙醇、四溴二甲苯、四溴雙酚S、四溴雙酚A、五溴二苯醚、五溴苯酚、表溴醇、八溴二苯醚中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于真空導(dǎo)流的阻燃環(huán)氧樹(shù)脂，其特征在于:所述有機(jī)磷阻燃劑為磷酸三甲酯、磷酸三甲酚酯、磷酸三(2，3- 二氯丙基)酯、磷酸雙(2，3 二溴丙酯)二氯丙酯中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于真空導(dǎo)流的阻燃環(huán)氧樹(shù)脂，其特征在于:所述非反應(yīng)稀釋劑為鄰苯二甲酸二丁酯、二辛酯的一種；所述消泡劑為磷酸三丁酯、異辛醇中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于真空導(dǎo)流的阻燃環(huán)氧樹(shù)脂，其特征在于:所述偶聯(lián)劑為乙烯基二(甲氧乙氧基)硅烷、乙烯基二氣硅烷、N-β -(氛乙基-氛丙基甲基二甲氧基硅烷、Y-氨丙基三乙氧基硅烷中的一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于真空導(dǎo)流的阻燃環(huán)氧樹(shù)脂，其特征在于:所述脂環(huán)族固化劑為孟烷二胺、異佛爾酮二胺、N-氨乙基哌嗪、3，9-雙(3-氨丙基)-2，4，8，10-四氧雜螺十一烷加合物、雙(四氨基-3-甲基環(huán)己基)甲烷的一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于真空導(dǎo)流的阻燃環(huán)氧樹(shù)脂，其特征在于:所述促進(jìn)劑為二亞乙基三胺、三亞乙基四胺、三-(二甲胺基甲基)苯酚中的一種。
9.一種權(quán)利要求1所述的適用于真空導(dǎo)流的阻燃環(huán)氧樹(shù)脂的制備方法，其特征在于，A劑的生產(chǎn)包含以下步驟: 1)將雙酚A樹(shù)脂100份加熱至115-125。。； 2)加入含溴環(huán)氧阻燃劑25-40份開(kāi)始攪拌，攪拌50-70分鐘后，放置冷卻至55_65°C； 3)加入有機(jī)磷阻燃劑6-12份速度保持不變攪拌20-40分鐘，攪拌速度為30-90r/min，攪拌溫度為55-65°C ； 4)停止加熱，加入消泡劑0.3-0.6份和偶聯(lián)劑1-3份，攪拌20-40分鐘； 5)保持?jǐn)嚢瑁瑢?shù)脂冷卻至40°C以下； 6)加入非反應(yīng)型稀釋劑6-12份攪拌20-40分鐘后開(kāi)始真空脫泡并且邊攪拌邊脫泡20-40分鐘； 7)停止攪拌，進(jìn)行放料包裝； B劑的生產(chǎn)包含以下步驟: O將脂環(huán)胺固化劑95-105份、促進(jìn)劑20-30份混合，攪拌50-70分鐘，攪拌速度20_50r/min ； 2)停止攪拌，進(jìn)行放料包裝。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的適用于真空導(dǎo)流的阻燃環(huán)氧樹(shù)脂的制備方法，其特征在于，A劑的生產(chǎn)包含以下步驟: 1)將雙酚A樹(shù)脂100份加熱至120。。； 2)加入含溴環(huán)氧阻燃劑25-40份開(kāi)始攪拌，攪拌60分鐘后，放置冷卻至60°C； 3)加入有機(jī)磷阻燃劑6-12份速度保持不變攪拌30分鐘，攪拌速度為30-90r/min，攪拌溫度為60°C ； 4)停止加熱，加入消泡劑0.3-0.6份和偶聯(lián)劑1-3份，攪拌30分鐘； 5)保持?jǐn)嚢?，將?shù)脂冷卻至40°C以下； 6)加入非反應(yīng)型稀釋劑6-12份攪拌30分鐘后開(kāi)始真空脫泡并且邊攪拌邊脫泡30分鐘； 7)停止攪拌，進(jìn)行放料包裝； B劑的生產(chǎn)包含以下步驟: 1)將脂環(huán)胺固化劑95-105份、促進(jìn)劑20-30份混合，攪拌60分鐘，攪拌速度20_50r/min ； 2)停止攪拌，進(jìn)行放料包裝。
【文檔編號(hào)】C08K5/523GK103627142SQ201310618851
【公開(kāi)日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月28日
【發(fā)明者】鄧輝堯, 金威 申請(qǐng)人:惠柏新材料科技（上海）有限公司