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環(huán)氧樹脂復配阻燃劑
| 來源：邵君( 先生，國內國際部經理 ) 發(fā)布時間：2017-11-26 22:12:01 |
在現(xiàn)代阻燃劑技術中，環(huán)氧樹脂復配阻燃劑是重要的一個方面。阻燃劑復配技術包含兩方面的含義:一是不同阻燃劑之間的復配問題;二是阻燃劑與不同的基體、不同的塑料助劑之間的配合問題。
一些阻燃劑只適合用于一定的基體樹脂，因此，不同的基體樹脂要注意選擇合適的阻燃劑元素。環(huán)氧樹脂復配阻燃劑體系兼有多種阻燃劑的特性，不同環(huán)氧樹脂復配阻燃劑的協(xié)同作用為合成材料阻燃開辟了廣闊前景。
阻燃劑復配可以在有機類、無機類及它們相互之間進行。其中有機和無機類阻燃劑的復配使用更廣泛，如磷硅阻燃劑復配體系，這類復配體系兼有有機阻燃劑的高效和無機阻燃劑的低煙、無毒功能，能有效降低成本和減少無機阻燃劑的用量，改善材料的功能。
具有下述特征之一的阻燃體系，有可能成為具有發(fā)展前景的高效阻燃劑:(1)催化阻燃作用;(2)抑制凝聚相的氧化反應;(3)高效氣相阻燃作用;(4)形成有效的焦炭層或含其它阻燃元素(如硅、磷等阻燃元素)的焦炭層。磷硅協(xié)同阻燃劑具備其中(1)、(2)、(4)三種特征，由此可見磷硅協(xié)同阻燃劑是今后阻燃技術發(fā)展的重要方向之一。
樹脂體系的ＬＯＩ從原來的23.0%上升到28.5%，證明改性后的環(huán)氧樹脂體系的阻燃性得到較好的改善，環(huán)氧樹脂中的磷元素通過“酸誘導脫氫反應機理”促進了樹脂炭層的生成，在高溫區(qū)域，環(huán)氧樹脂中的硅在試樣的表面形成二氧化硅保護層，抑制了已生成的炭層的熱氧化降解反應，阻止了焦化炭的質量損失。
同樣利用溶膠-凝膠法，有學者通過雙酚Ａ雙縮水甘油醚(ＤＧＥＢＡ)型環(huán)氧樹脂和四乙氧基硅烷(ＴＥＯＳ)制備了集磷硅為一體的納米復合環(huán)氧樹脂，磷硅元素位于雜化材料的交聯(lián)網絡之中，提高了環(huán)氧樹脂的阻燃性。
燃燒實驗表明:在800℃時，純環(huán)氧樹脂的成炭率為14.8%，而改性后環(huán)氧樹脂的成炭率為31%;純環(huán)氧樹脂的ＬＯＩ為24%，改性后環(huán)氧樹脂為32%。值得一提的是這種環(huán)氧樹脂中由于含有Ｐ-Ｃ和Ｐ-Ｏ鍵，在熱降解過程中，屬于較弱的交聯(lián)，容易受到鏈的剪切作用而斷裂，使得改性環(huán)氧樹脂在低溫和高溫時的熱穩(wěn)定性能相差甚異，純環(huán)氧樹脂失重10%的溫度為399℃，而改性環(huán)氧樹脂失重10%的溫度為313℃，且在400℃之前成炭率也要低于純樹脂。
隨著溫度的升高，改性環(huán)氧樹脂顯示出越來越佳的熱穩(wěn)定性能。硅氧烷[19]在燃燒過程中生成的白色燃燒殘渣二氧化硅與炭化物構成復合無機層起到雙重屏障作用，阻隔了可燃性氣體與火焰熔融區(qū)之間的通道，保護聚合物免受火焰所產生的熱輻射。
磷酸三(2-氯丙基)酯(阻燃劑TCPP)為無色至微黃色油狀液體，溶于苯、醇、四氯化碳等有機溶劑，不溶于水和脂肪族烴，相對密度1.27-1.31,折光率1.4916(21.5)，粘度58mm2/S，含氯量32.8%，含磷量9.5%，由于分子內同時含有磷氯兩種元素，阻燃性能顯著，同時還有增塑、防潮、抗靜電等作用.磷酸三(2-氯丙基)酯其物化性能類似于TCEP，但對水和堿的反應性能較低.具有優(yōu)良的阻燃性能和化學穩(wěn)定性，能提高制品的耐油性、耐水性和阻燃性.
磷酸三(2-氯丙基)酯(阻燃劑TCPP)主要用于軟硬聚氨酯泡沫,環(huán)氯樹酯,聚本乙烯,醋酸纖維素,乙基纖維素樹脂和酚醛塑料,及槍式泡沫填縫劑的生產.特別推薦用剛性聚氨酯泡沫中具有優(yōu)良的熱導及水解穩(wěn)定性,特別適用于ASTM84(II),用于化合物聚氨酯泡沫和不飽和樹酯及酚醛塑料在低溫時具有低粘性.通常還與三氧二銻配合使用,以提高阻燃效率.
磷酸三(2-氯丙基)酯(阻燃劑TCPP)是用于條狀﹑快狀泡沫生產中的火焰阻燃劑.它是一種成本低廉的火焰阻燃劑,且具有良好的穩(wěn)定性.用于阻燃聚氨酯泡沫塑料，不飽和聚酯，液態(tài)酚醛樹脂，粘合劑等重要的阻燃性增塑劑。也可用在礦用運輸帶（特別是煤礦）、導風筒、電線電纜、蓬布、壁紙、人造革、卷布滾等。在氰酸醚或聚醚與催化劑的混合物中的儲存穩(wěn)定性甚佳。
Ｈｓｉｕｅ及其合作者利用原位溶膠-凝膠法制備了含磷硅的有機無機納米雜化環(huán)氧樹脂材料，雜化環(huán)氧樹脂的玻璃化溫度隨著硅含量的增加而升高，磷硅之間的協(xié)同效應使得環(huán)氧樹脂的阻燃性能得到極大的提高，當磷、硅的含量分別為4.35%和15.63%時，材料的ＬＯＩ由未改性前的26.0%提高到處理后的44.5%。
環(huán)氧樹脂具有許多突出的特性，如較好的熱穩(wěn)定性、絕緣性、粘附性、良好的力學性能、優(yōu)良的成型工藝性能以及較好的性價比等，廣泛應用于電子元器件的粘接、封裝以及印制線路板(ＰＷＢｓ)的制作等領域。環(huán)氧樹脂的傳統(tǒng)阻燃方法[8]都是通過添加溴化合物及銻的氧化物，它們都會對環(huán)境造成不同的負面影響。
通過對塑料阻燃劑的作用機理的深入研究，開發(fā)出許多高效的、新型的阻燃劑?？v觀近年來的阻燃劑研究開發(fā)與發(fā)展狀況，可以看出其發(fā)展趨勢:
①環(huán)?；?、低毒化。鹵系阻燃劑雖然仍將是阻燃劑的主要品種，但由于該類阻燃劑燃燒時會生成有毒及腐蝕性物質，因而無鹵阻燃劑及對環(huán)境友好的阻燃劑的需求會增長;
②高效化、多功能化。開發(fā)高效、多種功能的阻燃劑，不僅能減少阻燃劑對基材機械物理應用性能的影響，同時對于減少污染、降低成本將是有益的;
③納米化和微膠囊化技術將逐步得到應用;
④復配技術的應用。如何通過復配技術開發(fā)出性能優(yōu)異的新型阻燃劑，是阻燃材料研究的重要課題，也應該是阻燃劑發(fā)展非常重要的方向。
文章版權：張家港雅瑞化工有限公司
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固化劑|擴鏈劑|交聯(lián)劑
