微膠囊紅磷膨脹型阻燃劑的制備及其對(duì)環(huán)氧樹脂的阻燃、抑煙作用.pdf

1、微膠囊紅磷(MRP)是一類性能優(yōu)異的無機(jī)磷系阻燃劑,具有高效的阻燃性能和廣泛的應(yīng)用性、安全低毒等優(yōu)點(diǎn)。膨脹型阻燃劑是近年來研究的熱點(diǎn)之一。本課題將紅磷微膠囊后作為膨脹型阻燃劑酸源,再與季戊四醇及三聚氰胺復(fù)配成膨脹型阻燃劑并應(yīng)用于環(huán)氧樹脂中。并對(duì)其在環(huán)氧樹脂中的阻燃、抑煙性能及熱分解動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究,為環(huán)氧樹脂的阻燃研究提供了實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
　　 以三聚氰胺-甲醛樹脂為囊材,用原位縮聚法制備了微膠囊紅磷,吸濕性及抗氧化性實(shí)驗(yàn)表明

2、,紅磷經(jīng)三聚氰胺.甲醛樹脂包覆后吸水性大大減少,由包覆前的13.1％降低到2.08％；抗氧化性能有效增強(qiáng),每克微膠囊紅磷消耗氫氧化鈉量由包覆前的11.2毫克降低到1.12毫克。熱失重結(jié)果表明:MRP的失重曲線由包覆前的一個(gè)失重階段變?yōu)閮蓚€(gè)失重階段,且著火點(diǎn)高達(dá)470℃。
　　 采用氧指數(shù)、拉伸強(qiáng)度及斷裂伸長率、熱重、掃描電鏡等分析測試手段研究了微膠囊紅磷膨脹型阻燃劑(IFR)在環(huán)氧樹脂(EP)中的應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:應(yīng)用于環(huán)氧樹

3、脂的IFR的最佳組成是MRP:PER:MA=1.46:0.34:3.15(質(zhì)量比)。IFR最佳添加量為30％,氧指數(shù)從19.0％提高到26.2％,拉伸強(qiáng)度從32.40 MPa降到22.27 MPa,斷裂伸長率從9.94％降到7.80％。為了改善膨脹型阻燃劑加入后對(duì)環(huán)氧樹脂力學(xué)性能的不利影響,研究了不同偶聯(lián)劑對(duì)EP/IFR力學(xué)性能和阻燃性能的改善效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:硅烷偶聯(lián)劑(SCA)和鈦酸酯偶聯(lián)劑(TCA)可以有效提高阻燃EP體系的阻燃

4、性能和力學(xué)性能。添加2％的硅烷偶聯(lián)劑,拉伸強(qiáng)度從22.27 MPa提高到26.02 MPa,氧指數(shù)從26.2％提高到27.5％；添加3％鈦酸酯偶聯(lián)劑,拉伸強(qiáng)度從22.27 MPa提高到26.75 MPa,氧指數(shù)從26.2％提高到28.1％。
　　 為了改善膨脹型阻燃劑加入后對(duì)環(huán)氧樹脂發(fā)煙性能的不利影響,研究了不同過渡金屬氧化物對(duì)IFR阻燃EP發(fā)煙性能和阻燃性能的改善效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:各種抑煙劑的添加均能不同程度的降低阻燃EP體

5、系的煙密度,其中氧化銅的效果最佳。
　　 采用氧指數(shù)方法研究了不同協(xié)效劑與IFR的協(xié)同阻燃效果,研究表明:氧化鋅與IFR有良好的協(xié)同效果,添加2％的氧化鋅,EP/IFR/SCA/CuO的氧指數(shù)從28.2％提高到29.2％；EP/IFR/TCA/CuO的氧指數(shù)從28.3％提高到28.9％。
　　 以積分法處理阻燃前后環(huán)氧樹脂 TG曲線,研究了阻燃環(huán)氧樹脂的熱分解過程,采用非等溫動(dòng)力學(xué)方法研究了純EP及阻燃EP在各個(gè)分解反應(yīng)