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环氧树脂复合资料阻燃机理简介

削减字体  削减字体 宣布日期:2019-03-13  来历:吉林省华阳新资料研发无限公司  作者:韩春华  阅读次数:162
焦点提醒:环氧树脂是一类带有2个或2个以上环氧基团的高份子聚合物。在环氧树脂中,环氧基团能够位于高份子聚合物的任何地位如份子链的结尾
    环氧树脂是一类带有2个或2个以上环氧基团的高份子聚合物。在环氧树脂中,环氧基团能够位于高份子聚合物的任何地位如份子链的结尾、中心或呈环状布局。环氧树脂是一类力学机能好、耐侵蚀性强、热不变性好、电绝缘性好、易于加工、粘结机能好和布局不变的无机高份子资料。以是环氧树脂在修建、机器、电子电气和航空航天等范畴被普遍地利用。
 
    但是,环氧树脂的氧指数仅为19.8,属于极易燃资料,在火警变乱中环氧树脂常常是复合资料中最易熄灭的局部,并且火警后延续熄灭且发烟量庞大。是以,易燃性已成为限定其进一步推行利用的妨碍,是以对环氧树脂停止阻燃改性一向是最近几年来研讨的热门。本文将对环氧树脂的阻燃机理停止简略先容。
 
一、阻燃环氧树脂简介
 
    环氧树脂固化物的阻燃体例首要有反映型和增添型两种,前者本钱昂贵,简略易行,后者则对环氧树脂成品的影响较小,阻燃结果也较好。增添型阻燃手艺是将具备阻燃效应的物资 (即阻燃剂)间接与环氧树脂共混,以晋升环氧树脂阻燃机能的体例。反映型阻燃体例是指将阻燃元素连系到环氧树脂的大份子链中,并成为高聚物份子链上的一个链节,显现高阻燃性同时不存在析出景象。在具备耐久阻燃结果的同时,仍坚持树脂原本的热学性子和力学机能等,如许不会影响环氧树脂后续的加工和在各范畴中的利用。
 
二、增添型阻燃环氧树脂
 
    增添型阻燃剂凡是在改变进程中插手,在这个阶段并不与聚合物反映,只在较高的温度下,在火焰起头时反映;它们凡是是包罗大份子的矿物资的增添物,杂化物或无机化合物。增添型阻燃剂包罗:矿物型阻燃剂(氢氧化铝 (ATH)、氢氧化镁 (MH)、改性资料水滑石和氧化物等);卤系阻燃剂(氯系阻燃剂和溴系阻燃剂);磷系阻燃剂(无机磷系阻燃剂和无机磷系阻燃剂);硅系阻燃剂(无机硅系阻燃剂和无机硅系阻燃剂)。
 
    我国市场卤系及磷系阻燃剂仍是支流阻燃剂。无机等环保型阻燃剂固然在研发进程中获得长足的前进但在市场利用上据有的比例很是小。但陪同环保政策的拟定与出台,我国阻燃剂的成长慢慢迈向无毒、环保、高效。以是今朝国际科研任务者基于我国的现实近况正尽力于研讨开辟一些无毒环保型的卤系阻燃剂以知足市场须要,如许不只能够阐扬传统卤系阻燃剂的上风,还能够减小卤系阻燃剂的风险。不只如斯,我国科研职员也在尽力于新型无机阻燃剂的研发,尽力降服无机阻燃剂效力低下、增添量大,和对环氧树脂等无机高份子的物理机器机能毁伤大的错误谬误。咱们阻燃剂市场庞大,如若研讨开辟出新型、高效、环保的阻燃剂必有杰出的远景,也有益于进步我国在国际阻燃剂市场上的合作力。
 
三、反映型阻燃环氧树脂
 
    反映型阻燃体例首要有三种:用含阻燃布局的单体间接制备环氧树脂;插手阻燃性固化剂;增添反映型阻燃剂或活性阻燃浓缩剂。不管是研制具备阻燃布局的环氧树脂和固化剂,或是增添反映型的阻燃剂,其自身的份子布局是不是阻燃,阻燃的结果若何,才是环氧树脂阻燃改性的关头地点。阻燃环氧树脂的研发从初期的含卤环氧树脂到最近几年来的无卤阻燃环氧树脂,一切的研讨也尽力于开辟新型的阻燃布局和若何将此类布局引入到环氧树脂固化物收集布局中,分化具备阻燃布局骨架的环氧树脂或固化剂是此中的研讨热门,而早前的含卤阻燃环氧树脂和最近几年来的含磷阻燃环氧树脂是报道最多的两个范畴。
 
1)含卤阻燃环氧树脂
 
   阻燃性环氧树脂是接纳含有阻燃元素的单体分化而成的。卤素元素氟、氯、溴、碘都具备阻燃性。其化合物不变性的挨次为F>Cl>Br>I。碘化物的不变性最差,遇热极易分化,是以适用性不高。氟化物的亲和力最大,难以分化出具备阻燃感化的氟化氢,且裂解出的低份子氟化物毒性很大,以是其适用性也遭到了限定。氯和溴不只阻燃结果好,并且质料来历普遍、易得、价钱较低,以是利用最广。今朝国际外财产化出产的阻燃性环氧树脂首要是含卤阻燃环氧树脂,最首要的,利用最广的是含溴阻燃环氧树脂。
 
2)含磷布局阻燃环氧树脂
 
   磷系化合物是阻燃资料中非常主要的一类,在环氧系统中引入少许的磷元素,便能到达很好的阻燃结果。比方环氧系统中磷含量仅为是2%,便可到达UL-94-V0,阻燃品级,而卤素的含量凡是须要9~23%能力到达划一阻燃结果。并且含磷阻燃剂及阻燃环氧树脂绝对含卤环氧树脂,对环境更加友爱,是以学术界和财产界在这一范畴的研讨最近几年来非常活泼。
 
   含磷阻燃环氧树脂固化物凡是具备较高的玻璃化改变温度,杰出的热不变性和阻燃性,且残碳率和氧指数都随磷含量的增添而进步。更加主要的是防止了溴化环氧树脂在利用及收受接管进程中对环境形成的净化,使阻燃环氧树脂研讨向高效力、低发烟、低毒性的标的目的成长。
 
四、阻燃环氧树脂成长标的目的
 
   跟着对环氧树脂阻燃化处置手艺的深切研讨,阻燃手艺获得长足的成长。为了知足市场的须要,阻燃剂将来的成长将趋势于以下七个方面:
 
   (1)无卤化无毒化:卤系阻燃剂在熄灭进程和中常常会释削减许烟,并且开释出来的卤化物 (HX)等气体具备毒性和高侵蚀性。或经由进程阻燃剂间的协同感化按捺在熄灭进程中气体的开释即阐扬卤系阻性价比高的特色,也能削减毒性气体的开释。
 
   (2)抑烟无毒化:环氧树脂等熄灭常常会释削减许的烟,以是在熄灭的进程会使环境烟密渡过大形成环境能见度低,此种环境倒霉于人们逃生并给救灾形成坚苦。基于此研讨开辟新型无毒抑烟的阻燃剂已成为市场成长的须要。
 
   (3)外表化处置:若是阻燃剂与环氧树脂的相容性较差,分化出来的复合资料常常具备较差的机器和力学等机能。为了削减阻燃剂对环氧树脂的粉碎,常经由进程外表处置剂来处置阻燃剂和环氧树脂来增添阻燃剂与资料的相容性。
 
   (4)微细化处置:在阻燃剂品质不异的前提下,阻燃剂的颗粒越大则与环氧树脂的打仗面积越小,这类环境会致使资料间的相容性下降进而影响复合资料的物理机能。经由进程对阻燃剂微细化或纳米化会削减上述题目,有益于进步阻燃剂的机能,削减阻燃本钱,微细化处置是财产经常利用的一种手腕。 
 
   (5)协同效应:现现在研讨开辟的阻燃剂品种单一,但每种阻燃剂的感化机理各有差别,发生的感化结果也有差别。以是咱们能够按照每种阻燃剂的感化结果将差别的阻燃剂按差别比例停止夹杂,阐扬“1+1>2”的感化,在不侵害资料自身机能的前提下既能下降阻燃本钱,又能阐扬阻燃抑烟的功效。 
 
   (6)具备较高热不变性的阻燃剂:环氧树脂等高份子资料在分化进程常常须要在很高的温度前提下停止分化,以是,具备较高热不变性的阻燃剂能够有用地防止在分化复合资料进程中阻燃剂的丧失。
 
   (7)与环氧树脂具备较好的相溶性:若是环氧树脂等高份子资料与阻燃剂资料间具备较好的相容性,则分化的复合资料常常具备较好的热不变性、力学机能等。类似相溶道理经常利用来恒量阻燃剂与环氧树脂的相容性,若是环氧树脂与阻燃剂的布局与极性附近、绝对份子品质类似则有益于进步二者的相容性。而对环氧树脂与阻燃剂相容性不好资料,常常经由进程微胶囊化处置、偶联剂外表活化处置等方面停止改良。
 
关头词: 复合资料 树脂
 
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