【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种具有高热稳定性、高机械性能的改性氢氧化镁阻燃环氧树脂复合材料的制备方法。
技术介绍
1、环氧树脂(ep)是分子中含有2个或2个以上的环氧基团，在特定条件下通过开环加成反应，交联固化形成三维网状结构的热固性树脂。ep具有优异的机械强度、化学及尺寸稳定性、粘接性和电气绝缘性，成型工艺灵活便捷，已广泛应用于机械、涂料、汽车、电子电气、航空航天等工业领域。与此同时，6g/5g等电子通讯的迅猛发展，尤其是5g基站的大量建设对环氧树脂制备的电子灌封胶和覆铜板的需求达到一个新的高峰，与此同时，对ep复合材料提出了更高、更多元化的要求。但ep的极限氧指数(loi)为20％左右，在空气中极易燃烧，火焰蔓延速度快，同时会释放出大量有毒烟气，潜在的火灾隐患极大限制了ep在高阻燃要求领域的应用。因此，开发环保、高效阻燃、多功能化的阻燃ep具有重要意义。
2、有机磷系阻燃剂具有低毒、高效、环保的优点，是阻燃剂研究发展的主要方向。其中，以9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(dopo)为原料制备的磷杂菲类化合物是一种高效的反应型有机磷系阻燃剂，为ep常用的市售无卤阻燃剂。目前利用dopo改性ep主要通过以下途径：(1)将dopo接枝到ep分子链段上，但此种方法制备的材料粘度较低，不适合覆铜板等制品应用，而且接枝改性的树脂与ep树脂基体的相容性还有待考证；(2)利用dopo的高活性化学键p-h与不饱和键、亚胺基、环氧基、氨基等缺电子基团发生加成反应，制备出具有阻燃性能的dopo衍生物，李谷才等利用对苯二胺、4-氟
3、氢氧化镁(mdh)是一种绿色环保型的无机阻燃剂，具有无毒、低烟、高热稳定性、介电性优异、促进聚合物基材成炭作用和除酸能力等优点，但是mdh单独使用时，由于其脱水吸热的单一阻燃模式，阻燃效率较低，往往需要大量添加才能达到良好的阻燃效果，研究表明，mdh用量为47.37wt.％时，ep复合材料的loi可达27.6％，此外mdh的加入有效抑制了ep燃烧过程中可燃小分子的释放，相较于纯ep，phrr和pspr分别下降了46.6％和50.0％，但拉伸强度和断裂伸长率降低了45.2％和57.7％。同时mdh有很强的亲水性，表面极性较大，与ep树脂的相容性差，严重影响材料的加工性能和力学性能，所以为了发挥mdh的优势，可通过表面改性来平衡材料的综合性能。有研究采用kh550、ddp等对mdh进行表面改性以增强mdh与ep的界面相互作用、提升mdh的阻燃效率，结果表明，改性后的mdh进一步提升了ep复合材料的阻燃性能和力学性能。为降低mdh阻燃剂在ep中的添加量，研究了3tt-ba/mdh复配体系对ep的阻燃性能。研究发现，相较于纯mdh，3tt-3ba与mdh具有明显的协同阻燃效果，10wt.％3tt-3ba/10wt.％mdh赋予了ep复合材料极高的loi值(32.5％)，通过了ul-94v-0等级，同时phrr和pspr分别降低了54.8％和57.1％。为进一步降低mdh在ep中的添加量，提升ep的阻燃性能，降低其燃烧过程中烟雾的释放，在片状mdh表面直接沉淀fe-pda，7wt.％的杂化材料可使ep/mdh复合材料达到ul-94v-0级，相较于纯ep，phrr和tsp分别降低57％和60％，体现了mdh杂化材料优异的阻燃、抑烟效果。
4、综上所述，若能同时将dopo及mdh的优势引入ep材料中，利用dopo的高效阻燃和mdh的环保抑烟、耐热、低介电等特性，发挥协同阻燃及多方位性能提升的效果，必将大大拓宽阻燃ep材料的应用前景。
技术实现思路
1、本专利技术用膦杂菲三氮唑化合物改性的氢氧化镁多功能化阻燃剂atc-dopo/mdh，与环氧树脂ep、芳香固化剂通过溶液共混的方法，制备了一种无卤阻燃热固ep复合材料，实现ep材料阻燃性能、力学性能、热稳定性能与电性能同步调控的目标。解决现有表面改性或协效复配后mdh应用于ep中的存在的产品缺陷与技术瓶颈，满足高端应用ep材料需求的高阻燃性能、低介电、高力学性能及热稳定性的要求。
2、一种改性氢氧化镁阻燃环氧树脂复合材料的制备方法，具体包括以下步骤：
3、步骤(1)称取一定量的环氧树脂，加热熔融；向环氧树脂熔体中加入一定量的atc-dopo/mdh阻燃剂兼共交联剂，在40-100℃恒温搅拌至阻燃剂和环氧树脂混合均匀；
4、步骤(2)加入一定量的芳香胺固化剂，继续搅拌至完全溶解；
5、步骤(3)将熔融混合物在真空下脱气，直到没有气泡出现；
6、步骤(4)立即倒入预热过的不锈钢模具中进行固化反应，自然冷却后即得到阻燃环氧树脂固化材料。
7、相对于现有技术，本专利技术所取得的有益效果是：
8、本专利技术通过直接添加阻燃剂的方式制备无卤阻燃热固ep复合材料，具有阻燃性能高、热稳定好、介电性能低、综合机械性能优异等特点。使用的atc-dopo/mdh多功能化阻燃剂为有机/无机杂化阻燃剂，兼具有机磷氮阻燃剂和无机阻燃剂的优势，弥补氢氧化镁单一、低效的阻燃模式，解决氢氧化镁相容性差、易吸水导致阻燃ep材料介电性差的缺点，同时改善了单纯使用磷系阻燃剂时阻燃ep材料热稳定性差的问题。
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1.一种改性氢氧化镁阻燃环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于ATC-DOPO为含DOPO(9,10-二氢-9-氧杂-10-膦杂菲-10-氧化物)基与ATC(三氮唑环)的P/N(膦/氮)双官能化合物，为下列结构中的至少一种：
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于ATC-DOPO：MDH比例为0.5～20/80～99.5。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所用环氧树脂的型号为E44、E51、E68中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所用芳香胺固化剂为二氨基二苯醚、二氨基二苯甲烷、二氨基二苯砜中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于添加芳香胺固化剂的质量份数为10～20wt％。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于ATC-DOPO/MDH阻燃剂的质量份数为1～15wt％。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于真空脱气的温度为60-100℃。
9.根据权
10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于固化反应时，预固化时间为1-4小时，继续固化时间为1-4小时。
...【技术特征摘要】
1.一种改性氢氧化镁阻燃环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于atc-dopo为含dopo(9,10-二氢-9-氧杂-10-膦杂菲-10-氧化物)基与atc(三氮唑环)的p/n(膦/氮)双官能化合物，为下列结构中的至少一种：
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于atc-dopo：mdh比例为0.5～20/80～99.5。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所用环氧树脂的型号为e44、e51、e68中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所用芳香胺固化剂为二氨基二...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈同，徐熠，蒋永国，
申请(专利权)人：江苏艾特克阻燃材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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