一种低烟阻燃含有环氧树脂的组合物及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种具有优异的浸润性和透过性的低烟阻燃含有环氧树脂的组合物及其制备方法，属于高分子领域。该组合物由树脂组分和固化剂组成，其中，树脂组分由以下质量份数的组分组成：41-48份的环氧树脂、9-18份的1,4-丁二醇二缩水甘油醚、35-56份的阻燃消烟剂、1-3份的润湿分散剂；固化剂由以下质量份数的组分组成：88-92份的组合胺、10-20份的四甲基胍。该组合物对纤维织物特别是碳纤维织物有良好的浸润性和透过性，可使阻燃消烟剂顺利透过碳纤维，均匀分布，阻燃性良好，烟气量低，燃烧无滴落。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于高分子领域，涉及一种组合物及其制备方法，特别涉及一种具有优异的浸润性和透过性的低烟阻燃型含有环氧树脂的组合物及其制备方法。
技术介绍
环氧树脂(EP) /碳纤维(CF)复合材料是CF增强复合材料的一个重要分支。近年来，随着人们对EP/CF复合材料认识的不断深入，其优异的性能不断凸现，促使其用量不断上升。20世纪70年代以前，EP/CF复合材料被视为昂贵的材料，价格约为玻璃纤维(GF)增强复合材料的10倍，只用于军工、宇航等尖端技术行业。20世纪80年代以后，CF工业和EP工业迅速发展，EP/CF复合技术不断进步，加入到EP中的CF比例不断上升，目前CF的体积分数已可达60%以上，使EP/CF复合材料的质量提高而价格下降，拓宽了其应用领域，进一步促进了 EP/CF复合材料的发展。 EP/CF复合材料具有优异的性能，与钢相比，EP/CF复合材料的比强度为钢的4. 8-7. 2倍，比模量为钢的3. 1-4. 2倍，疲劳强度约为钢的2. 5倍、铝的3. 3倍，而且高温性能好，工作温度达400°C时其强度与模量基本保持不变。此外还具有密度和线膨胀系数小、耐腐蚀、抗蠕变、整体性好、抗分层、抗冲击等，在现有结构材料中，其比强度、比模量综合指标最高。在加工成型过程中EP/CF复合材料具有易大面积整体成型、成型稳定等独特的优点。EP/CF复合材料的特性主要取决于CF、EP及EP与CF之间的粘结特性。其中，EP具有优良的加工性能和力学性能，但只是在固化剂作用下变为交联的体型结构后，才能显示其固有的优良性能，如固化收缩率低，粘结性能优异等。复合材料中EP的主要作用是把CF粘在一起，分配CF间的载荷，保护CF不受环境影响，并改善碳纤维(CF)的浸润性和透过性。但碳纤维(CF)表面平滑，活性官能团少，表面能低，呈现表面化学惰性，与环氧树脂(EP)基体浸润性较差；碳纤维织物密实度较高，使普通的环氧树脂不能对多层碳纤很好的浸透。并且普通的环氧树脂易燃烧，而且燃烧后发烟量大，严重制约了纤维，特别是碳纤维的广泛应用。CN102080283A公开了一种碳纤维布专用阻燃热融复合纬纱，该阻燃热融复合纬纱为70%的玻璃纤维与30%的阻燃粘胶纤维的合股纱，纱在线均匀浸覆有阻燃热熔树脂，上述含量均为重量百分比。所述阻燃热熔树脂由5%三氧化二锑、10%的十溴联苯醚、0. 2%钛酸酯偶联剂与余量的聚酰胺树脂共混加热熔化，搅拌均匀制成，上述含量均为重量百分比。该阻燃热融复合纬纱为织造碳纤维布专用，提高和改善了原单一纤维的缺点不足，使碳纤维的固结作用增强，而且具有阻燃功能。其中，三氧化二锑相比氢氧化铝，成本较高；需要与有机卤化物并用，容易产生卤化氢及卤素氧化物等有害气体，污染环境；只能用于复合纬纱，对多层碳纤维织物浸润性和透过性差，不适用。CN101916612A公开了一种自熄性碳纤维电缆，包括碳纤维复合芯导线、绝缘层、阻燃包带层和护套层。碳纤维复合芯导线外面包覆绝缘层，绝缘层外面包覆阻燃包带层，阻燃包带层外面包覆护套层。绝缘层为聚醚砜绝缘层，厚度为0. 5-1. 5mm。护套层采用无卤低烟阻燃聚烯烃材料制成。其中阻燃层的制备包含由聚合物集体和无机物阻燃填料组成的阻燃组合物和脱水剂，无机阻燃填料选用氢氧化镁。其实施是将阻燃组合物从几桶中挤出到包含绝缘层的碳纤维复合芯导线上。该技术方案对于大面积，开放型的碳纤维织物显然是不适用。CN102277789A公开了一种具有阻燃性的碳纤维电热纸的制备方法。采用重量含植物纸浆97-85%、碳纤维3-15%、碳纤维长度3-10mm组分组成的碳纤维纸，用添加了烷基烯酮二聚物作为施胶剂的氨基磺酸胍盐阻燃液进行浸溃法处理赋予阻燃性。该阻燃性碳纤维电热纸可作为面状发热体安全使用，但其燃烧时烟量较大，有N，S的氧化物气体产生，对环境造成污染。此外，该阻燃成分仅粘合于碳纤维织物表面，一旦表面的防护层损坏或被突破，内部燃烧将会顺利进行。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种低烟阻燃含有环氧树脂的组合物，以克服现有技术存在 的阻燃性能和浸润性能差的缺陷。本专利技术是通过以下技术方案来实施的，其中所述的份数均为质量份数一种低烟阻燃含有环氧树脂的组合物，由树脂组分和固化剂组成。所述的树脂组分由以下质量份数的组分组成 释氧縛脂41-48份；1,4-1' 一醇一鑛水貨油BI9-18份； 阻燃*烟顏35-,%份； 润湿分散剂1-3份；所述的固化剂由以下质量份数的组分组成组合胺88-92份四甲基胍10-20份其中，所述的环氧树脂为低粘度双酚A树脂或双酚F环氧树脂中的一种或两种；所述的阻燃消烟剂为氢氧化铝和氢氧化镁中的至少一种；所述的组合胺为异佛尔酮二胺与聚醚胺或聚酰胺中的混合物，其中，异佛尔酮二胺与聚醚胺或聚酰胺的质量比是20-30:50-70 ；所述的润湿分散剂为磷酸聚酯、I-甲氧基-2-乙酸丙酯和溶剂石脑油、硬脂酸钡、硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸镁或硬脂酸铜中的至少一种。树脂组分与固化剂需要分开存放，使用时再以树脂组分与固化剂的质量比为I :0. 1-1的比例混合均匀，即得低烟阻燃含有环氧树脂的组合物。优选树脂组分由以下质量份数的组分组成45份的环氧树脂；13份的1，4- 丁二醇二缩水甘油醚；45份的阻燃消烟剂；2份的润湿分散剂。优选固化剂由以下质量份数的组分组成25份的异佛尔酮二胺、15份的四甲基胍、60份的聚醚胺。上述一种低烟阻燃含有环氧树脂的组合物的制备步骤如下(I)树脂组分的制备在一个反应釜内加入环氧树脂和1，4- 丁二醇二缩水甘油醚，在60°C下反应1-1. 5小时，冷却至室温后注入分散釜内；加入润湿分散剂，开动分散机，十五分钟后，加入阻燃消烟剂，高速分散30-40分钟即得树脂组分；(2)固化剂的制备在另一个反应釜内加入组合胺和四甲基胍混合I小时，即得固化剂；(3)将树脂组分和固化剂混合，即得低烟阻燃含有环氧树脂的组合物。本专利技术技术方案所提供的低烟阻燃含有环氧树脂的组合物可用于纤维织物，如碳纤维，玻璃纤维等的低烟阻燃改性。与现有技术相比，具有如下优异的效果 I、本专利技术所提供的低烟阻燃含有环氧树脂的组合物对纤维织物特别是碳纤维织物有良好的浸润性和透过性。2、该组合物中的氢氧化铝其它组分的携带下，很顺利的透过碳纤维，均匀分布，使其固化物阻燃性良好，可以达到DIN5510检验标准的S4级。3、该组合物烟气量很低，可以达到DIN5510检验标准的SR1。4、该组合物燃烧无滴落，可以达到DIN5510检验标准的ST2级(最高级)。具体实施例方式以下结合具体的优选实施方式对本专利技术所作的进一步详细说明，不能认定本专利技术的具体实施只局限于这些说明。对于本专利技术所属
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本专利技术的保护范围。本专利技术未详尽描述的
技术实现思路
均为公知技术。本专利技术的产品阻燃性能测试标准为DIN54837:2007 ;分类标准为 DIN 5510-2:2009-05。实施例I按本专利技术技术方案制备一批低烟阻燃含有环氧树脂的组合物，该组合物的配方为权利要求1.一种低烟阻燃含有环氧树脂的组合物，由树脂组分和固化剂组成，其特征在于 所述的树脂组分由以下质量份数的组分组成 鮮氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低烟阻燃含有环氧树脂的组合物，由树脂组分和固化剂组成，其特征在于：所述的树脂组分由以下质量份数的组分组成：所述的固化剂由以下质量份数的组分组成：？组合胺？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？88？92份；四甲基胍？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？6？20份；其中，所述的环氧树脂为低粘度双酚A树脂或双酚F环氧树脂中的一种或两种；所述的阻燃消烟剂为氢氧化铝和氢氧化镁中的至少一种；所述的组合胺为异佛尔酮二胺和聚醚胺或聚酰胺的混合物；所述的润湿分散剂为磷酸聚酯、1？甲氧基？2？乙酸丙酯和溶剂石脑油、硬脂酸钡、硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸镁或硬脂酸铜中的至少一种。FDA0000192324711.jpg

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：兰军炎，周鑫，
申请(专利权)人：广州市博汇新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：