阻燃环氧树脂乳液的制备及其阻燃性能研究

通过反应性阻燃剂DOPO(9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物)和二乙醇胺对邻甲基酚醛环氧树脂进行接枝改性,然后用冰乙酸中和后制备得到阻燃环氧树脂乳液。研究反应温度、反应时间和催化剂用量等因素对DOPO接枝环氧树脂反应的影响;考察二乙醇胺用量、中和度等因素对环氧树脂水性化结果的影响;通过燃烧法、LOI值和热重表征制备得到阻燃环氧树脂乳液固化物的阻燃性能。结果表明,在催化剂三苯基磷用量为环氧树脂2.0%(wt),150℃条件下反应4 h为DOPO接枝改性的最优条件。二乙醇胺改性环氧树脂水性化开环率为25.0%,中和度为95.0%时,可以得到稳定性能优良的阻燃水性环氧树脂乳液。当树脂磷元素质量含量为3.0%时,其固化物LOI值可以达到39.2,700℃残碳率达到30.0%(wt),具有优良的阻燃性能。     

DOPO与邻甲酚醛环氧树脂反应特性的研究

通过环氧值滴定和红外光谱研究反应型含磷阻燃剂(DOPO)与邻甲酚醛环氧树脂的反应特性,确定其最佳反应条件。实验结果表明:120℃下添加20%催化剂三苯基膦,反应120 min可获得最佳效果。红外谱图进一步确认DOPO与邻甲酚醛环氧树脂反应进行的程度及DOPO含磷环氧树脂的初步结构。采用DTA分析方法研究DOPO与邻甲酚醛环氧树脂的反应动力学,测得DOPO与邻甲酚醛环氧树脂反应的动力学参数lnA0为58.63,表观活化能E为298.51 kJ/mol,反应级数n为0.97。     

反应型DOPO衍生物阻燃环氧树脂的研究进展

环氧树脂是目前用量最大的一类热固性材料，凭借优异的机械强度、稳定性、粘接性和电气绝缘性，广泛应用于涂料、汽车、电子电气、航空航天等领域。但环氧树脂容易燃烧，存在严重的火灾隐患，对其进行阻燃改性已成为重要的研究方向。9,10-二氢-9-氧杂-10-膦菲-10-氧化物(DOPO)分子中具有高活性的P—H键，可制备出具有反应活性的多种衍生阻燃固化剂或本征型阻燃环氧单体，通过参与环氧树脂的固化交联过程，提高环氧树脂的阻燃性能，且在燃烧过程中不释放有害气体，因此具有长期储存稳定性和耐迁移等优点。综述了近年来国内外在反应型DOPO衍生物的合成及其对环氧树脂阻燃性能、阻燃机理的研究进展，并展望了DOPO阻燃领域的研究方向。     

有机/无机复合阻燃型环氧树脂的制备及固化动力学研究

以含磷有机物DOPO与环氧树脂进行开环加成反应,制得含磷环氧树脂;以三聚氰胺、甲醛、双酚A等为原料合成了含氮酚醛树脂(MF-BPA),添加到环氧树脂固化体系当中,同时采用无机粉体来增强环氧树脂的阻燃性能。利用DSC在不同升温速率下研究了有机/无机复合阻燃环氧树脂体系的固化工艺及固化反应动力学。通过T-β法外推得最佳固化工艺为100℃/2h+140℃/2h+170℃/2h。通过Kissinger法计算得该固化反应的反应级数n=0.914。     

二茂铁对DOPO/环氧树脂体系燃烧性能及固化反应动力学的影响

为研究二茂铁对磷杂菲(DOPO)/环氧树脂(EP)体系燃烧性能及固化反应动力学的影响,将不同比例的二茂铁与DOPO/EP体系复配制备了阻燃EP复合材料,通过氧指数(LOI)测试、UL94垂直燃烧测试、烟密度测试和热重分析研究了阻燃EP复合材料的燃烧性能和热氧稳定性,并通过非等温DSC法研究了二茂铁对DOPO/EP体系固化反应动力学的影响。结果表明,二茂铁和DOPO在阻燃EP复合材料中表现出明显的阻燃协效作用,添加了二茂铁的阻燃EP复合材料的LOI最高可达34.8%,烟密度等级(SDR)最低降至71.43。热重分析表明,二茂铁会降低阻燃EP复合材料的热氧稳定性,但是可以显著增加热解残炭量。固化反应动力学研究结果表明,二茂铁的添加使阻燃EP体系固化反应的活化能E_a和指前因子A均减小。研究工作可以为高性能阻燃EP复合材料的开发提供参考。     

高性能无卤阻燃环氧树脂玻璃布层压板的研制

采用含阻燃剂DOPO反应型环氧树脂对原环氧树脂进行改性,并研究了高力学性能玻璃布对层压板性能的影响。结果表明:阻燃剂DOPO型环氧树脂能显著提高层压板的阻燃性能,当磷含量为1.5%时,环氧树脂玻璃布层压板阻燃等级达到UL 94-V0级;适量的加入高力学性能玻璃布,可以提高层压板的力学性能;制备的环氧树脂玻璃布层压板综合性能优异。     

磷系阻燃环氧树脂与固化剂

综述了无卤素型环氧阻燃剂的最新进展 ,详细介绍了DOPO型磷系阻燃环氧树脂PPDC、DCP型固化剂及其固化物的阻燃特性。     

无卤阻燃含磷环氧树脂的研究进展

无卤阻燃含磷环氧树脂中的磷成分具有气相和凝聚相的双重阻燃作用,且材料本身降解产物不产生可持续性环境污染物,因而作为环境友好型阻燃材料而被广泛研究。本文综述了近年来关于含9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲10-氧化物(DOPO)环氧树脂体系（包含DOPO环氧树脂、DOPO基固化剂和添加型DOPO改性聚合物）、磷酸酯型环氧树脂体系（包括磷酸酯环氧树脂、环状磷酸酯环氧树脂、磷酸酯型固化剂）、含磷固化剂以及磷腈环氧树脂和磷-硅环氧树脂的研究进展,介绍了每种体系的性能特点。总结了含磷环氧树脂的阻燃性能、热性能、阻燃机理,以及磷-氮协同效应、磷-硅复合二元体系的阻燃机理。     

基于磷杂菲基团阻燃环氧树脂的研究进展

综述了近些年来基于9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)及其衍生物为主的添加型阻燃剂和反应型阻燃固化剂(包括DOPO中P-H键与C=N、C=O、C=C之间的反应)应用于环氧树脂材料中的研究概况,总结了每种体系的性能特点与阻燃机理,并对未来基于磷杂菲基团阻燃环氧树脂的发展进行了展望。     

无溶剂缠绕成型用含磷阻燃环氧树脂的研究

通过有机磷化合物9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物（DOPO）与双酚A型环氧树脂反应合成了一种含磷环氧树脂。通过跟踪测定环氧当量研究了开环反应过程,并用傅里叶红外光谱仪对产物结构进行了表征;采用差示扫描量热法和平板凝胶法表征了树脂体系的固化特性;依据UL94垂直燃烧法研究了磷含量与树脂体系阻燃性能的关系,采用热重分析（TGA）研究了不同含磷量环氧树脂的残炭率及裂解性能;采用差示扫描量热仪和电子万能拉伸试验机研究了阻燃环氧树脂固化物的耐热性和力学性能。结果表明,DOPO与双酚A型环氧树脂在170 ℃下6 h可完成开环加成反应;含磷环氧树脂的固化温度较双酚A型环氧树脂提高;磷含量为2.0 %（质量分数,下同）时,含磷环氧树脂固化物阻燃性能达UL94 V-0级,残炭率为23 %;其固化物的耐热性和力学性能较双酚A型环氧树脂无明显下降。