CN102276791B - 阻燃环氧树脂复合物 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种不含卤素阻燃剂甚至不含磷系氮系等常用阻燃剂的阻燃环氧树脂复合物，该复合物包括(i)10至35重量％的至少一种有机环氧化物，其环氧化物官能度至少为1；(ii)1至20重量％的至少一种环氧化物硬化剂；(iii)43至82重量％的不含卤素的阻燃体系，该阻燃体系包括如下混合物：至少一种碱式碳酸盐和铝基氢氧化物的混合物；(iv)0-2重量％的功能性助剂。本发明通过在环氧树脂体系中添加碱式碳酸盐和铝基氢氧化物的混合物，利用两种混合物在高温燃烧过程中分解产生二氧化碳和水汽起到隔绝氧气和降低温度的作用，从而起到阻燃效果。

Description

阻燃环氧树脂复合物

技术领域

本发明涉及一种阻燃环氧树脂复合物，该复合物可以作为灌封材料、粘接剂、涂料、模塑料等环氧树脂二次加工产品，应用于各类有阻燃环保要求的领域。

背景技术

环氧树脂固化物具有优良的电气绝缘性能及物理力学性能，广泛应用于电器、电子、机械工业等领域。然而其氧指数只有19.5左右，属于易燃性物质。近年来，各应用领域对其耐燃性提出了更高的要求，并进行了广泛深入的研究。

环氧树脂固化物的阻燃方法有添加型阻燃化与反应型阻燃化两种。添加型是在环氧树脂复合物中添加各种具有阻燃性能的添加剂，使材料具有阻燃性能。添加型价廉易行，为当前应用的主要方法，但是添加的阻燃添加剂一般容易迁移渗出从而影响环氧树脂的其他性能，并且添加型使用的阻燃剂大多为卤素阻燃剂，其阻燃效率较高，但是却受到环保要求越来越多的限制。反应型是在环氧树脂中引入阻燃结构，从而使得阻燃物质不易迁移，阻燃效果好，对环氧树脂固化物其它性能的不利影响较小，目前常用的是在环氧树脂中引入卤素基团，如四溴双酚A环氧树脂。

自1986年起，卤系阻燃材料工业的发展遇到恶二英(Dioxin)问题的困扰，即卤系阻燃剂在高温裂解及燃烧时，产生有毒的多溴二苯并呋喃(PBDF)及多溴代二苯并二恶烷，这是一类可损害皮肤和内脏，并具有促进机体畸形和致癌作用的物质。因此，卤系阻燃高分子材料在欧洲未能获得绿色环保标志。

发明内容

本发明的目的在于研制一种不含卤素阻燃剂，甚至不含传统的磷系或者氮系阻燃剂的添加型阻燃环氧树脂复合物，同时由于该复合物不含普通的阻燃剂，对复合物的其它性能不会产生负面影响。

本发明是这样实现的：

本发明涉及到的复合物要达到阻燃要求，必须要实现上述阻燃混合物的高填充，由此必须解决高填充状态下复合物的粘度问题才能实现很好的应用。

一种不含卤素阻燃剂的阻燃环氧树脂复合物，该复合物包括：

(i)10至35重量％的至少一种有机环氧化物，所述有机环氧化物官能度至少为1；

(ii)1至20重量％的至少一种环氧化物硬化剂；

(iii)43至82重量％的不含卤素的阻燃体系，该阻燃体系包括至少一种碱式碳酸盐和铝基氢氧化物的混合物。

(iv)0至2重量％的功能性助剂。

其中有机环氧化物选自：环氧烷、烯基氧化物、缩水甘油酯、缩水甘油醚。

至少一种有机环氧化物的官能度不小于2。

环氧化物硬化剂选自：胺、硼配合物、胍、双氰胺、酰肼、咪唑、硫醇、六氟锑酸盐型阳离子固化剂以及上述化合物的改性物。

阻燃体系组份包括：碱式碳酸盐和铝基氢氧化物，如碱式碳酸锌和氢氧化铝的混合物。碱式碳酸盐和铝基氢氧化物的重量比例为：1∶5至4∶5。

功能性助剂包括消泡剂、流平剂、触变剂等。

本发明为了达到高的阻燃混合物填充，主要采用了以下几种方法：

对阻燃混合物中的碱式碳酸盐和铝基氢氧化物进行表面处理，以增加其和环氧树脂的亲和力；

对碱式碳酸盐和铝基氢氧化物的粒径进行筛选，同时对两种材料不同粒径进行搭配使用；

添加碱式碳酸盐和铝基氢氧化物的时候进行高剪切混合，以实现对其表面的充分润湿；

选用粘度较低的有机环氧化物。

本发明通过在环氧树脂体系中添加碱式碳酸盐和铝基氢氧化物的混合物，利用两种混合物在高温燃烧过程中分解产生二氧化碳和水汽起到隔绝氧气和降低温度的作用，从而起到阻燃效果。而且由于整个体系中不含有卤素阻燃剂或者卤素基团，因此产品环保性能好，符合环保要求。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的说明，但是本发明不限于以下实施例。

实施例一

配制阻燃环氧树脂复合物，用于有环保要求和阻燃要求的电子电器灌封。

A组份配制：将24g的双酚F环氧树脂(陶氏D.E.R.^TM354)、5.9g的叔碳酸缩水甘油酯、0.1g的消泡剂在高速搅拌下混合均匀，然后再加入30g碱式碳酸锌和40g氢氧化铝，高速搅拌1至2h混合均匀使填料表面得到充分润湿，脱泡后得A组份。

B组份配制：将96g的聚醚胺D-230和4g的DMP-30混合均匀得B组份。

A组份和B组份按照10∶1的比例混合，混合物有较好的流动性，在60℃/1h固化固化物阻燃性能达到UL-94V0级阻燃。该复合物有较好的电气性能和机械性能，可以用在有阻燃要求，同时要求环保的电子电器灌封领域。

实施例二

配制阻燃环氧树脂涂料，用于有洁净要求厂房的地面涂装。

A组份配制：将10g的环氧树脂E44、15g的环氧树脂E54、10g的丁基缩水甘油醚、0.1g的流平剂、0.05g的消泡剂高速搅拌混合均匀后加入搭配好粒径的20g碱式碳酸钠、44.85g的氢氧化铝高速搅拌1h混合均匀得A组份。

B组份配制：改性脂环胺固化剂

A组份和B组份按照100∶15的比例混合后加入适量的溶剂调整粘度至适合施工方式的粘度，混合物不含红磷等阻燃剂，通过加入颜料很容易进行颜色调整，可以适应各种颜色要求的地面自流平施工，同时复合物阻燃性能能达到UL-94HB级阻燃。

实施例三

配制单组份阻燃环氧树脂粘接剂。

脂环族环氧树脂(武汉新景：UVR6110)80g、端羧基丁氰橡胶改性的环氧树脂20g混合均匀后加入六氟锑酸盐型阳离子固化剂3g、气相二氧化硅3g，高速搅拌混合均匀，然后加入100g的碱式碳酸锌和120g的氢氧化铝，控制温度在40℃以内高速搅拌混合均匀，得到具有一定触变性的单组份胶黏剂。复合物可以中温80℃固化，其固化物耐热性高，玻璃化转变温度达到150℃以上，阻燃性能达到UL-94V0级。

实施例四

配置柔性单组份胶黏剂

100g环氧树脂E51加上3g的固化促进剂，分散均匀后40℃老化1h，再加入60g的低分子量硫醇固化剂分散均匀，然后加入80g的碱式碳酸锌和140g的氢氧化铝，混合分散均匀后于35℃老化1-2h，得到低温80℃固化，25℃适用期大于10天的单组份环氧树脂胶黏剂。此胶黏剂韧性好，耐低温性能优异，阻燃达到UL-94V0级。

Claims (4)

1.一种阻燃环氧树脂复合物，其特征在于：所述复合物包括：

（ⅰ）10至35重量%的至少一种有机环氧化物，所述有机环氧化物官能度至少为1；

（ⅱ）1至20重量%的至少一种环氧化物硬化剂；

（ⅲ）43至82重量%的不含卤素的阻燃体系，该阻燃体系包括至少一种碱式碳酸盐和铝基氢氧化物的混合物；

（ⅳ）0至2重量%的功能性助剂；

所述的有机环氧化物选自：环氧烷、烯基氧化物、缩水甘油酯、缩水甘油醚；

所述的环氧化物硬化剂选自：胺硼配合物、胍、双氰胺、酰肼、咪唑、硫醇、六氟锑酸盐型阳离子固化剂以及上述化合物的改性物；

所述的阻燃体系组份包括碱式碳酸锌和氢氧化铝的混合物；

所述的碱式碳酸盐和铝基氢氧化物的重量比为：1：5至4：5。

2.根据权利要求1所述复合物，其特征在于：所述的有机环氧化物，其中至少一种有机环氧化物的官能度不小于2。

3.根据权利要求1所述复合物，其特征在于：所述碱式碳酸盐和铝基氢氧化物先进行表面处理，并对碱式碳酸盐和铝基氢氧化物采用不同粒径进行搭配使用。

4.根据权利要求3所述复合物，其特征在于：所述碱式碳酸盐和铝基氢氧化物在添加的时候进行高剪切混合。