CN108164930A - 一种阻燃环氧树脂复合材料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种阻燃环氧树脂复合材料及其制备方法和应用。所述阻燃环氧树脂复合材料包括以下按照重量份数的原料：环氧树脂50‑80份、二烷基二硫代磷酸锌16‑24份、5‑辛酰水杨酸8‑15份、氟锆酸6‑11份、双乙酸钠4‑8份、碱式碳酸铜5‑10份、聚乙二醇硼酸酯3‑8份、固化剂3‑6份。本发明的环氧树脂复合材料可同时提高环氧树脂的力学和绝缘性能，具有较好的阻燃效果，且拉伸强度、弯曲强度和冲击强度强，耐热效果好；制备方法简单，可较好的用于电力领域，市场推广价值高。

Description

一种阻燃环氧树脂复合材料及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种复合材料，具体是一种阻燃环氧树脂复合材料及其制备方法和应用。
背景技术
环氧树脂是一类重要的热固性树脂，美国在1947年率先实现工业化生产，至今已有60多年历史。由于其具有优异的粘结性能、力学性能、抗腐蚀性、化学稳定性、绝缘性以及固化收缩率低、尺寸稳定性好、易于加工成型等优点，被广泛应用于电子电气、建筑、交通、涂料、胶黏剂等各个领域。但是，由于普通环氧树脂具有易燃性，不能直接应用到许多特殊领域，因此，环氧树脂的阻燃改性研究受到了科研工作者的广泛关注。现有的环氧树脂复合材料，存在阻燃效率不高和力学性能低等缺点。因此，本发明提供一种阻燃环氧树脂复合材料及其制备方法和应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种阻燃环氧树脂复合材料及其制备方法和应用，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种阻燃环氧树脂复合材料，包括以下按照重量份数的原料：环氧树脂50-80份、二烷基二硫代磷酸锌16-24份、5-辛酰水杨酸8-15份、氟锆酸6-11份、双乙酸钠4-8份、碱式碳酸铜5-10份、聚乙二醇硼酸酯3-8份、固化剂3-6份。
作为本发明进一步的方案：包括以下按照重量份数的原料：环氧树脂60-70份、二烷基二硫代磷酸锌18-20份、5-辛酰水杨酸9-13份、氟锆酸7-10份、双乙酸钠5-7份、碱式碳酸铜6-9份、聚乙二醇硼酸酯4-6份、固化剂3-5份。
作为本发明进一步的方案：包括以下按照重量份数的原料：环氧树脂66份、二烷基二硫代磷酸锌19份、5-辛酰水杨酸12份、氟锆酸8份、双乙酸钠6份、碱式碳酸铜7份、聚乙二醇硼酸酯5份、固化剂3.2份。
一种阻燃环氧树脂复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将环氧树脂与二烷基二硫代磷酸锌、双乙酸钠和碱式碳酸铜混合，通入保护气体保护，在80-90℃下混合20-35min；(2)向上步所得物中加入5-辛酰水杨酸、氟锆酸和聚乙二醇硼酸酯，通入保护气体保护，108-115℃下混合15-25min；(3)向上步所得物中加入固化剂，通入保护气体保护，135-140℃下混合20-35min；(4)将上步所得物通过挤出机挤出，即得。
作为本发明进一步的方案：所述保护气体采用氦气。
一种阻燃环氧树脂复合材料在电力领域的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的环氧树脂复合材料可同时提高环氧树脂的力学和绝缘性能，具有较好的阻燃效果，且拉伸强度、弯曲强度和冲击强度强，耐热效果好；制备方法简单，可较好的用于电力领域，市场推广价值高。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种阻燃环氧树脂复合材料，包括以下按照重量份数的原料：环氧树脂50份、二烷基二硫代磷酸锌16份、5-辛酰水杨酸8份、氟锆酸6份、双乙酸钠4份、碱式碳酸铜5份、聚乙二醇硼酸酯3份、固化剂3份。
一种阻燃环氧树脂复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将环氧树脂与二烷基二硫代磷酸锌、双乙酸钠和碱式碳酸铜混合，通入氦气保护，在80℃下混合20min；(2)向上步所得物中加入5-辛酰水杨酸、氟锆酸和聚乙二醇硼酸酯，通入氦气保护，108℃下混合15min；(3)向上步所得物中加入固化剂，通入氦气保护，135℃下混合20min；(4)将上步所得物通过挤出机挤出，即得。
实施例2
一种阻燃环氧树脂复合材料，包括以下按照重量份数的原料：环氧树脂80份、二烷基二硫代磷酸锌24份、5-辛酰水杨酸15份、氟锆酸11份、双乙酸钠8份、碱式碳酸铜10份、聚乙二醇硼酸酯8份、固化剂6份。
一种阻燃环氧树脂复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将环氧树脂与二烷基二硫代磷酸锌、双乙酸钠和碱式碳酸铜混合，通入氦气保护，在90℃下混合35min；(2)向上步所得物中加入5-辛酰水杨酸、氟锆酸和聚乙二醇硼酸酯，通入氦气保护，115℃下混合25min；(3)向上步所得物中加入固化剂，通入氦气保护，140℃下混合35min；(4)将上步所得物通过挤出机挤出，即得。
实施例3
一种阻燃环氧树脂复合材料，包括以下按照重量份数的原料：环氧树脂66份、二烷基二硫代磷酸锌19份、5-辛酰水杨酸12份、氟锆酸8份、双乙酸钠6份、碱式碳酸铜7份、聚乙二醇硼酸酯5份、固化剂3.2份。
一种阻燃环氧树脂复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将环氧树脂与二烷基二硫代磷酸锌、双乙酸钠和碱式碳酸铜混合，通入氦气保护，在86℃下混合25min；(2)向上步所得物中加入5-辛酰水杨酸、氟锆酸和聚乙二醇硼酸酯，通入氦气保护，110℃下混合20min；(3)向上步所得物中加入固化剂，通入氦气保护，138℃下混合25min；(4)将上步所得物通过挤出机挤出，即得。
实施例4
一种阻燃环氧树脂复合材料，包括以下按照重量份数的原料：环氧树脂60份、二烷基二硫代磷酸锌18份、5-辛酰水杨酸9份、氟锆酸7份、双乙酸钠5份、碱式碳酸铜6份、聚乙二醇硼酸酯4份、固化剂3份。
一种阻燃环氧树脂复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将环氧树脂与二烷基二硫代磷酸锌、双乙酸钠和碱式碳酸铜混合，通入氦气保护，在82℃下混合22min；(2)向上步所得物中加入5-辛酰水杨酸、氟锆酸和聚乙二醇硼酸酯，通入氦气保护，112℃下混合18min；(3)向上步所得物中加入固化剂，通入氦气保护，140℃下混合22min；(4)将上步所得物通过挤出机挤出，即得。
实施例5
一种阻燃环氧树脂复合材料，包括以下按照重量份数的原料：环氧树脂70份、二烷基二硫代磷酸锌20份、5-辛酰水杨酸13份、氟锆酸10份、双乙酸钠7份、碱式碳酸铜9份、聚乙二醇硼酸酯6份、固化剂5份。
一种阻燃环氧树脂复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将环氧树脂与二烷基二硫代磷酸锌、双乙酸钠和碱式碳酸铜混合，通入氦气保护，在88℃下混合32min；(2)向上步所得物中加入5-辛酰水杨酸、氟锆酸和聚乙二醇硼酸酯，通入氦气保护，113℃下混合23min；(3)向上步所得物中加入固化剂，通入氦气保护，138℃下混合32min；(4)将上步所得物通过挤出机挤出，即得。
对比例1
一种阻燃环氧树脂复合材料，包括以下按照重量份数的原料：环氧树脂70份、5-辛酰水杨酸13份、氟锆酸10份、双乙酸钠7份、碱式碳酸铜9份、聚乙二醇硼酸酯6份、固化剂5份。
一种阻燃环氧树脂复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将环氧树脂与双乙酸钠和碱式碳酸铜混合，通入氦气保护，在88℃下混合32min；(2)向上步所得物中加入5-辛酰水杨酸、氟锆酸和聚乙二醇硼酸酯，通入氦气保护，113℃下混合23min；(3)向上步所得物中加入固化剂，通入氦气保护，138℃下混合32min；(4)将上步所得物通过挤出机挤出，即得。
对比例2
一种阻燃环氧树脂复合材料，包括以下按照重量份数的原料：环氧树脂70份、二烷基二硫代磷酸锌20份、氟锆酸10份、双乙酸钠7份、碱式碳酸铜9份、聚乙二醇硼酸酯6份、固化剂5份。
一种阻燃环氧树脂复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将环氧树脂与二烷基二硫代磷酸锌、双乙酸钠和碱式碳酸铜混合，通入氦气保护，在88℃下混合32min；(2)向上步所得物中加入氟锆酸和聚乙二醇硼酸酯，通入氦气保护，113℃下混合23min；(3)向上步所得物中加入固化剂，通入氦气保护，138℃下混合32min；(4)将上步所得物通过挤出机挤出，即得。
对比例3
一种阻燃环氧树脂复合材料，包括以下按照重量份数的原料：环氧树脂70份、氟锆酸10份、双乙酸钠7份、碱式碳酸铜9份、聚乙二醇硼酸酯6份、固化剂5份。
一种阻燃环氧树脂复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将环氧树脂与双乙酸钠和碱式碳酸铜混合，通入氦气保护，在88℃下混合32min；(2)向上步所得物中加入氟锆酸和聚乙二醇硼酸酯，通入氦气保护，113℃下混合23min；(3)向上步所得物中加入固化剂，通入氦气保护，138℃下混合32min；(4)将上步所得物通过挤出机挤出，即得。
实验例
将上述实施例5和对比例1-3制备的环氧树脂复合材料进行以下测试：1.按ASTMD2863-97标准，进行极限氧指数测试。2.在230℃下加热10小时，测试其物理性质。3.按照“GBT1451-2005纤维增强塑料简支梁式冲击韧性试验方法”测定其冲击强度。4.测量冲击强度、击穿场强、体积电阻率和介电常数。
结果如下表1所示。
表1
项目 实施例5 对比例1 对比例2 对比例3
拉伸强度(MPa) 65 31 26 23
230℃下加热10小时后拉伸强度(MPa) 61 28 21 20
弯曲强度(MPa) 91 62 60 54
230℃下加热10小时后弯曲强度(MPa) 85 57 53 48
极限氧指数(％) 34 25 24 20
冲击强度kJ/m2 28 20 18 15
击穿场强kV/mm 62 57 54 50
体积电阻率Ω·cm 8.7E16 6.1E16 6.8E16 6.0E16
介电常数 4.11 4.16 4.14 4.13
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (6)

1.一种阻燃环氧树脂复合材料，其特征在于，包括以下按照重量份数的原料：环氧树脂50-80份、二烷基二硫代磷酸锌16-24份、5-辛酰水杨酸8-15份、氟锆酸6-11份、双乙酸钠4-8份、碱式碳酸铜5-10份、聚乙二醇硼酸酯3-8份、固化剂3-6份。
2.根据权利要求1所述的阻燃环氧树脂复合材料，其特征在于，包括以下按照重量份数的原料：环氧树脂60-70份、二烷基二硫代磷酸锌18-20份、5-辛酰水杨酸9-13份、氟锆酸7-10份、双乙酸钠5-7份、碱式碳酸铜6-9份、聚乙二醇硼酸酯4-6份、固化剂3-5份。
3.根据权利要求1所述的阻燃环氧树脂复合材料，其特征在于，包括以下按照重量份数的原料：环氧树脂66份、二烷基二硫代磷酸锌19份、5-辛酰水杨酸12份、氟锆酸8份、双乙酸钠6份、碱式碳酸铜7份、聚乙二醇硼酸酯5份、固化剂3.2份。
4.一种如权利要求1-3任一所述的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：（1）将环氧树脂与二烷基二硫代磷酸锌、双乙酸钠和碱式碳酸铜混合，通入保护气体保护，在80-90℃下混合20-35min；（2）向上步所得物中加入5-辛酰水杨酸、氟锆酸和聚乙二醇硼酸酯，通入保护气体保护，108-115℃下混合15-25min；（3）向上步所得物中加入固化剂，通入保护气体保护，135-140℃下混合20-35min；（4）将上步所得物通过挤出机挤出，即得。
5.如权利要求4所述的阻燃环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，所述保护气体采用氦气。
6.一种如权利要求1-3任一所述的阻燃环氧树脂复合材料在电力领域的应用。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102875972A (zh) * 2012-09-17 2013-01-16 江汉大学 一种环氧树脂阻燃组合物及其制备方法

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