CN113388158B - 苯基磷氢二茂铁作为抑烟剂在环氧树脂中的应用 - Google Patents
苯基磷氢二茂铁作为抑烟剂在环氧树脂中的应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113388158B CN113388158B CN202010169240.XA CN202010169240A CN113388158B CN 113388158 B CN113388158 B CN 113388158B CN 202010169240 A CN202010169240 A CN 202010169240A CN 113388158 B CN113388158 B CN 113388158B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- ferrocene
- epoxy resin
- flame retardant
- phenylphosphono
- smoke suppressant
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 title claims abstract description 41
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 title claims abstract description 41
- KTWOOEGAPBSYNW-UHFFFAOYSA-N ferrocene Chemical compound [Fe+2].C=1C=C[CH-]C=1.C=1C=C[CH-]C=1 KTWOOEGAPBSYNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 38
- 239000000779 smoke Substances 0.000 title claims abstract description 38
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 title abstract description 5
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 title abstract description 5
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 39
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 claims abstract description 39
- DWSWCPPGLRSPIT-UHFFFAOYSA-N benzo[c][2,1]benzoxaphosphinin-6-ium 6-oxide Chemical group C1=CC=C2[P+](=O)OC3=CC=CC=C3C2=C1 DWSWCPPGLRSPIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 24
- -1 phenylphosphono-ferrocene Chemical compound 0.000 claims description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 5
- 230000001629 suppression Effects 0.000 abstract description 6
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 abstract description 4
- RSSDWSPWORHGIE-UHFFFAOYSA-N $l^{1}-phosphanylbenzene Chemical compound [P]C1=CC=CC=C1 RSSDWSPWORHGIE-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 12
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 11
- HVLLSGMXQDNUAL-UHFFFAOYSA-N triphenyl phosphite Chemical compound C=1C=CC=CC=1OP(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 HVLLSGMXQDNUAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 6
- RPGWZZNNEUHDAQ-UHFFFAOYSA-N phenylphosphine Chemical compound PC1=CC=CC=C1 RPGWZZNNEUHDAQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000003042 antagnostic effect Effects 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 230000008093 supporting effect Effects 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/56—Organo-metallic compounds, i.e. organic compounds containing a metal-to-carbon bond
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/49—Phosphorus-containing compounds
- C08K5/51—Phosphorus bound to oxygen
- C08K5/53—Phosphorus bound to oxygen bound to oxygen and to carbon only
- C08K5/5313—Phosphinic compounds, e.g. R2=P(:O)OR'
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2201/00—Properties
- C08L2201/02—Flame or fire retardant/resistant
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Fireproofing Substances (AREA)
Abstract
本发明公开了苯基磷氢二茂铁作为抑烟剂在环氧树脂中的应用,本发明在确保抑烟性的前提下,并不降低磷系阻燃剂的阻燃效率,具有十分重要的应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及阻燃领域,具体涉及一种苯基磷氢二茂铁作为抑烟剂在环氧树脂中的应用。
背景技术
环氧树脂作为三大热固性树脂之一,在胶粘剂、涂料、电器等领域已有着广泛的应用。由于其具有易燃性,极限氧指数LOI仅为19.0%,极易导致火灾的发生,因此,常用磷系阻燃剂DOPO对其进行阻燃处理,然而,近些年来,人们通过对火灾的研究,发现火灾中燃烧时所生的大量烟雾极易导致人员伤亡,因此,在燃烧过程中降低烟雾的产生有着重要的意义。
二茂铁作为一种传统抑烟剂,能够大幅度降低环氧树脂燃烧时的生烟量,但是其与DOPO同时添加进环氧树脂中,会产生拮抗作用,进而降低DOPO的阻燃效果,这限制了其在环氧树脂中的应用。
发明内容
本发明提供一种苯基磷氢二茂铁作为抑烟剂在环氧树脂中的应用,以克服传统抑烟剂二茂铁会使磷系阻燃剂DOPO阻燃效率下降的缺陷,本发明在确保抑烟性的前提下,并不降低DOPO的阻燃效率,具有十分重要的应用价值。
为达到上述目的,本发明采用如下技术方案:
苯基磷氢二茂铁(CAS:1191268-47-9)作为抑烟剂在环氧树脂中的应用。
进一步地,所述苯基磷氢二茂铁的结构式如下:
进一步地,将苯基磷氢二茂铁与环氧树脂混合搅拌均匀后,加入阻燃剂和固化剂,继续搅拌至完全溶解,然后将混合液进行固化。
进一步地,所述苯基磷氢二茂铁与环氧树脂在60-80℃条件下混合搅拌2-4小时。
进一步地,所述环氧树脂为E51环氧树脂。
进一步地,所述阻燃剂为DOPO。
进一步地,所述固化剂为DDM固化剂。
进一步地,所述苯基磷氢二茂铁、环氧树脂、阻燃剂和固化剂的质量比为(1-2):100:(20-30):25。
进一步地,固化条件具体为:在80℃下固化1h,然后在150℃下固化2h,接着在180℃下固化2h,最后在200℃固化2h。
本发明具有以下有益的技术效果:
二茂铁对环氧树脂具有抑烟作用,但是,由于其同样具有助燃作用,会降低磷系阻燃剂DOPO的阻燃效率,而苯基磷氢二茂铁,由于P-C键的存在,燃烧时会产生磷氧自由基,起到抑制火焰的作用。将其应用在环氧树脂中,其既具有二茂铁的抑烟性,又不降低DOPO的阻燃效率,具有十分重要的应用价值。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细描述:
实施例1
将1g的苯基磷氢二茂铁与100g E51环氧树脂于80℃混合搅拌2小时,随后加入20g阻燃剂DOPO、25g DDM固化剂,继续搅拌至其完全溶解,随后混合液趁热倒入模具中,80℃固化1h,150℃固化2h,180℃固化2h,200℃固化2h。固化物UL-94通过V1级,LOI为27.4%。烟释放速率:0.13m2/s。
实施例2
将1g的苯基磷氢二茂铁与100g E51环氧树脂于70℃下混合搅拌3小时,随后加入30g阻燃剂DOPO、25g DDM固化剂,继续搅拌至其完全溶解,随后混合液趁热倒入模具中,80℃固化1h,150℃固化2h,180℃固化2h,200℃固化2h。固化物UL-94通过V1/V0级,LOI为29.4%。烟释放速率:0.11m2/s。
实施例3
将2g的苯基磷氢二茂铁与100g E51环氧树脂于60℃下混合搅拌4小时,随后加入30g阻燃剂DOPO、25g DDM固化剂,继续搅拌至其完全溶解,随后混合液趁热倒入模具中,80℃固化1h,150℃固化2h,180℃固化2h,200℃固化2h。固化物UL-94通过V0级,LOI为29.6%。烟释放速率:0.06m2/s。
对比例1
100g E51环氧树脂、20g阻燃剂DOPO、25g DDM固化剂,于60℃下搅拌至其完全溶解,随后混合液趁热倒入模具中,80℃固化1h,150℃固化2h,180℃固化2h,200℃固化2h。固化物UL-94V2/V1级别,LOI为27.2%。烟释放速率0.23m2/s。
对比例2
100g E51环氧树脂、30g阻燃剂DOPO、25g DDM固化剂,于60℃下搅拌至其完全溶解,随后混合液趁热倒入模具中,80℃固化1h,150℃固化2h,180℃固化2h,200℃固化2h。固化物UL-94V1/V0级别,LOI为29.1%。烟释放速率0.20m2/s。
对比例3
将1g的二茂铁与100g E51环氧树脂、20g阻燃剂DOPO、25g DDM固化剂,60℃下搅拌至其完全溶解,随后混合液趁热倒入模具中,80℃固化1h,150℃固化2h,180℃固化2h,200℃固化2h。固化物UL-94通过V2级,LOI为26.4%。烟释放速率:0.16m2/s。
对比例4
将1g的二茂铁与100g E51环氧树脂、30g阻燃剂DOPO、25g DDM固化剂,60℃下搅拌至其完全溶解,随后混合液趁热倒入模具中,80℃固化1h,150℃固化2h,180℃固化2h,200℃固化2h。固化物UL-94通过V1级,LOI为27.8%。烟释放速率:0.13m2/s。
对比例5
将2g的二茂铁与100g E51环氧树脂、30g阻燃剂DOPO、25g DDM固化剂,60℃下搅拌至其完全溶解,随后混合液趁热倒入模具中,80℃固化1h,150℃固化2h,180℃固化2h,200℃固化2h。固化物UL-94通过V2级,LOI为26.1%。烟释放速率:0.12m2/s。
综上可以看出,向环氧树脂中加入苯基磷氢二茂铁后(实施例1~3),固化物阻燃性能较不加入苯基磷氢二茂铁(对比例1~2)略有提高,而抑烟性则大幅度提高。如实施例3中当苯基磷氢二茂铁添加量为2%时,较对比例2中烟释放速率降幅超过70%。而反应阻燃性能的指标LOI则达到29.6%,UL-94通过V0级别,略高于对比例2中UL-94V1/V0级别,LOI为29.1%。
向环氧树脂中加入苯基磷氢二茂铁(实施例1~3),其固化物阻燃性和抑烟性较加入传统抑烟剂二茂铁的(对比例3~5)均大幅提升。如实施例3中当苯基磷氢二茂铁添加量为2%时,较对比例5中烟释放速率降幅超过40%,而反应阻燃性能的指标LOI达到29.6%,UL-94通过V0级别。远高于对比例5中的UL-94V2级别,LOI为26.1%。
结合所有实施例和对比例,可说明,苯基磷氢二茂铁具有优良的抑烟效果,且克服了传统抑烟剂二茂铁会使DOPO阻燃效率下降的缺陷。
Claims (8)
2.根据权利要求1所述的苯基磷氢二茂铁作为抑烟剂在环氧树脂中的应用,其特征在于,将苯基磷氢二茂铁与环氧树脂混合搅拌均匀后,加入阻燃剂和固化剂,继续搅拌至完全溶解,然后将混合液进行固化。
3.根据权利要求2所述的苯基磷氢二茂铁作为抑烟剂在环氧树脂中的应用,其特征在于,所述苯基磷氢二茂铁与环氧树脂在60-80℃条件下混合搅拌2-4小时。
4.根据权利要求2所述的苯基磷氢二茂铁作为抑烟剂在环氧树脂中的应用,其特征在于,所述环氧树脂为E51环氧树脂。
5.根据权利要求2所述的苯基磷氢二茂铁作为抑烟剂在环氧树脂中的应用,其特征在于,所述阻燃剂为DOPO。
6.根据权利要求2所述的苯基磷氢二茂铁作为抑烟剂在环氧树脂中的应用,其特征在于,所述固化剂为DDM固化剂。
7.根据权利要求2所述的苯基磷氢二茂铁作为抑烟剂在环氧树脂中的应用,其特征在于,所述苯基磷氢二茂铁、环氧树脂、阻燃剂和固化剂的质量比为(1-2):100:(20-30):25。
8.根据权利要求2所述的苯基磷氢二茂铁作为抑烟剂在环氧树脂中的应用,其特征在于,固化条件具体为:在80℃下固化1h,然后在150℃下固化2h,接着在180℃下固化2h,最后在200℃固化2h。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010169240.XA CN113388158B (zh) | 2020-03-12 | 2020-03-12 | 苯基磷氢二茂铁作为抑烟剂在环氧树脂中的应用 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010169240.XA CN113388158B (zh) | 2020-03-12 | 2020-03-12 | 苯基磷氢二茂铁作为抑烟剂在环氧树脂中的应用 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113388158A CN113388158A (zh) | 2021-09-14 |
CN113388158B true CN113388158B (zh) | 2022-06-03 |
Family
ID=77615678
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202010169240.XA Active CN113388158B (zh) | 2020-03-12 | 2020-03-12 | 苯基磷氢二茂铁作为抑烟剂在环氧树脂中的应用 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN113388158B (zh) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113788903B (zh) * | 2021-10-08 | 2022-12-16 | 福建工程学院 | 一种生物基抑烟剂及其制备方法和应用 |
CN117143428B (zh) * | 2023-10-26 | 2024-02-09 | 辽宁锐弘电工材料有限公司 | 一种无卤低烟阻燃电缆料及其制备方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104945622A (zh) * | 2015-06-01 | 2015-09-30 | 西南科技大学 | 一种新型二茂铁基阻燃成炭聚合物及其制备方法 |
CN108299633A (zh) * | 2018-02-05 | 2018-07-20 | 西南科技大学 | 二茂铁-dopo双基聚酯型阻燃抑烟剂及其制备方法及在阻燃聚合物中的应用 |
CN109988335A (zh) * | 2019-04-12 | 2019-07-09 | 深圳市通产丽星股份有限公司 | 一种二茂铁基席夫碱及其制备方法与应用 |
CN111675785A (zh) * | 2020-07-09 | 2020-09-18 | 安徽权璟新材料科技有限公司 | 一种二茂铁-有机磷反应型阻燃剂改性丙烯酸树脂及其制法 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6627704B2 (en) * | 1999-12-01 | 2003-09-30 | General Electric Company | Poly(arylene ether)-containing thermoset composition, method for the preparation thereof, and articles derived therefrom |
-
2020
- 2020-03-12 CN CN202010169240.XA patent/CN113388158B/zh active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104945622A (zh) * | 2015-06-01 | 2015-09-30 | 西南科技大学 | 一种新型二茂铁基阻燃成炭聚合物及其制备方法 |
CN108299633A (zh) * | 2018-02-05 | 2018-07-20 | 西南科技大学 | 二茂铁-dopo双基聚酯型阻燃抑烟剂及其制备方法及在阻燃聚合物中的应用 |
CN109988335A (zh) * | 2019-04-12 | 2019-07-09 | 深圳市通产丽星股份有限公司 | 一种二茂铁基席夫碱及其制备方法与应用 |
CN111675785A (zh) * | 2020-07-09 | 2020-09-18 | 安徽权璟新材料科技有限公司 | 一种二茂铁-有机磷反应型阻燃剂改性丙烯酸树脂及其制法 |
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
Lei Liu,等."Influence of ferrocene on smoke suppression properties and combustion behavior of intumescent flame-retardant epoxy composites".《JOURNAL OF THERMAL ANALYSIS AND CALORIMETRY》.2015,第122卷(第1期),第437-447页. * |
Lin-Ying Jung,等."Application of tautomerism of ferrocenyl secondary phosphine oxides in Suzuki-Miyaura cross-coupling reactions".《ORGANOMETALLICS》.2009,第28卷(第20期),第6044-6053页. * |
欧育湘,等."塑料用抑烟剂及抑烟机理的研究进展".《中国塑料》.2006,第20卷(第2期),第6-12页. * |
袁永,等."含二茂铁基磷系阻燃剂的合成与表征".《2015年第十四届全国应用化学年会论文集(下)》.2015,第214-215页. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN113388158A (zh) | 2021-09-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN113388158B (zh) | 苯基磷氢二茂铁作为抑烟剂在环氧树脂中的应用 | |
CN107446317B (zh) | 一种poss改性阻燃低烟低毒乙烯基酯树脂组合物及其制备方法 | |
CN101665611B (zh) | 一种含纳米级阻燃剂的高韧无卤阻燃abs树脂及其制备方法 | |
CN102643469B (zh) | 一种ldpe/eva阻燃复合材料及其制备方法 | |
CN107286563A (zh) | 一种用于abs电器开关外罩的膨胀型阻燃剂及其制备与应用 | |
CN104371199A (zh) | 一种低烟无卤煤矿用电缆料及其制备方法 | |
CN113667277B (zh) | 一种低热释放、低烟、高阻燃环氧树脂材料及其制备方法 | |
CN105482349A (zh) | 一种耐高温无卤阻燃abs组合物 | |
WO2021196427A1 (zh) | 阻燃型锂离子电池电解液 | |
CN112250985A (zh) | 一种无卤阻燃abs组合物及其制备方法与应用 | |
CN101974290B (zh) | 一种透明阻燃有机硅涂覆液及其制备方法 | |
CN106633752B (zh) | 一种无卤阻燃pc\abs合金材料及其制备方法和用途 | |
CN105419218A (zh) | 一种无卤阻燃增强型abs复合材料及其制备方法 | |
CN106009581A (zh) | 一种膨胀型阻燃增强asa/pc合金及其制备方法 | |
CN103613913B (zh) | 一种无卤阻燃热塑性聚酯弹性体材料及其制备方法 | |
CN106398150A (zh) | 一种无卤阻燃热固型树脂复合材料及其制备方法 | |
CN115716985B (zh) | 一种无卤阻燃聚氨酯弹性体及其制备方法 | |
CN114891272B (zh) | 一种三聚氰胺甲醛树脂微囊化阻燃剂及其制备方法 | |
CN104341611B (zh) | 一种tgbd型有机阻燃剂及其制备方法和应用 | |
CN108084660B (zh) | 一种膨胀型阻燃环氧树脂及其制备方法 | |
CN107501526B (zh) | 一种dopo型环氧树脂固化剂及其制备方法 | |
CN109897220A (zh) | 一种反应性阻燃剂及其制备方法和应用 | |
CN109535589A (zh) | 一种抗冲击阻燃电缆保护管材料及其制备方法 | |
CN104829943A (zh) | 一种含气相二氧化硅的膨胀型聚丙烯阻燃剂及其制备方法 | |
CN104292525A (zh) | 一种阻燃橡胶及其制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Application of phenylphosphoferrocene as smoke suppressant in epoxy resin Granted publication date: 20220603 Pledgee: Bank of China Limited BAYANHOT branch Pledgor: Inner Mongolia Haopu Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2024980019962 |