CN118325292A - 一种室温低黏度阻燃环氧树脂组合物及其制备方法和应用 - Google Patents
一种室温低黏度阻燃环氧树脂组合物及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN118325292A CN118325292A CN202310033139.5A CN202310033139A CN118325292A CN 118325292 A CN118325292 A CN 118325292A CN 202310033139 A CN202310033139 A CN 202310033139A CN 118325292 A CN118325292 A CN 118325292A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- epoxy resin
- component
- room temperature
- resin composition
- flame retardant
- 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.)
- Pending
Links
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 title claims abstract description 90
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 title claims abstract description 90
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 82
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 title claims abstract description 66
- 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 title claims abstract description 65
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 33
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 29
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- -1 alicyclic amine Chemical class 0.000 claims abstract description 11
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 21
- 238000001723 curing Methods 0.000 claims description 20
- 238000013007 heat curing Methods 0.000 claims description 18
- GEQHKFFSPGPGLN-UHFFFAOYSA-N cyclohexane-1,3-diamine Chemical compound NC1CCCC(N)C1 GEQHKFFSPGPGLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- UWFRVQVNYNPBEF-UHFFFAOYSA-N 1-(2,4-dimethylphenyl)propan-1-one Chemical compound CCC(=O)C1=CC=C(C)C=C1C UWFRVQVNYNPBEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 claims description 12
- WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N pentaerythritol Chemical compound OCC(CO)(CO)CO WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 12
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 claims description 12
- IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N bisphenol A Chemical compound C=1C=C(O)C=CC=1C(C)(C)C1=CC=C(O)C=C1 IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- GHMLBKRAJCXXBS-UHFFFAOYSA-N resorcinol Chemical compound OC1=CC=CC(O)=C1 GHMLBKRAJCXXBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- QIGBRXMKCJKVMJ-UHFFFAOYSA-N Hydroquinone Chemical compound OC1=CC=C(O)C=C1 QIGBRXMKCJKVMJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- GDOPTJXRTPNYNR-UHFFFAOYSA-N methylcyclopentane Chemical compound CC1CCCC1 GDOPTJXRTPNYNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000009755 vacuum infusion Methods 0.000 claims description 4
- KUAUJXBLDYVELT-UHFFFAOYSA-N 2-[[2,2-dimethyl-3-(oxiran-2-ylmethoxy)propoxy]methyl]oxirane Chemical compound C1OC1COCC(C)(C)COCC1CO1 KUAUJXBLDYVELT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- OHRVBDRGLIWLPA-UHFFFAOYSA-N [3-hydroxy-2,2-bis(hydroxymethyl)propyl] dihydrogen phosphate Chemical compound OCC(CO)(CO)COP(O)(O)=O OHRVBDRGLIWLPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 150000004985 diamines Chemical class 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 3
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol group Chemical group C1(=CC=CC=C1)O ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- SYEWHONLFGZGLK-UHFFFAOYSA-N 2-[1,3-bis(oxiran-2-ylmethoxy)propan-2-yloxymethyl]oxirane Chemical compound C1OC1COCC(OCC1OC1)COCC1CO1 SYEWHONLFGZGLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- HSDVRWZKEDRBAG-UHFFFAOYSA-N 2-[1-(oxiran-2-ylmethoxy)hexoxymethyl]oxirane Chemical compound C1OC1COC(CCCCC)OCC1CO1 HSDVRWZKEDRBAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- HDPLHDGYGLENEI-UHFFFAOYSA-N 2-[1-(oxiran-2-ylmethoxy)propan-2-yloxymethyl]oxirane Chemical compound C1OC1COC(C)COCC1CO1 HDPLHDGYGLENEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- SHKUUQIDMUMQQK-UHFFFAOYSA-N 2-[4-(oxiran-2-ylmethoxy)butoxymethyl]oxirane Chemical compound C1OC1COCCCCOCC1CO1 SHKUUQIDMUMQQK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- RNLHGQLZWXBQNY-UHFFFAOYSA-N 3-(aminomethyl)-3,5,5-trimethylcyclohexan-1-amine Chemical compound CC1(C)CC(N)CC(C)(CN)C1 RNLHGQLZWXBQNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- MECNWXGGNCJFQJ-UHFFFAOYSA-N 3-piperidin-1-ylpropane-1,2-diol Chemical compound OCC(O)CN1CCCCC1 MECNWXGGNCJFQJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N D-Glucitol Natural products OC[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N 0.000 claims description 2
- FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N D-glucitol Chemical compound OC[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N 0.000 claims description 2
- 125000002723 alicyclic group Chemical group 0.000 claims description 2
- 239000004841 bisphenol A epoxy resin Substances 0.000 claims description 2
- 239000004842 bisphenol F epoxy resin Substances 0.000 claims description 2
- SSJXIUAHEKJCMH-UHFFFAOYSA-N cyclohexane-1,2-diamine Chemical compound NC1CCCCC1N SSJXIUAHEKJCMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- GYZLOYUZLJXAJU-UHFFFAOYSA-N diglycidyl ether Chemical compound C1OC1COCC1CO1 GYZLOYUZLJXAJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- SLCVBVWXLSEKPL-UHFFFAOYSA-N neopentyl glycol Chemical compound OCC(C)(C)CO SLCVBVWXLSEKPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 claims description 2
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 claims description 2
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 claims description 2
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 claims description 2
- 229960002920 sorbitol Drugs 0.000 claims description 2
- 238000009745 resin transfer moulding Methods 0.000 claims 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 abstract description 32
- 239000011347 resin Substances 0.000 abstract description 32
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 22
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 3
- 238000009472 formulation Methods 0.000 abstract description 3
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 abstract description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 abstract description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 35
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 28
- PXKLMJQFEQBVLD-UHFFFAOYSA-N bisphenol F Chemical compound C1=CC(O)=CC=C1CC1=CC=C(O)C=C1 PXKLMJQFEQBVLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 13
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 8
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 238000001721 transfer moulding Methods 0.000 description 2
- 239000004610 Internal Lubricant Substances 0.000 description 1
- QLBRROYTTDFLDX-UHFFFAOYSA-N [3-(aminomethyl)cyclohexyl]methanamine Chemical compound NCC1CCCC(CN)C1 QLBRROYTTDFLDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 description 1
- 238000010000 carbonizing Methods 0.000 description 1
- 238000003889 chemical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000000748 compression moulding Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 239000013530 defoamer Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 1
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 239000011342 resin composition Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 230000000930 thermomechanical effect Effects 0.000 description 1
- DXZMANYCMVCPIM-UHFFFAOYSA-L zinc;diethylphosphinate Chemical compound [Zn+2].CCP([O-])(=O)CC.CCP([O-])(=O)CC DXZMANYCMVCPIM-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
Landscapes
- Epoxy Resins (AREA)
Abstract
本发明公开了一种室温低黏度阻燃环氧树脂组合物及其制备方法和应用。所述室温低黏度阻燃环氧树脂组合物,包含共混的A组分和B组分;所述A组分包括环氧树脂、活性稀释剂和含磷阻燃剂;所述B组分包括二元脂环胺和成炭剂。本发明从基体配方设计的角度出发,利用膨胀型阻燃机理,通过含磷阻燃剂和成炭剂的协同作用,大幅提高树脂阻燃性能,所述环氧树脂组合物具备室温低黏度、优良的阻燃性能、优良的力学和耐热性,不仅可用于VARI工艺,同样也可应用于RTM和拉挤成型等液体成型工艺。
Description
技术领域
本发明涉及环氧树脂组合物技术领域,具体是涉及一种室温低黏度阻燃环氧树脂组合物及其制备方法和应用。
背景技术
随着航天航空、轨道交通和船舶领域的发展,纤维复合材料的研发和应用研究越来越受到重视。复合材料成型方式多种多样,例如有模压成型、真空袋成型、热压罐成型、拉挤形成、真空灌注成型(VARI)、树脂传递模塑成型(RTM)等。以往大型复杂结构件的成型工艺主要以热压罐为主,而热压罐需要的能耗较高、设备成本高、成型周期长。
近年来,发展非热压罐技术成为热门的研究领域,其中,VARI工艺是利用真空负压0-0.1GPa将树脂抽入按照预定厚度、结构铺放好的打有真空袋子的模具里,使之充分浸润纤维,然后再进行固化后处理加工成型的工艺。VARI工艺具备一系列优点,例如:(1)模具一般为玻璃钢或者铝板,节省模具成本;(2)适合尺寸大、厚度大的大型复合材料产品;(3)制品一面为结构面,一面为光滑的平面,工艺灵活性能好;(4)生产效率高、成本低;(5)产品的表面质量高,缺陷少,强度高。
在VARI中,对基体树脂的要求是:(1)树脂流动性能好,粘度低于800mPa·s;(2)作期长,粘度翻倍时间要长,有利于树脂的浸润,不易爆聚;(3)室温条件可进行灌注;(4)固化物具有较高的玻璃化转变温度,能够满足基本的服役温度。工业上在利用真空灌注成型时多采用环氧树脂,但是环氧树脂黏度大,且不阻燃、制件强度不高力学性能受限,因此这种方法受到了一定的限制。
因此,提供一种低黏度、阻燃性优异及力学性能较高的环氧树脂,以应用于VARI工艺,是目前需要解决的技术问题。
发明内容
为解决现有技术中环氧树脂黏度、适用期和阻燃性不能兼顾的问题,本发明提供了一种室温低黏度阻燃环氧树脂组合物及其制备方法和应用。本发明从基体配方设计的角度出发,利用膨胀型阻燃机理,通过含磷阻燃剂和成炭剂的协同作用,大幅提高树脂阻燃性能,开发了室温低黏度阻燃环氧树脂组合物。所述环氧树脂组合物具备室温低黏度、优良的阻燃性能、优良的力学和耐热性。本发明的环氧树脂组合物,25℃下其黏度<800mPa·s,适用期>40min,其固化产物水平垂直燃烧可达UL94-V0级别,极限氧指数>33.0,玻璃化转变温度>90℃,拉伸强度>60MPa,断裂伸长率>2.5%,此树脂组合物不仅可用于VARI工艺,同样也可应用于RTM和拉挤成型等液体成型工艺。
本发明的目的之一是提供一种室温低黏度阻燃环氧树脂组合物,包含共混的A组分和B组分;所述A组分包括环氧树脂、活性稀释剂和含磷阻燃剂;所述B组分包括二元脂环胺和成炭剂。
本发明的一种优选地实施方式中,
所述A组分中各组分以环氧树脂为100重量份计,
活性稀释剂 6~80重量份;优选为10~40重量份;
含磷阻燃剂 12~80重量份;优选为20~60重量份;更优选为20~40重量份;
所述B组分中各组分以二元脂环胺为100重量份计,
成炭剂10~60重量份;优选为20~50重量份;
所述A组分和B组分的重量比为(1~5):1,优选为(2~4):1,更优选为(2~3):1。
本发明的一种优选地实施方式中,
所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、酚醛型环氧树脂、脂环族环氧树脂中的至少一种,优选地,所述环氧树脂的黏度为500~5000mPa·s。
本发明的一种优选地实施方式中,
所述活性稀释剂为多元醇缩水甘油醚中的至少一种,优选为乙二醇二缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚、1,4-丁二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、己二醇二缩水甘油醚、丙三醇三缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚中的至少一种。所述活性稀释剂用于降低粘度。
本发明的一种优选地实施方式中,
所述含磷阻燃剂为磷酸酯低聚物中的至少一种,优选为双酚A型磷酸酯低聚物、间苯二酚型磷酸酯低聚物、对苯二酚型磷酸酯低聚物中的一种或至少两种的混合物;更优选为日本大八化工的CR-733S、CR741、OP550中的至少一种。所述含磷阻燃剂在本发明组合物中用于阻燃。
本发明的一种优选地实施方式中,
所述二元脂环胺为1,3-环己二甲胺(1,3-BAC)、3,3’-二甲基-4,4’-二氨基二环己基甲烷(MACM)、1,2-环己二胺、甲基环戊二胺(TAC-900)、邻二胺甲基环戊烷(TDC-850)、异佛尔酮二胺中的至少一种。所述二元脂环胺在本发明组合物中用于固化。
本发明的一种优选地实施方式中,
所述成炭剂为季戊四醇、季戊四醇磷酸酯、新戊二醇、D-山梨醇、酚醛树脂中的至少一种。所述成炭剂在本发明组合物中用于成炭,可以阻隔氧气和热量。
本发明的环氧树脂组合物还可根据加工需要添加各种本领域常用助剂,如消泡剂、内润滑剂等,其用量均为常规用量,或根据实际情况的要求进行调整。
本发明的目的之二是提供一种本发明的目的之一的室温低黏度阻燃环氧树脂组合物的制备方法,包括:
(1)将包括环氧树脂、活性稀释剂和含磷阻燃剂在内的组分按所述用量混合后得到A组分;
(2)将包括二元脂环胺和成炭剂在内的组分按所述用量混合得到B组分;
(3)将A组分和B组分按所述用量比混合后制得所述室温低黏度阻燃环氧树脂组合物。
本发明的一种优选地实施方式中,
步骤(1)中,混合温度为90~120℃,优选为95~105℃,混合时间为10~60min,优选为25~35min;和/或,
步骤(2)中,混合温度为70~120℃,优选为85~95℃,混合时间为10~60min,优选为25~35min。
本发明可优选采用以下具体技术方案:
(1)将包括环氧树脂、活性稀释剂和含磷阻燃剂在内的组分按所述用量加入搅拌反应釜中,升温至90~120℃搅拌10~60min,随后降温至室温,得到A组分;
(2)将包括二元脂环胺和成炭剂在内的组分按所述用量加入另一搅拌反应釜,于70~120℃下搅拌10~60min,随后降温至室温,得到B组分;
(3)将A组分和B组分按所述用量比在20~30℃下搅拌3~10min混合后制得所述室温低黏度阻燃环氧树脂组合物。
本发明的目的之三是提供一种室温低黏度阻燃环氧树脂组合物的固化物,由包含本发明的目的之一的室温低黏度阻燃环氧树脂组合物或者本发明的目的之二的方法制备的室温低黏度阻燃环氧树脂组合物在内的组分固化得到。
本发明的目的之四是提供一种本发明的目的之三的室温低黏度阻燃环氧树脂组合物的固化物的制备方法,包括将包含室温低黏度阻燃环氧树脂组合物在内的组分进行热固化的步骤。
本发明的一种优选地实施方式中,
热固化温度为40℃~120℃;和/或,热固化时间为2~8h;优选地,采用阶梯升温方式进行热固化。
本发明中优选将包含室温低黏度阻燃环氧树脂组合物在内的组分装入模具中进行热固化。
本发明制备方法,所述原料组分的混合、固化工艺可采用现有技术中常用的环氧树脂加工工艺,所用设备也均是现有技术中环氧树脂加工中常用的设备。
本发明的目的之五是提供一种本发明的目的之一的室温低黏度阻燃环氧树脂组合物或者本发明的目的之二的方法制备的室温低黏度阻燃环氧树脂组合物在拉挤成型、真空灌注成型或树脂传递模塑成型制备大型复杂结构件中的应用。
本发明提供的室温低黏度阻燃环氧树脂组合物,其优点在于:
(1)制备方法简单,工艺控制稳定;
(2)无卤阻燃,环境友好;
(3)现有技术中,一般活性稀释剂在降低粘度的同时会降低阻燃性能,而成炭剂的使用会使粘度上升,破坏工艺性能,因而无法达到低粘度和高阻燃并存,而本发明从基体配方设计的角度出发,使组合物兼顾了低粘度、高阻燃性能和热/力学性能,25℃下其黏度<800mPa·s,适用期>40min,其固化产物水平垂直燃烧可达UL94-V0级别,极限氧指数>33.0,玻璃化转变温度>90℃,拉伸强度>60MPa,断裂伸长率>2.5%。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行具体的描述,有必要在此指出的是以下实施例只用于对本发明的进一步说明,不能理解为对本发明保护范围的限制,本领域技术人员根据本发明内容对本发明做出的一些非本质的改进和调整仍属本发明的保护范围。
实施例中所用原料均为常规市购原料。
将各实施例及对比例中混合后的环氧树脂组合物进行黏度及适用期测试:
黏度:由Brookfield CAP2000+H系列锥板黏度计测得,转子型号CAP-06,转速为100转/分钟;
适用期:测试的是环氧树脂组合物在25℃下黏度翻倍所需时间。
将各实施例及对比例中得到的树脂样条进行拉伸强度、断裂伸长率、Tg、极限氧指数和水平垂直燃烧测试:
拉伸强度和断裂伸长率:参照GBT 2568-1995标准执行,使用Instron 3344型拉力试验机测试;
Tg:由动态热机械分析(TA-Q800型DMA)测定的储能模量拐点温度确定;
极限氧指数:测试方法参照GBT2406-93标准执行,使用极限氧指数测试仪(上海千实精密机电科技有限公司)测试;
水平垂直燃烧测试:参照UL94执行,使用UL94水平垂直燃烧试验仪(上海佩亿测试设备有限公司)测试。
实施例1
(1)将100g双酚F型环氧树脂354(Olin生产)、14.3g乙二醇二缩水甘油醚和28.6g间苯二酚型磷酸酯低聚物A(日本大八化工,牌号CR-733S)加入搅拌反应釜中,升温至100℃搅拌30min,随后降温至室温,得到A组分;
(2)将100g 1,3-环己二甲胺和43g季戊四醇成炭剂加入另一搅拌反应釜,于90℃下搅拌30min,随后降温至室温,得到B组分;
(3)将A组分和B组分按照质量比2.4:1投入反应釜中,在25℃下搅拌5min混合后制得室温低黏度阻燃环氧树脂组合物。
(4)将室温低黏度阻燃环氧树脂组合物倒入预热好的模具当中,将模具放置在鼓风烘箱当中,按照40℃/2h+80℃/2h+120℃/2h的固化工艺进行热固化。待其冷却到室温后,取出模具中的树脂样条。
实施例2
(1)将100g陶氏DEN 431(酚醛型环氧树脂)、14.3g乙二醇二缩水甘油醚和28.6g间苯二酚型磷酸酯低聚物A(日本大八化工,牌号CR-733S)加入搅拌反应釜中,升温至100℃搅拌30min,随后降温至室温,得到A组分;
(2)将100g 1,3-环己二甲胺和43g季戊四醇成炭剂加入另一搅拌反应釜,于90℃下搅拌30min,随后降温至室温,得到B组分;
(3)将A组分和B组分按照质量比2.4:1投入反应釜中,在25℃下搅拌5min混合后制得室温低黏度阻燃环氧树脂组合物。
(4)将混合完的树脂倒入预热好的模具当中,将模具放置在鼓风烘箱当中,按照40℃/2h+80℃/2h+120℃/2h的固化工艺进行热固化。待其冷却到室温后,取出模具中的树脂样条。
实施例3
(1)将100g双酚F型环氧树脂354(Olin生产)、14.3g新戊二醇二缩水甘油醚和28.6g CR-733S加入搅拌反应釜中,升温至100℃搅拌30min,随后降温至室温,得到A组分;
(2)将100g 1,3-环己二甲胺和43g季戊四醇成炭剂加入另一搅拌反应釜,于90℃下搅拌30min,随后降温至室温,得到B组分;
(3)将A组分和B组分按照质量比2.4:1投入反应釜中,在25℃下搅拌5min混合后制得室温低黏度阻燃环氧树脂组合物。
(4)将混合完的树脂倒入预热好的模具当中,将模具放置在鼓风烘箱当中,按照40℃/2h+80℃/2h+120℃/2h的固化工艺进行热固化。待其冷却到室温后,取出模具中的树脂样条。
实施例4
(1)将100g双酚F型环氧树脂354(Olin生产)、14.3g乙二醇二缩水甘油醚和28.6g双酚A型磷酸酯低聚物(日本大八化工,牌号CR-741)加入搅拌反应釜中,升温至100℃搅拌30min,随后降温至室温,得到A组分;
(2)将100g 1,3-环己二甲胺和43g季戊四醇成炭剂加入另一搅拌反应釜,于90℃下搅拌30min,随后降温至室温,得到B组分;
(3)将A组分和B组分按照质量比2.4:1投入反应釜中,在25℃下搅拌5min混合后制得室温低黏度阻燃环氧树脂组合物。
(4)将混合完的树脂倒入预热好的模具当中,将模具放置在鼓风烘箱当中,按照40℃/2h+80℃/2h+120℃/2h的固化工艺进行热固化。待其冷却到室温后,取出模具中的树脂样条。
实施例5
(1)将100g双酚F型环氧树脂354(Olin生产)、14.3g乙二醇二缩水甘油醚和28.6gCR-733S加入搅拌反应釜中,升温至100℃搅拌30min,随后降温至室温,得到A组分;
(2)将100g甲基环戊二胺和43g季戊四醇成炭剂加入另一搅拌反应釜,于90℃下搅拌30min,随后降温至室温,得到B组分;
(3)将A组分和B组分按照质量比2.4:1投入反应釜中,在25℃下搅拌5min混合后制得室温低黏度阻燃环氧树脂组合物。
(4)将混合完的树脂倒入预热好的模具当中,将模具放置在鼓风烘箱当中,按照40℃/2h+80℃/2h+120℃/2h的固化工艺进行热固化。待其冷却到室温后,取出模具中的树脂样条。
实施例6
(1)将100g双酚F型环氧树脂354(Olin生产)、14.3g乙二醇二缩水甘油醚和28.6gCR-733S加入搅拌反应釜中,升温至100℃搅拌30min,随后降温至室温,得到A组分;
(2)将100g 1,3-环己二甲胺和43g季戊四醇磷酸酯成炭剂加入另一搅拌反应釜,于90℃下搅拌30min,随后降温至室温,得到B组分;
(3)将A组分和B组分按照质量比2.4:1投入反应釜中,在25℃下搅拌5min混合后制得室温低黏度阻燃环氧树脂组合物。
(4)将混合完的树脂倒入预热好的模具当中,将模具放置在鼓风烘箱当中,按照40℃/2h+80℃/2h+120℃/2h的固化工艺进行热固化。待其冷却到室温后,取出模具中的树脂样条。
实施例7
(1)将100g双酚F型环氧树脂354(Olin生产)、33.3g乙二醇二缩水甘油醚和33.3gCR-733S加入搅拌反应釜中,升温至100℃搅拌30min,随后降温至室温,得到A组分;
(2)将100g 1,3-环己二甲胺和43g季戊四醇成炭剂加入另一搅拌反应釜,于90℃下搅拌30min,随后降温至室温,得到B组分;
(3)将A组分和B组分按照质量比2.4:1投入反应釜中,在25℃下搅拌5min混合后制得室温低黏度阻燃环氧树脂组合物。
(4)将混合完的树脂倒入预热好的模具当中,将模具放置在鼓风烘箱当中,按照40℃/2h+80℃/2h+120℃/2h的固化工艺进行热固化。待其冷却到室温后,取出模具中的树脂样条。
实施例8
(1)将100g双酚F型环氧树脂354(Olin生产)、14.3g乙二醇二缩水甘油醚和28.6gCR-733S加入搅拌反应釜中,升温至100℃搅拌30min,随后降温至室温,得到A组分;
(2)将100g 1,3-环己二甲胺和25g季戊四醇成炭剂加入另一搅拌反应釜,于90℃下搅拌30min,随后降温至室温,得到B组分;
(3)将A组分和B组分按照质量比2.8:1投入反应釜中,在25℃下搅拌5min混合后制得室温低黏度阻燃环氧树脂组合物。
(4)将混合完的树脂倒入预热好的模具当中,将模具放置在鼓风烘箱当中,按照40℃/2h+80℃/2h+120℃/2h的固化工艺进行热固化。待其冷却到室温后,取出模具中的树脂样条。
对比例1
(1)将100g双酚F型环氧树脂354(Olin生产)、14.3g乙二醇二缩水甘油醚加入搅拌反应釜中,升温至100℃搅拌30min,随后降温至室温,得到A1组分;
(2)将100g 1,3-环己二甲胺和43g季戊四醇成炭剂加入另一搅拌反应釜,于90℃下搅拌30min,随后降温至室温,得到B组分;
(3)将A1组分和B组分按照质量比1.9:1投入反应釜中,在25℃下搅拌5min混合后制得环氧树脂组合物。
(4)将混合完的树脂倒入预热好的模具当中,将模具放置在鼓风烘箱当中,按照40℃/2h+80℃/2h+120℃/2h的固化工艺进行热固化。待其冷却到室温后,取出模具中的树脂样条。
对比例2
(1)将100g双酚F型环氧树脂354(Olin生产)、14.3g乙二醇二缩水甘油醚和28.6gCR-733S加入搅拌反应釜中,升温至100℃搅拌30min,随后降温至室温,得到A组分;
(2)将A组分和1,3-环己二甲胺按照质量比1.7:1投入反应釜中,在25℃下搅拌5min混合后制得环氧树脂组合物。
(3)将混合完的树脂倒入预热好的模具当中,将模具放置在鼓风烘箱当中,按照40℃/2h+80℃/2h+120℃/2h的固化工艺进行热固化。待其冷却到室温后,取出模具中的树脂样条。
对比例3
(1)将100g双酚F型环氧树脂354(Olin生产)和28.6g CR-733S加入搅拌反应釜中,升温至100℃搅拌30min,随后降温至室温,得到A2组分;
(2)将100g 1,3-环己二甲胺和43g季戊四醇成炭剂加入另一搅拌反应釜,于90℃下搅拌30min,随后降温至室温,得到B组分;
(3)将A2组分和B组分按照质量比2.4:1投入反应釜中,在25℃下搅拌5min混合后制得环氧树脂组合物。
(4)将混合完的树脂倒入预热好的模具当中,将模具放置在鼓风烘箱当中,按照40℃/2h+80℃/2h+120℃/2h的固化工艺进行热固化。待其冷却到室温后,取出模具中的树脂样条。
对比例4
(1)将100g双酚F型环氧树脂354(Olin生产)、14.3g乙二醇二缩水甘油醚、28.6gCR-733S、43g季戊四醇成炭剂加入搅拌反应釜中,升温至100℃搅拌30min,随后降温至室温,得到A3组分;
(2)将A3组分和1,3-环己二甲胺按照质量比1.85:1投入反应釜中,在25℃下搅拌5min混合后制得环氧树脂组合物。
(3)将混合完的树脂倒入预热好的模具当中,将模具放置在鼓风烘箱当中,按照40℃/2h+80℃/2h+120℃/2h的固化工艺进行热固化。待其冷却到室温后,取出模具中的树脂样条。
性能测试结果如下表1所示:
表1实施例和对比例性能测试结果
对比实施例和对比例1-2可以看出,由于对比例1、2中只分别加入磷酸酯低聚物和成炭剂中的一种,因此未产生协同效果,阻燃性能相比于实施例大幅下降。对比例3由于未加入活性稀释剂,因此黏度相对于实施例大幅上升。对比实施例和对比例4可以看出,将成炭剂与A组分直接混合力学性能效果较差,可能是成碳剂在A组分中溶解性不好,分散不均匀导致,因此本发明中将成炭剂与固化剂先混合成B组分,再与A组分混合,使得得到的组合物具有良好的力学性能。由表1可以看出,本发明的组合物兼顾了低粘度、阻燃性能和热/力学性能,25℃下其黏度<800mPa·s,适用期>40min,其固化产物水平垂直燃烧可达UL94-V0级别,极限氧指数>33.0,玻璃化转变温度>90℃,拉伸强度>60MPa,断裂伸长率>2.5%。
Claims (13)
1.一种室温低黏度阻燃环氧树脂组合物,包含共混的A组分和B组分;所述A组分包括环氧树脂、活性稀释剂和含磷阻燃剂;所述B组分包括二元脂环胺和成炭剂。
2.如权利要求1所述的室温低黏度阻燃环氧树脂组合物,其特征在于:
所述A组分中各组分以环氧树脂为100重量份计,
活性稀释剂6~80重量份;优选为10~40重量份;
含磷阻燃剂12~80重量份;优选为20~60重量份;
所述B组分中各组分以二元脂环胺为100重量份计,
成炭剂10~60重量份;优选为20~50重量份;
所述A组分和B组分的重量比为(1~5):1,优选为(2~4):1。
3.如权利要求1所述的室温低黏度阻燃环氧树脂组合物,其特征在于:
所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、酚醛型环氧树脂、脂环族环氧树脂中的至少一种,优选地,所述环氧树脂的黏度为500~5000mPa·s。
4.如权利要求1所述的室温低黏度阻燃环氧树脂组合物,其特征在于:
所述活性稀释剂为多元醇缩水甘油醚中的至少一种,优选为乙二醇二缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚、1,4-丁二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、己二醇二缩水甘油醚、丙三醇三缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚中的至少一种。
5.如权利要求1所述的室温低黏度阻燃环氧树脂组合物,其特征在于:
所述含磷阻燃剂为磷酸酯低聚物中的至少一种,优选为双酚A型磷酸酯低聚物、间苯二酚型磷酸酯低聚物、对苯二酚型磷酸酯低聚物中的一种或至少两种的混合物。
6.如权利要求1所述的室温低黏度阻燃环氧树脂组合物,其特征在于:
所述二元脂环胺为1,3-环己二甲胺、3,3’-二甲基-4,4’-二氨基二环己基甲烷、1,2-环己二胺、甲基环戊二胺、邻二胺甲基环戊烷、异佛尔酮二胺中的至少一种。
7.如权利要求1所述的室温低黏度阻燃环氧树脂组合物,其特征在于:
所述成炭剂为季戊四醇、季戊四醇磷酸酯、新戊二醇、D-山梨醇、酚醛树脂中的至少一种。
8.一种如权利要求1-7任一所述的室温低黏度阻燃环氧树脂组合物的制备方法,包括:
(1)将包括环氧树脂、活性稀释剂和含磷阻燃剂在内的组分按所述用量混合后得到A组分;
(2)将包括二元脂环胺和成炭剂在内的组分按所述用量混合得到B组分;
(3)将A组分和B组分按所述用量比混合后制得所述室温低黏度阻燃环氧树脂组合物。
9.如权利要求8所述的制备方法,其特征在于:
步骤(1)中,混合温度为90~120℃,混合时间为10~60min;和/或,
步骤(2)中,混合温度为70~120℃,混合时间为10~60min。
10.一种室温低黏度阻燃环氧树脂组合物的固化物,由包含权利要求1-7任一所述的室温低黏度阻燃环氧树脂组合物或者权利要求8-9任一所述的方法制备的室温低黏度阻燃环氧树脂组合物在内的组分固化得到。
11.一种如权利要求10所述的室温低黏度阻燃环氧树脂组合物的固化物的制备方法,包括将包含室温低黏度阻燃环氧树脂组合物在内的组分进行热固化的步骤。
12.如权利要求11所述的制备方法,其特征在于:
热固化温度为40℃~120℃;和/或,热固化时间为2~8h。
13.一种如权利要求1-7任一所述的室温低黏度阻燃环氧树脂组合物或者权利要求8-9任一所述的方法制备的室温低黏度阻燃环氧树脂组合物在拉挤成型、真空灌注成型或树脂传递模塑成型制备大型复杂结构件中的应用。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310033139.5A CN118325292A (zh) | 2023-01-10 | 2023-01-10 | 一种室温低黏度阻燃环氧树脂组合物及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310033139.5A CN118325292A (zh) | 2023-01-10 | 2023-01-10 | 一种室温低黏度阻燃环氧树脂组合物及其制备方法和应用 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN118325292A true CN118325292A (zh) | 2024-07-12 |
Family
ID=91780855
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202310033139.5A Pending CN118325292A (zh) | 2023-01-10 | 2023-01-10 | 一种室温低黏度阻燃环氧树脂组合物及其制备方法和应用 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN118325292A (zh) |
-
2023
- 2023-01-10 CN CN202310033139.5A patent/CN118325292A/zh active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN111978726B (zh) | 一种热固性树脂组合物及其制备方法和用途 | |
CN110872429A (zh) | 一种液晶高分子聚合物及其与环氧树脂共混的复合材料和制备方法 | |
CN111440417A (zh) | 一种用于低温的增韧环氧树脂体系及其制备方法和应用 | |
CN109836557B (zh) | 一种增韧疏水环氧树脂及其制备方法 | |
CN112852103B (zh) | 一种户外复合绝缘子用柔性环氧组合物 | |
CN111662530A (zh) | 一种预浸料用无卤阻燃的环氧树脂体系及其制备方法 | |
CN118325292A (zh) | 一种室温低黏度阻燃环氧树脂组合物及其制备方法和应用 | |
CN110903604A (zh) | 一种用于功率器件封装的三元树脂组合物 | |
CN103570937A (zh) | 一种酚醛树脂/mc尼龙复合材料及其制备方法 | |
CN112852102B (zh) | 一种户外复合绝缘子用柔性环氧组合物的制备方法 | |
CN116731474A (zh) | 一种耐高温环氧smc树脂组合物及其制备方法 | |
CN113831732B (zh) | 低吸水率高韧性高温尼龙复合材料及其制备方法 | |
CN112063118A (zh) | 一种低密度阻燃环氧smc树脂组合物 | |
CN109943019B (zh) | 一种耐高温、阻燃含二氮杂萘酮结构四官能度环氧树脂及其制备方法 | |
CN112745483A (zh) | 一种环氧树脂固化剂和制备方法、一种环氧树脂组合物及应用 | |
CN118325331A (zh) | 一种高韧性阻燃双马来酰亚胺树脂组合物及其制品和制备方法 | |
CN109836558B (zh) | 环氧树脂及其制备方法、固化剂及其制备方法以及固化后的环氧树脂及其制备方法 | |
CN106146857B (zh) | 端羧基液体氟橡胶增韧改性环氧树脂体系的制备方法 | |
CN118325332A (zh) | 一种低软化点、低黏度双马来酰亚胺树脂组合物及其制备方法和应用 | |
CN117903566A (zh) | 快速固化的无卤阻燃环氧树脂组合物及其制备方法和应用 | |
CN113881188B (zh) | 一种高温高压耐水解的苯并噁嗪树脂组合物及其制品和应用 | |
CN117820848B (zh) | 一种高强耐老化高分子复合材料及其制备方法 | |
CN115651402B (zh) | 一种环氧树脂增韧改性氰酸酯树脂粉末包封料、制备方法和应用 | |
CN113278180B (zh) | 一种高耐温环氧碳纤维绝缘层、模压制件及其制备方法 | |
CN110734546B (zh) | 自修复耐磨材料及其应用 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication |