[发明专利]一种低烟阻燃含有环氧树脂的组合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子领域，涉及一种组合物及其制备方法，特别涉及一种具有优异的浸润性和透过性的低烟阻燃型含有环氧树脂的组合物及其制备方法。

背景技术

环氧树脂(EP)/碳纤维(CF)复合材料是CF增强复合材料的一个重要分支。近年来，随着人们对EP/CF复合材料认识的不断深入，其优异的性能不断凸现，促使其用量不断上升。20世纪70年代以前，EP/CF复合材料被视为昂贵的材料，价格约为玻璃纤维(GF)增强复合材料的10倍，只用于军工、宇航等尖端技术行业。20世纪80年代以后，CF工业和EP工业迅速发展，EP/CF复合技术不断进步，加入到EP中的CF比例不断上升，目前CF的体积分数已可达60%以上，使EP/CF复合材料的质量提高而价格下降，拓宽了其应用领域，进一步促进了EP/CF复合材料的发展。

EP/CF复合材料具有优异的性能，与钢相比，EP/CF复合材料的比强度为钢的4.8-7.2倍，比模量为钢的3.1-4.2倍，疲劳强度约为钢的2.5倍、铝的3.3倍，而且高温性能好，工作温度达400℃时其强度与模量基本保持不变。此外还具有密度和线膨胀系数小、耐腐蚀、抗蠕变、整体性好、抗分层、抗冲击等，在现有结构材料中，其比强度、比模量综合指标最高。在加工成型过程中EP/CF复合材料具有易大面积整体成型、成型稳定等独特的优点。

EP/CF复合材料的特性主要取决于CF、EP及EP与CF之间的粘结特性。其中，EP具有优良的加工性能和力学性能，但只是在固化剂作用下变为交联的体型结构后，才能显示其固有的优良性能，如固化收缩率低，粘结性能优异等。复合材料中EP的主要作用是把CF粘在一起，分配CF间的载荷，保护CF不受环境影响，并改善碳纤维(CF)的浸润性和透过性。但碳纤维(CF)表面平滑，活性官能团少，表面能低，呈现表面化学惰性，与环氧树脂（EP）基体浸润性较差；碳纤维织物密实度较高，使普通的环氧树脂不能对多层碳纤很好的浸透。并且普通的环氧树脂易燃烧，而且燃烧后发烟量大，严重制约了纤维，特别是碳纤维的广泛应用。

CN102080283A公开了一种碳纤维布专用阻燃热融复合纬纱，该阻燃热融复合纬纱为70%的玻璃纤维与30%的阻燃粘胶纤维的合股纱，纱在线均匀浸覆有阻燃热熔树脂，上述含量均为重量百分比。所述阻燃热熔树脂由5%三氧化二锑、10%的十溴联苯醚、0.2%钛酸酯偶联剂与余量的聚酰胺树脂共混加热熔化,搅拌均匀制成,上述含量均为重量百分比。该阻燃热融复合纬纱为织造碳纤维布专用,提高和改善了原单一纤维的缺点不足,使碳纤维的固结作用增强,而且具有阻燃功能。其中，三氧化二锑相比氢氧化铝，成本较高；需要与有机卤化物并用，容易产生卤化氢及卤素氧化物等有害气体，污染环境；只能用于复合纬纱，对多层碳纤维织物浸润性和透过性差，不适用。

CN101916612A公开了一种自熄性碳纤维电缆,包括碳纤维复合芯导线、绝缘层、阻燃包带层和护套层。碳纤维复合芯导线外面包覆绝缘层,绝缘层外面包覆阻燃包带层,阻燃包带层外面包覆护套层。绝缘层为聚醚砜绝缘层,厚度为0.5-1.5mm。护套层采用无卤低烟阻燃聚烯烃材料制成。其中阻燃层的制备包含由聚合物集体和无机物阻燃填料组成的阻燃组合物和脱水剂，无机阻燃填料选用氢氧化镁。其实施是将阻燃组合物从几桶中挤出到包含绝缘层的碳纤维复合芯导线上。该技术方案对于大面积，开放型的碳纤维织物显然是不适用。

CN102277789A公开了一种具有阻燃性的碳纤维电热纸的制备方法。采用重量含植物纸浆97-85%、碳纤维3-15%、碳纤维长度3-10mm组分组成的碳纤维纸，用添加了烷基烯酮二聚物作为施胶剂的氨基磺酸胍盐阻燃液进行浸渍法处理赋予阻燃性。该阻燃性碳纤维电热纸可作为面状发热体安全使用，但其燃烧时烟量较大，有N,S的氧化物气体产生，对环境造成污染。此外，该阻燃成分仅粘合于碳纤维织物表面，一旦表面的防护层损坏或被突破，内部燃烧将会顺利进行。

发明内容

本发明的目的是提供一种低烟阻燃含有环氧树脂的组合物，以克服现有技术存在的阻燃性能和浸润性能差的缺陷。

本发明是通过以下技术方案来实施的，其中所述的份数均为质量份数：

一种低烟阻燃含有环氧树脂的组合物，由树脂组分和固化剂组成。所述的树脂组分由以下质量份数的组分组成：

所述的固化剂由以下质量份数的组分组成： 

组合胺                          88-92份

四甲基胍                        10-20份