[发明专利]一种高强度高韧性阻燃环氧树脂及其制备方法

说明书

本发明公开一种高强度高韧性阻燃环氧树脂及其制备方法，属于高分子材料技术领域，该环氧树脂的组分包括液态环氧树脂、氰酸酯树脂、固体环氧树脂、阻燃剂、增韧剂、固化剂和促进剂。该环氧树脂具有韧性好，阻燃效率高，满足UL94标准中的高阻燃等级，极限氧指数高，同时具有良好的力学性能。

技术领域

本发明涉及一种高强度高韧性阻燃环氧树脂及其制备方法，属于高分子材料技术领域。

背景技术

环氧树脂是一类具有良好粘结、耐腐蚀、绝缘、高强度等性能的热固性高分子合成材料。它已被广泛应用于多种金属与非金属材料的粘结、耐腐蚀涂料、电气绝缘材料、玻璃钢/复合材料等的制造。它在电子、电气、机械制造、化工防腐、航空航天、船舶运输、化学建材、水利发电及其他许多工业领域中起着重要的作用，已成为各工业领域中不可缺少的基础材料。

环氧树脂本身为线型、热塑性的，加入固化剂之后，固化物呈三维网状结构，本质上硬而脆。环氧树脂的断裂能和断裂韧性远低于其他各种塑料，不耐冲击和热冲击。在多种应用场合要求固化树脂具有较高的韧性，仅靠通用双酚A型环氧树脂和固化剂组合，多数情况下无法满足应用要求，因此，有必要使用增韧剂进行增韧处理。目前常用的增韧方法为在环氧树脂中加入橡胶或耐热性热塑性树脂，加入橡胶增韧效果较好，但会对树脂的耐热性和强度带来很大的影响，加入耐热性热塑性树脂虽然不会影响耐热性，但因为高分子量热塑性树脂为固体，如何保证其和环氧树脂的均匀分散是一大难题。

一般来说，环氧树脂是热固性树脂中较易燃的一种，普通型环氧树脂的氧指数仅为19.8 左右，所以必须进行阻燃处理。现有常用的制备具有阻燃性能的环氧树脂的技术途径主要为通过在环氧树脂体系中添加阻燃剂的方式进行改性，比较常用的有两类，一类为含卤阻燃剂，一类为无卤阻燃剂。含卤阻燃剂阻燃效率高，但对制品和环境很不友好，所以目前使用无卤阻燃剂居多。无卤阻燃剂与含卤阻燃剂相比阻燃效率相对偏低，为了达到一定的阻燃性能，需要增加阻燃剂用量，一方面会导致环氧树脂体系的粘度增加，降低树脂的工艺性能，另一方面阻燃剂使用过多，会对复材的凝胶固化产生不利影响。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种高强度高韧性阻燃环氧树脂及其制备方法，该环氧树脂具有韧性好、阻燃效率高，满足UL94标准中的高阻燃等级，极限氧指数高，同时具有良好的力学性能。

本发明的上述目的主要是通过如下技术方案予以实现的：

一种高强度高韧性阻燃环氧树脂，包括以下按照质量份数统计的组分：

进一步地，液态环氧树脂为常用双酚A型环氧树脂E51、E52、E54中的至少一种。

进一步地，氰酸酯树脂为液态酚醛型氰酸酯预聚体。

进一步地，固体环氧树脂为E14、E20、JF45中的至少一种。

进一步地，阻燃剂为高效无卤膨胀型阻燃剂，该阻燃剂由酸源、氮源和碳源组成，其中碳源为聚磷酸铵、焦磷酸二三聚氰胺或聚磷酸三聚氰胺，氮源为氰尿酸三聚氰胺或氰尿酸三聚氰胺，碳源为季戊四醇或三嗪类成炭剂。

进一步地，增韧剂为高分子量热塑性塑料溶解于液态双酚A型环氧树脂中的混合物，其中高分子量热塑性塑料为PEK-C、PES、PEEK中的至少一种。

进一步地，固化剂为二胺类固化剂，主要为间苯二胺、双氰胺或二氨基二苯砜，用量为 3～8质量份；促进剂为取代脲或咪唑，用量为1～3质量份。

一种高强度高韧性阻燃环氧树脂的制备方法，包括以下步骤：

1)按照质量份数称取热塑性塑料5～25份加入到100份的液态双酚A型环氧树脂中，常温搅拌均匀后，升温继续搅拌至粉体全部溶解为止，得到增韧剂；