[发明专利]一种高性能阻燃环氧树脂基复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开一种高性能阻燃环氧树脂基复合材料及其制备方法，属于复合材料技术领域，该环氧树脂基复合材料包括树脂基体和增强纤维，该树脂基体包括液态环氧树脂、固体环氧树脂、阻燃剂、增韧剂、固化剂和促进剂。该环氧树脂基复合材料具有阻燃效率高、力学性能好的效果，满足UL94、EN45545等标准要求中的最高等级阻燃要求，同时具有良好的耐冲击性和抗蠕变性能。

技术领域

本发明涉及一种高性能阻燃环氧树脂基复合材料及其制备方法，属于复合材料技术领域。

背景技术

环氧树脂以其优异的性能和成本低廉等优点，广泛应用于各个领域。环氧树脂已成为国民经济发展中不可缺少的重要材料，其产量和应用水平也能从一个侧面反映一个国家的工业技术的发达程度。近年来新技术行业的不断发展，对环氧树脂的性能和用途提出了更高要求。轨道列车和飞机在运输行业占有举足轻重的地位，世界范围内对轨道列车和飞机的需求逐年增加，同时对它们的运载能力、舒适性能、环保及安全性能均提出了较高的要求。环氧复材具有质量轻、强度高的特点，采用复合材料不仅可以减重，因其具有较好的阻尼性能，还可以起到减震降噪的作用。

列车和飞机作为重要的运输工具，对材料的阻燃性能提出了较高的要求。由于普通环氧树脂的氧指数仅为19.8左右，环氧树脂的易燃性及离火后的持续自燃容易引发火灾，因此十分有必要对环氧树脂进行阻燃处理。

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，本发明提供一种高性能阻燃环氧树脂基复合材料及其制备方法，该复合材料具有阻燃效率高、力学性能好的效果，满足UL94、EN45545等标准要求中的最高等级阻燃要求，同时具有良好的耐冲击性和抗蠕变性能。

本发明的上述目的主要是通过如下技术方案予以实现的：

一种高性能阻燃环氧树脂基复合材料，包括x质量份的树脂基体和(100-x)质量份的增强纤维，30≤x≤50，所述树脂基体包括以下按照质量份数统计的组分：

进一步地，液态环氧树脂为含10～20份的四个官能度的四缩水甘油基二氨基二苯基甲烷，和10～20份的双酚A型环氧树脂E51、E52、E54中的至少一种。

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，其中酸源为聚磷酸铵、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，增韧剂为反应型聚氨酯改性环氧树脂。

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。

进一步地，增强纤维为S-玻璃纤维、碳纤维中的一种。

一种高性能阻燃环氧树脂基复合材料的制备方法，包括以下步骤：

1)按照质量份数称取液态环氧树脂20～40份、增韧剂5～10份、阻燃剂10～30份和固化剂3～8份、促进剂1～3份，在室温下混合均匀，过三辊研磨机两遍，得到混合物；