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环氧树脂复配阻燃剂
| 来源：邵君( 先生，国内国际部经理 ) 发布时间：2017-11-26 22:12:01 |
在现代阻燃剂技术中，环氧树脂复配阻燃剂是重要的一个方面。阻燃剂复配技术包含两方面的含义:一是不同阻燃剂之间的复配问题;二是阻燃剂与不同的基体、不同的塑料助剂之间的配合问题。
一些阻燃剂只适合用于一定的基体树脂，因此，不同的基体树脂要注意选择合适的阻燃剂元素。环氧树脂复配阻燃剂体系兼有多种阻燃剂的特性，不同环氧树脂复配阻燃剂的协同作用为合成材料阻燃开辟了广阔前景。
阻燃剂复配可以在有机类、无机类及它们相互之间进行。其中有机和无机类阻燃剂的复配使用更广泛，如磷硅阻燃剂复配体系，这类复配体系兼有有机阻燃剂的高效和无机阻燃剂的低烟、无毒功能，能有效降低成本和减少无机阻燃剂的用量，改善材料的功能。
具有下述特征之一的阻燃体系，有可能成为具有发展前景的高效阻燃剂:(1)催化阻燃作用;(2)抑制凝聚相的氧化反应;(3)高效气相阻燃作用;(4)形成有效的焦炭层或含其它阻燃元素(如硅、磷等阻燃元素)的焦炭层。磷硅协同阻燃剂具备其中(1)、(2)、(4)三种特征，由此可见磷硅协同阻燃剂是今后阻燃技术发展的重要方向之一。
树脂体系的ＬＯＩ从原来的23.0%上升到28.5%，证明改性后的环氧树脂体系的阻燃性得到较好的改善，环氧树脂中的磷元素通过“酸诱导脱氢反应机理”促进了树脂炭层的生成，在高温区域，环氧树脂中的硅在试样的表面形成二氧化硅保护层，抑制了已生成的炭层的热氧化降解反应，阻止了焦化炭的质量损失。
同样利用溶胶-凝胶法，有学者通过双酚Ａ双缩水甘油醚(ＤＧＥＢＡ)型环氧树脂和四乙氧基硅烷(ＴＥＯＳ)制备了集磷硅为一体的纳米复合环氧树脂，磷硅元素位于杂化材料的交联网络之中，提高了环氧树脂的阻燃性。
燃烧实验表明:在800℃时，纯环氧树脂的成炭率为14.8%，而改性后环氧树脂的成炭率为31%;纯环氧树脂的ＬＯＩ为24%，改性后环氧树脂为32%。值得一提的是这种环氧树脂中由于含有Ｐ-Ｃ和Ｐ-Ｏ键，在热降解过程中，属于较弱的交联，容易受到链的剪切作用而断裂，使得改性环氧树脂在低温和高温时的热稳定性能相差甚异，纯环氧树脂失重10%的温度为399℃，而改性环氧树脂失重10%的温度为313℃，且在400℃之前成炭率也要低于纯树脂。
随着温度的升高，改性环氧树脂显示出越来越佳的热稳定性能。硅氧烷[19]在燃烧过程中生成的白色燃烧残渣二氧化硅与炭化物构成复合无机层起到双重屏障作用，阻隔了可燃性气体与火焰熔融区之间的通道，保护聚合物免受火焰所产生的热辐射。
磷酸三(2-氯丙基)酯(阻燃剂TCPP)为无色至微黄色油状液体，溶于苯、醇、四氯化碳等有机溶剂，不溶于水和脂肪族烃，相对密度1.27-1.31,折光率1.4916(21.5)，粘度58mm2/S，含氯量32.8%，含磷量9.5%，由于分子内同时含有磷氯两种元素，阻燃性能显著，同时还有增塑、防潮、抗静电等作用.磷酸三(2-氯丙基)酯其物化性能类似于TCEP，但对水和碱的反应性能较低.具有优良的阻燃性能和化学稳定性，能提高制品的耐油性、耐水性和阻燃性.
磷酸三(2-氯丙基)酯(阻燃剂TCPP)主要用于软硬聚氨酯泡沫,环氯树酯,聚本乙烯,醋酸纤维素,乙基纤维素树脂和酚醛塑料,及枪式泡沫填缝剂的生产.特别推荐用刚性聚氨酯泡沫中具有优良的热导及水解稳定性,特别适用于ASTM84(II),用于化合物聚氨酯泡沫和不饱和树酯及酚醛塑料在低温时具有低粘性.通常还与三氧二锑配合使用,以提高阻燃效率.
磷酸三(2-氯丙基)酯(阻燃剂TCPP)是用于条状﹑快状泡沫生产中的火焰阻燃剂.它是一种成本低廉的火焰阻燃剂,且具有良好的稳定性.用于阻燃聚氨酯泡沫塑料，不饱和聚酯，液态酚醛树脂，粘合剂等重要的阻燃性增塑剂。也可用在矿用运输带（特别是煤矿）、导风筒、电线电缆、蓬布、壁纸、人造革、卷布滚等。在氰酸醚或聚醚与催化剂的混合物中的储存稳定性甚佳。
Ｈｓｉｕｅ及其合作者利用原位溶胶-凝胶法制备了含磷硅的有机无机纳米杂化环氧树脂材料，杂化环氧树脂的玻璃化温度随着硅含量的增加而升高，磷硅之间的协同效应使得环氧树脂的阻燃性能得到极大的提高，当磷、硅的含量分别为4.35%和15.63%时，材料的ＬＯＩ由未改性前的26.0%提高到处理后的44.5%。
环氧树脂具有许多突出的特性，如较好的热稳定性、绝缘性、粘附性、良好的力学性能、优良的成型工艺性能以及较好的性价比等，广泛应用于电子元器件的粘接、封装以及印制线路板(ＰＷＢｓ)的制作等领域。环氧树脂的传统阻燃方法[8]都是通过添加溴化合物及锑的氧化物，它们都会对环境造成不同的负面影响。
通过对塑料阻燃剂的作用机理的深入研究，开发出许多高效的、新型的阻燃剂。纵观近年来的阻燃剂研究开发与发展状况，可以看出其发展趋势:
①环保化、低毒化。卤系阻燃剂虽然仍将是阻燃剂的主要品种，但由于该类阻燃剂燃烧时会生成有毒及腐蚀性物质，因而无卤阻燃剂及对环境友好的阻燃剂的需求会增长;
②高效化、多功能化。开发高效、多种功能的阻燃剂，不仅能减少阻燃剂对基材机械物理应用性能的影响，同时对于减少污染、降低成本将是有益的;
③纳米化和微胶囊化技术将逐步得到应用;
④复配技术的应用。如何通过复配技术开发出性能优异的新型阻燃剂，是阻燃材料研究的重要课题，也应该是阻燃剂发展非常重要的方向。
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