專利名稱：阻燃環(huán)氧樹脂復(fù)合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種阻燃環(huán)氧樹脂復(fù)合物，該復(fù)合物可以作為灌封材料、粘接劑、涂料、模塑料等環(huán)氧樹脂二次加工產(chǎn)品，應(yīng)用于各類有阻燃環(huán)保要求的領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
環(huán)氧樹脂固化物具有優(yōu)良的電氣絕緣性能及物理力學(xué)性能，廣泛應(yīng)用于電器、電子、機(jī)械工業(yè)等領(lǐng)域。然而其氧指數(shù)只有19. 5左右，屬于易燃性物質(zhì)。近年來，各應(yīng)用領(lǐng)域?qū)ζ淠腿夹蕴岢隽烁叩囊?，并進(jìn)行了廣泛深入的研究。環(huán)氧樹脂固化物的阻燃方法有添加型阻燃化與反應(yīng)型阻燃化兩種。添加型是在環(huán)氧樹脂復(fù)合物中添加各種具有阻燃性能的添加劑，使材料具有阻燃性能。添加型價廉易行， 為當(dāng)前應(yīng)用的主要方法，但是添加的阻燃添加劑一般容易遷移滲出從而影響環(huán)氧樹脂的其他性能，并且添加型使用的阻燃劑大多為鹵素阻燃劑，其阻燃效率較高，但是卻受到環(huán)保要求越來越多的限制。反應(yīng)型是在環(huán)氧樹脂中弓I入阻燃結(jié)構(gòu)，從而使得阻燃物質(zhì)不易遷移，阻燃效果好，對環(huán)氧樹脂固化物其它性能的不利影響較小，目前常用的是在環(huán)氧樹脂中引入鹵素基團(tuán)，如四溴雙酚A環(huán)氧樹脂。自1986年起，鹵系阻燃材料工業(yè)的發(fā)展遇到惡二英(Dioxin)問題的困擾，即鹵系阻燃劑在高溫裂解及燃燒時，產(chǎn)生有毒的多溴二苯并呋喃(PBDF)及多溴代二苯并二惡烷， 這是一類可損害皮膚和內(nèi)臟，并具有促進(jìn)機(jī)體畸形和致癌作用的物質(zhì)。因此，鹵系阻燃高分子材料在歐洲未能獲得綠色環(huán)保標(biāo)志。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于研制一種不含鹵素阻燃劑，甚至不含傳統(tǒng)的磷系或者氮系阻燃劑的添加型阻燃環(huán)氧樹脂復(fù)合物，同時由于該復(fù)合物不含普通的阻燃劑，對復(fù)合物的其它性能不會產(chǎn)生負(fù)面影響。本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的本發(fā)明涉及到的復(fù)合物要達(dá)到阻燃要求，必須要實現(xiàn)上述阻燃混合物的高填充， 由此必須解決高填充狀態(tài)下復(fù)合物的粘度問題才能實現(xiàn)很好的應(yīng)用。一種不含鹵素阻燃劑的阻燃環(huán)氧樹脂復(fù)合物，該復(fù)合物包括(i) 10至35重量％的至少一種有機(jī)環(huán)氧化物，所述有機(jī)環(huán)氧化物官能度至少為 1 ；(ii) 1至20重量％的至少一種環(huán)氧化物硬化劑；(iii)43至82重量％的不含鹵素的阻燃體系，該阻燃體系包括至少一種堿式碳酸鹽和鋁基氫氧化物的混合物。(iv)0至2重量％的功能性助劑。其中有機(jī)環(huán)氧化物選自環(huán)氧烷、烯基氧化物、縮水甘油酯、縮水甘油醚。至少一種有機(jī)環(huán)氧化物的官能度不小于2。
環(huán)氧化物硬化劑選自胺、硼配合物、胍、雙氰胺、酰胼、咪唑、硫醇、六氟銻酸鹽型陽離子固化劑以及上述化合物的改性物。阻燃體系組份包括堿式碳酸鹽和鋁基氫氧化物，如堿式碳酸鋅和氫氧化鋁的混合物。堿式碳酸鹽和鋁基氫氧化物的重量比例為1 5至4 5。功能性助劑包括消泡劑、流平劑、觸變劑等。本發(fā)明為了達(dá)到高的阻燃混合物填充，主要采用了以下幾種方法對阻燃混合物中的堿式碳酸鹽和鋁基氫氧化物進(jìn)行表面處理，以增加其和環(huán)氧樹脂的親和力；對堿式碳酸鹽和鋁基氫氧化物的粒徑進(jìn)行篩選，同時對兩種材料不同粒徑進(jìn)行搭配使用；添加堿式碳酸鹽和鋁基氫氧化物的時候進(jìn)行高剪切混合，以實現(xiàn)對其表面的充分潤濕；選用粘度較低的有機(jī)環(huán)氧化物。本發(fā)明通過在環(huán)氧樹脂體系中添加堿式碳酸鹽和鋁基氫氧化物的混合物，利用兩種混合物在高溫燃燒過程中分解產(chǎn)生二氧化碳和水汽起到隔絕氧氣和降低溫度的作用，從而起到阻燃效果。而且由于整個體系中不含有鹵素阻燃劑或者鹵素基團(tuán)，因此產(chǎn)品環(huán)保性能好，符合環(huán)保要求。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明，但是本發(fā)明不限于以下實施例。實施例一配制阻燃環(huán)氧樹脂復(fù)合物，用于有環(huán)保要求和阻燃要求的電子電器灌封。A組份配制將24g的雙酚F環(huán)氧樹脂(陶氏D. E. R. 354)、5. 9g的叔碳酸縮水甘油酯、0. Ig的消泡劑在高速攪拌下混合均勻，然后再加入30g堿式碳酸鋅和40g氫氧化鋁， 高速攪拌1至池混合均勻使填料表面得到充分潤濕，脫泡后得A組份。B組份配制將96g的聚醚胺D-230和4g的DMP-30混合均勻得B組份。A組份和B組份按照10 1的比例混合，混合物有較好的流動性，在60°C /lh固化固化物阻燃性能達(dá)到UL-94V0級阻燃。該復(fù)合物有較好的電氣性能和機(jī)械性能，可以用在有阻燃要求，同時要求環(huán)保的電子電器灌封領(lǐng)域。實施例二配制阻燃環(huán)氧樹脂涂料，用于有潔凈要求廠房的地面涂裝。A組份配制將IOg的環(huán)氧樹脂E44、15g的環(huán)氧樹脂E54、IOg的丁基縮水甘油醚、 0. Ig的流平劑、0. 05g的消泡劑高速攪拌混合均勻后加入搭配好粒徑的20g堿式碳酸鈉、 44. 85g的氫氧化鋁高速攪拌Ih混合均勻得A組份。B組份配制改性脂環(huán)胺固化劑A組份和B組份按照100 15的比例混合后加入適量的溶劑調(diào)整粘度至適合施工方式的粘度，混合物不含紅磷等阻燃劑，通過加入顏料很容易進(jìn)行顏色調(diào)整，可以適應(yīng)各種顏色要求的地面自流平施工，同時復(fù)合物阻燃性能能達(dá)到UL-94HB級阻燃。實施例三
配制單組份阻燃環(huán)氧樹脂粘接劑。脂環(huán)族環(huán)氧樹脂(武漢新景UVR6110)80g、端羧基丁氰橡膠改性的環(huán)氧樹脂20g 混合均勻后加入六氟銻酸鹽型陽離子固化劑3g、氣相二氧化硅3g，高速攪拌混合均勻，然后加入IOOg的堿式碳酸鋅和120g的氫氧化鋁，控制溫度在40°C以內(nèi)高速攪拌混合均勻，得到具有一定觸變性的單組份膠黏劑。復(fù)合物可以中溫80°C固化，其固化物耐熱性高，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度達(dá)到150°C以上，阻燃性能達(dá)到UL-94V0級。實施例四配置柔性單組份膠黏劑IOOg環(huán)氧樹脂E51加上3g的固化促進(jìn)劑，分散均勻后40°C老化lh，再加入60g的低分子量硫醇固化劑分散均勻，然后加入80g的堿式碳酸鋅和140g的氫氧化鋁，混合分散均勻后于35°C老化1-池，得到低溫80°C固化，25°C適用期大于10天的單組份環(huán)氧樹脂膠黏劑。此膠黏劑韌性好，耐低溫性能優(yōu)異，阻燃達(dá)到UL-94V0級。
權(quán)利要求
1.一種阻燃環(huán)氧樹脂復(fù)合物，其特征在于所述復(fù)合物包括(i)10至35重量％的至少一種有機(jī)環(huán)氧化物，所述有機(jī)環(huán)氧化物官能度至少為1 ；(ii)1至20重量％的至少一種環(huán)氧化物硬化劑；(iii)43至82重量％的不含鹵素的阻燃體系，該阻燃體系包括至少一種堿式碳酸鹽和鋁基氫氧化物的混合物；(iv)0至2重量％的功能性助劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合物，其特征在于所述的有機(jī)環(huán)氧化物選自環(huán)氧烷、烯基氧化物、縮水甘油酯、縮水甘油醚。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述復(fù)合物，其特征在于所述的有機(jī)環(huán)氧化物，其中至少一種有機(jī)環(huán)氧化物的官能度不小于2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述復(fù)合物，其特征在于所述的環(huán)氧化物硬化劑選自胺硼配合物、胍、雙氰胺、酰胼、咪唑、硫醇、六氟銻酸鹽型陽離子固化劑以及上述化合物的改性物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述復(fù)合物，其特征在于所述的阻燃體系組份包括堿式碳酸鋅和氫氧化鋁的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述復(fù)合物，其特征在于所述的堿式碳酸鹽和鋁基氫氧化物的重量比為1 5至4 5。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述復(fù)合物，其特征在于所述堿式碳酸鹽和鋁基氫氧化物先進(jìn)行表面處理，并對堿式碳酸鹽和鋁基氫氧化物采用不同粒徑進(jìn)行搭配使用。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述復(fù)合物，其特征在于所述堿式碳酸鹽和鋁基氫氧化物在添加的時候進(jìn)行高剪切混合。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種不含鹵素阻燃劑甚至不含磷系氮系等常用阻燃劑的阻燃環(huán)氧樹脂復(fù)合物，該復(fù)合物包括(i)10至35重量％的至少一種有機(jī)環(huán)氧化物，其環(huán)氧化物官能度至少為1；(ii)1至20重量％的至少一種環(huán)氧化物硬化劑；(iii)43至82重量％的不含鹵素的阻燃體系，該阻燃體系包括如下混合物至少一種堿式碳酸鹽和鋁基氫氧化物的混合物；(iv)0-2重量％的功能性助劑。本發(fā)明通過在環(huán)氧樹脂體系中添加堿式碳酸鹽和鋁基氫氧化物的混合物，利用兩種混合物在高溫燃燒過程中分解產(chǎn)生二氧化碳和水汽起到隔絕氧氣和降低溫度的作用，從而起到阻燃效果。
文檔編號C09K3/10GK102276791SQ201110190789
公開日2011年12月14日 申請日期2011年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月8日
發(fā)明者黃恒興 申請人:綿陽惠利電子材料有限公司