腰果酚基阻燃剂制备及对环氧树脂的阻燃抑烟效果

为有效改善环氧树脂(EP)的阻燃性能,首先以腰果酚、三聚氰氯、3-氯过氧苯甲酸、9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物为原料通过脱氯化氢、环氧化、开环加成反应制得了含磷杂菲结构的改性腰果酚基阻燃剂。使用傅里叶变换红外光谱对合成的阻燃剂表征,确定其化学结构。随后,加入一定量的4,4'-二氨基二苯基甲烷对EP进行固化。采用热重分析仪、锥形量热测试仪、极限氧指数(LOI)、水平垂直燃烧、扫描电子显微镜(SEM)等手段测试了EP的阻燃性能。结果表明,当加入质量分数为5%的阻燃剂时,EP在800°C热重测试中的残炭率从2.2%提升至19.8%。其LOI值从无添加时的23.7%提升到32.8%。锥形量热仪测得燃烧过程中的热释放率峰值、总热释放量、烟雾释放率和总烟雾释放量分别下降了34.9%,25.1%,22.2%,32.3%。水平垂直燃烧试验证明加入阻燃剂后,EP的阻燃等级从无等级提升至V-0级。利用SEM对燃烧后的残炭表层分析后发现,阻燃剂的加入会使EP在燃烧过程中表面形成一层致密的炭层以阻止燃烧。以上测试充分说明合成的腰果酚基阻燃剂对EP有着优异的阻燃和抑烟效果。同时在电子万能试验机上的力学性能测试表明,阻燃剂的加入对EP力学性能影响较小,不影响其在多领域的使用。