磷-氮阻燃固化剂的合成及对环氧树脂性能影响

以苯膦酰二氯（PPDC）和间苯二甲胺（MXDA）为原料,合成了一种磷-氮阻燃固化剂（PPMXD）。采用FTIR、1HNMR、ESI-MS、TGA和DSC对该化合物进行了表征。考察了原料物质的量比、溶剂种类及配比、反应温度、反应时间对PPMXD产率的影响。结果表明,PPMXD的最佳合成条件为：反应温度为20℃,反应时间为7 h,n（PPDC）∶n（MXDA）=1.0∶3.5,采用N,N二甲基甲酰胺（DMF）与二氯甲烷体积比为1∶17的混合液作为溶剂,m（溶剂）∶m（PPDC）=12∶1。将PPMXD应用于环氧树脂（E-51）的固化及阻燃,用TGA和SEM对复合材料的热性能及残炭结构进行了表征,通过极限氧指数（LOI）和垂直燃烧（UL-94）实验表征了试样的阻燃性能。当PPMXD添加量为40%（以E-51的质量为基准）时,样品EP2的LOI达到29.0%,可通过UL-94 V-0测试,拉伸强度和冲击强度分别达到42.89 MPa和6.45 k J/m^2。TGA结果显示,PPMXD的加入使EP2最大热失重速率由纯E-51的18.23%/min降低到12.73%/min,800℃时的残炭量由16.12%提高到18.86%。SEM结果表明,环氧树脂燃烧后残炭表面粗糙,发泡明显,PPMXD对环氧树脂表现出了良好的阻燃性能。

磷氮阻燃固化剂PPXSPB的合成

以三氯氧磷和季戊四醇(PER)为原料合成螺环磷酸酯二酰氯(SPDPC),研究各个因素对反应产率的影响,寻找最佳合成工艺路线。之后以SPDPC、对苯二甲胺(PXDA)为原料合成聚-1,3-苯二甲胺季戊四醇双磷酸酯(PPXSPB)。结果表明:SPDPC最佳合成条件为PER 27.23 g、氯苯溶剂400 g、POCl376.64 g、DMAP 1 g,80℃反应8 h;PPXSPB最佳合成条件为SPDPC 59.18 g、PXDA 57.20 g,反应温度75℃,反应时间8 h,m(反应物)∶m(乙腈溶剂)=1∶2。

环氧树脂阻燃固化剂的研究进展

环氧树脂(EP)具有易燃性,限制其应用。研究兼具阻燃与固化的阻燃固化剂提升EP复合体系的阻燃性,具有重要意义。文章综述国内外针对EP阻燃的含磷胺类阻燃固化剂、含磷酸酐类阻燃固化剂、含磷胺和酚羟基类阻燃固化剂和复配型阻燃固化剂的研究进展,通过防火等级UL-94与极限氧指数(LOI)对阻燃固化剂的阻燃性能进行评价,指出以多元素协效阻燃固化剂为主,制备绿色、无毒、高阻燃效率的阻燃固化剂将是未来发展的主要方向。

含磷阻燃固化环氧树脂复合材料的制备及性能研究

以1-氧-4-羟甲基-2,6,7-三氧杂-1-磷杂双环[2.2.2]辛烷(PEPA)和偏苯三甲酸酐(TMA)为原料合成了集阻燃固化功能于一体的化合物PEPA-TMA,并将其作为阻燃固化剂与三聚氰胺氰尿酸(MCA)复配,制备了不同含磷量的阻燃环氧树脂EP/PAPE-TMA/MCA。采用极限氧指数(LOI)和垂直燃烧(UL-94)研究了阻燃树脂的阻燃性能,采用热重分析(TGA)研究了阻燃树脂的热分解过程,用扫描电镜(SEM)观察了阻燃树脂燃烧炭层的形貌。研究结果表明,当含磷质量含量达到2.5%时,阻燃EP/PAPE-TMA/MCA体系的阻燃效果达到最好,LOI值为31.2%,垂直燃烧UL-94通过V-0级,800℃时材料的残炭量达到33.7%。TGA研究表明PEPA-TMA对EP/MCA体系的热起始分解温度没有太大影响,但提高了材料在高温时的热稳定性和成炭性能。通过SEM观察得到炭层密度增加,起到了隔热、隔氧作用,发挥了凝聚相阻燃作用。此外,MCA在燃烧过程中有NH_3等不燃气体逸出,有效地稀释了气相中的氧气浓度,发挥了气相阻燃作用,对材料的阻燃有协同作用。

基于磷杂菲基团阻燃环氧树脂的研究进展

综述了近些年来基于9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)及其衍生物为主的添加型阻燃剂和反应型阻燃固化剂(包括DOPO中P-H键与C=N、C=O、C=C之间的反应)应用于环氧树脂材料中的研究概况,总结了每种体系的性能特点与阻燃机理,并对未来基于磷杂菲基团阻燃环氧树脂的发展进行了展望。

新型高含氮酚醛树脂合成方法

据报道，天津大学发明一种高含氮量酚醛树脂的合成方法，该制备方法工艺新颖、操作简单，制备得到的酚醛树脂含氮量高、不含卤素元素，且可在高温下热熔，是一种可用于环氧树脂固化的环境友好型阻燃性固化剂。