本發(fā)明涉及高分子阻燃復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種蒙脫土/DOPO衍生物協(xié)效阻燃環(huán)氧樹(shù)脂及其制備方法。
背景技術(shù)：
環(huán)氧樹(shù)脂作為一種重要的熱固性材料，具有優(yōu)異的粘接性能，耐磨性能，機(jī)械性能，電絕緣性能，化學(xué)穩(wěn)定性能，耐高低溫性能，產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定，易加工成型和成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于軍事、民用等各方面。但其易燃性限制了它更為廣泛的應(yīng)用，環(huán)氧樹(shù)脂本身可燃，并且會(huì)有帶火焰的熔滴滴下，引燃下面材料。隨著電子、電器產(chǎn)品等對(duì)阻燃性能要求的提高，其阻燃改性研究越來(lái)越受重視。過(guò)去常用的阻燃劑是鹵系阻燃劑，但因會(huì)帶來(lái)環(huán)境污染問(wèn)題，應(yīng)用受到限制。目前環(huán)氧樹(shù)脂阻燃的研究方向是無(wú)鹵阻燃，其中，含磷和含硅阻燃是目前兩個(gè)重要的研究方向，含硅阻燃以添加蒙脫土為代表，蒙脫土(MMT)是最有吸引力的納米無(wú)機(jī)材料，具備納米特性而被廣泛研究，可作為阻燃劑用于阻燃領(lǐng)域，但一般蒙脫土在聚合物中難以充分分散。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于一種蒙脫土/DOPO衍生物協(xié)效阻燃環(huán)氧樹(shù)脂及其制備方法，解決了DOPO衍生阻燃劑單獨(dú)添加時(shí)分解溫度低且對(duì)機(jī)械性能損害大的問(wèn)題，以及蒙脫土單獨(dú)添加時(shí)在環(huán)氧樹(shù)脂中難以分散的問(wèn)題，與單一阻燃劑相比，其可以降低阻燃體系的阻燃劑添加量，在保證阻燃效果的同時(shí)保證材料的力學(xué)性能。
為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：
本發(fā)明提供了一種蒙脫土-DOPO衍生物協(xié)效阻燃環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料，包括以下質(zhì)量份數(shù)的原料：
環(huán)氧樹(shù)脂：100份
固化劑：5～7份
DOPO衍生阻燃劑：1～10份
蒙脫土0.5～10份
所述DOPO衍生阻燃劑具有式I所示結(jié)構(gòu)：
式I中，R7選自氫、C3～C18的雜芳基、C3～C18的取代雜芳基、C6～C18的芳基或C6～C18的取代芳基，所述C3～C18的取代雜芳基由雜芳基芳香環(huán)上的任意氫原子被任意C1～C18的烷基取代得到，所述C6～C18的取代芳基由芳基環(huán)上的任意氫原子獨(dú)立被任意C1-C18的烷基取代得到；
R1和R2獨(dú)立地選自氫、C1～C18的烷基、C3～C18的雜芳基、C6～C18的芳基；
R3、R4、R5和R6獨(dú)立地選自氫、C1～C18的烷基、C3～C18的雜芳基、C6～C18的芳基；
m、n、k和p獨(dú)立地選自0，1，2，3和4。
優(yōu)選的，所述蒙脫土為鈉基蒙脫土、鈣基蒙脫土或有機(jī)蒙脫土。
優(yōu)選的，式I中，所述烷基為飽和烴基；
所述芳基為苯基、奈基、甲基苯基、乙基苯基、丙基苯基、丁基苯基、二甲基苯基、異丙基苯基、異丁基苯基或叔丁基苯基；
所述雜芳基為呋喃基、苯并呋喃基、異苯并呋喃基、吡咯基、吲哚基、異吲哚基或噻吩基。
優(yōu)選的，所述環(huán)氧樹(shù)脂為雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂、雙酚F型環(huán)氧樹(shù)脂和雙酚S型環(huán)氧樹(shù)脂的一種。
優(yōu)選的，所述固化劑為2-乙基-4-甲基咪唑、1-甲基咪唑、2-十一烷基咪唑和2-十七烷基咪唑的一種。
本發(fā)明提供了一種蒙脫土-DOPO衍生物協(xié)效阻燃環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：
(1)將蒙脫土與丙酮混合，得到蒙脫土分散液；
將所述分散液升溫至50～80℃后與環(huán)氧樹(shù)脂混合，得到蒙脫土-環(huán)氧樹(shù)脂分散液；
將所述蒙脫土-環(huán)氧樹(shù)脂分散液升溫至120～200℃后與DOPO衍生物混合，得到蒙脫土-DOPO-環(huán)氧樹(shù)脂分散液；
將所述蒙脫土-DOPO-環(huán)氧樹(shù)脂分散液降溫至50～80℃后與固化劑混合，得到固化劑-環(huán)氧樹(shù)脂阻燃混合液；
(2)將所述步驟(1)得到的固化劑-環(huán)氧樹(shù)脂阻燃混合液進(jìn)行抽真空處理，待真空度達(dá)到-0.01～0.09MPa時(shí)，保持15～45min；
(3)將所述步驟(2)抽真空處理后的混合料液進(jìn)行預(yù)固化和再固化，得到蒙脫土/DOPO衍生物協(xié)效阻燃環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料。
優(yōu)選的，所述預(yù)固化的溫度為70～80℃，所述預(yù)固化的時(shí)間為1～2h。
優(yōu)選的，所述再固化的溫度為140～150℃，所述再固化的時(shí)間為1～2h。
有益技術(shù)效果：本發(fā)明提供了一種蒙脫土-DOPO衍生物復(fù)合阻燃劑協(xié)效阻燃環(huán)氧樹(shù)脂，原料包括蒙脫土和具有式I所示結(jié)構(gòu)的DOPO衍生阻燃劑，DOPO衍生阻燃劑進(jìn)入到蒙脫土的片層中使得蒙脫土的層間距增大，解決了蒙脫土單獨(dú)添加時(shí)在環(huán)氧樹(shù)脂中難以分散的問(wèn)題以及DOPO衍生阻燃劑單獨(dú)添加時(shí)分解溫度低且對(duì)機(jī)械性能損害大的問(wèn)題。與單一阻燃劑相比，蒙脫土和DOPO衍生阻燃劑復(fù)配可以降低阻燃體系的阻燃劑添加量，在保證阻燃效果的同時(shí)保證得到的阻燃環(huán)氧樹(shù)脂的力學(xué)性能和穩(wěn)定性等，且蒙脫土在環(huán)氧樹(shù)脂中分散較好，可用作電路板材等。
本發(fā)明還提供了一種蒙脫土-DOPO衍生物復(fù)合阻燃劑協(xié)效阻燃環(huán)氧樹(shù)脂的制備方法，該方法簡(jiǎn)單易行，材料來(lái)源廣泛，成本低廉，使用效果好。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明提供了一種蒙脫土-DOPO衍生物協(xié)效阻燃環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料，包括以下質(zhì)量份數(shù)的原料：
環(huán)氧樹(shù)脂：100份
固化劑：5～7份
DOPO衍生阻燃劑：1～10份
蒙脫土0.5～10份
所述DOPO衍生阻燃劑具有式I所示結(jié)構(gòu)：
式I中，R7任選自氫、C3～C18的雜芳基、C3～C18的取代雜芳基、C6～C18的芳基或C6～C18的取代芳基，所述C3～C18的取代雜芳基由雜芳基芳香環(huán)上的任意氫原子被任意C1～C18的烷基取代得到，所述C6～C18的取代芳基由芳基環(huán)上的任意氫原子獨(dú)立被任意C1-C18的烷基取代得到；
R1和R2獨(dú)立地選自氫、C1～C18的烷基、C3～C18的雜芳基、C6～C18的芳基；
R3、R4、R5和R6獨(dú)立地選自氫、C1～C18的烷基、C3～C18的雜芳基、C6～C18的芳基；
m、n、k和p獨(dú)立地選自0，1，2，3和4。
以環(huán)氧樹(shù)脂的重量為基準(zhǔn)，在本發(fā)明中，所述環(huán)氧樹(shù)脂為100份。在本發(fā)明中，所述環(huán)氧樹(shù)脂優(yōu)選為雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂、雙酚F型環(huán)氧樹(shù)脂、雙酚S型環(huán)氧樹(shù)脂或線性酚醛型環(huán)氧樹(shù)脂，更優(yōu)選為雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂和雙酚F型環(huán)氧樹(shù)脂。
具體的，在本發(fā)明，所述雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂優(yōu)選具有式II結(jié)構(gòu)：
式II中，n為1。
在本發(fā)明中，所述雙酚F型環(huán)氧樹(shù)脂優(yōu)選具有式III所示結(jié)構(gòu)：
式III中，n為1。
在本發(fā)明中，所述環(huán)氧樹(shù)脂為市場(chǎng)購(gòu)置，生產(chǎn)廠家為萊州市百辰絕緣材料有限公司。
本發(fā)明提供的環(huán)氧樹(shù)脂阻燃材料包括1～10重量份的DOPO衍生阻燃劑，優(yōu)選為3～8份。在本發(fā)明中，所述DOPO衍生阻燃劑為式I所示結(jié)構(gòu)的化合物，其中，式I中R7任選自氫、C3～C18的雜芳基或C6～C18的芳基，優(yōu)選為氫、C6～C12的雜芳基、C6～C12的芳基；
R1和R2獨(dú)立地選自氫、C1～C18的烷基、C3～C18的雜芳基、C6～C18的芳基；
R3，R4，R5和R6獨(dú)立地選自氫、C1～C18的烷基、C3～C18的雜芳基、C6～C18的芳基；
所述R1～R6中的C1～C18的烷基獨(dú)立地優(yōu)選為飽和烴基，更優(yōu)選為甲基、乙基、丙基、丁基；異丙基、叔丁基、異丁基、戊基或己基；
所述芳基優(yōu)選為苯基、奈基、甲基苯基、乙基苯基、丙基苯基、丁基苯基、二甲基苯基、異丙基苯基、異丁基苯基或叔丁基苯基，更優(yōu)選為苯基、奈基、甲基苯基；
所述雜芳基優(yōu)選為呋喃基、苯并呋喃基、異苯并呋喃基、吡咯基、吲哚基、異吲哚基或噻吩基，更優(yōu)選為呋喃基、苯并呋喃基。
m，n，k和p獨(dú)立地任自0，1，2，3，4；優(yōu)選地m＝n＝k＝p＝0。
具體的，在本發(fā)明中，所述DOPO衍生阻燃劑優(yōu)選具有式IV或式V所示結(jié)構(gòu)：
具體的，對(duì)于DOPO衍生阻燃劑，具有式IV所述結(jié)構(gòu)的化合物是通過(guò)DOPO與苯乙酮反應(yīng)合成得到；優(yōu)選具體包括以下步驟：
將DOPO、苯乙酮和二甲苯混合加熱，得到DOPO-苯乙酮混合溶液；
將所述DOPO-苯乙酮混合溶液與三氯氧磷混合，得到溶解三氯氧磷的混合液；
將所述溶解有三氯氧磷的混合液冷卻后與異丙醇混合，回流反應(yīng)、冷卻靜置后析出固產(chǎn)物體；
將所述固體產(chǎn)物抽濾、洗滌和干燥，得到具有式IV所示結(jié)構(gòu)的化合物。
本發(fā)明將DOPO、苯乙酮和二甲苯混合加熱得加熱后的混合液，具體的本發(fā)明優(yōu)選將DOPO、苯乙酮和二甲苯混合后在氮?dú)獗Ｗo(hù)下進(jìn)行混合，所述混合液的加熱溫度為150～160℃，優(yōu)選為154℃。
本發(fā)明將加熱后的混合液與三氯氧磷混合得到溶解三氯氧磷的混合液，具體的本發(fā)明優(yōu)選為將三氯氧磷滴加到加熱后的混合液中，所述滴加速度優(yōu)選為1.21g/h；混合完成后，優(yōu)選保溫30min，得到溶解三氯氧磷的混合液。
本發(fā)明將溶解三氯氧磷的混合液將溶解三氯氧磷的混合液冷卻后與異丙醇混合，攪拌回流、再次冷卻后靜置后析出固體。本發(fā)明優(yōu)選為將異丙醇加入到溶解三氯氧磷的混合液；所述冷卻溫度優(yōu)選為30℃；所述再次冷卻溫度優(yōu)選為25℃；所述靜置時(shí)間優(yōu)選為1h。
本發(fā)明將固體產(chǎn)物抽濾、洗滌、干燥得終產(chǎn)物。本發(fā)明對(duì)抽濾方法沒(méi)有特殊要求，選用本領(lǐng)域常規(guī)方法就進(jìn)行抽濾；本發(fā)明洗滌方式優(yōu)選為先用少量異丙醇洗滌，再用適量去離子水洗滌三次；本發(fā)明對(duì)干燥方法沒(méi)有特殊要求，選用本領(lǐng)域常規(guī)干燥方法進(jìn)行干燥，所述干燥溫度優(yōu)選為110℃，干燥時(shí)間優(yōu)選為13h。
所述具有式V所述結(jié)構(gòu)的化合物是通過(guò)DOPO與乙二醇反應(yīng)合成得到的，優(yōu)選具體包括以下步驟：
將DOPO、乙二醇、和碘化鈉混合后進(jìn)行加熱得到DOPO-乙二醇混合液；
將DOPO-乙二醇混合液與對(duì)二甲苯混合得到溶有對(duì)二甲苯的混合液；
將溶有對(duì)二甲苯的混合液過(guò)濾得濾液，將濾液進(jìn)行洗滌、烘干得終產(chǎn)物白色固體，即具有式IV所示結(jié)構(gòu)的化合物。
具體的本發(fā)明將DOPO、乙二醇、和碘化鈉混合后進(jìn)行加熱得到加熱后的混合液。本發(fā)明優(yōu)選為將DOPO、乙二醇、和碘化鈉加入到配有Dean-Stark分離器、加料漏斗、熱電偶和氮?dú)馊肟诤统隹诘娜i反應(yīng)燒瓶中在氮?dú)鈼l件下進(jìn)行混合；本發(fā)明優(yōu)選為先加入DOPO，再加入乙二醇和碘化鈉；本發(fā)明所述的加熱后混合液的溫度優(yōu)選為190～200℃。
本發(fā)明將加熱后的混合液與對(duì)二甲苯混合得到加入對(duì)二甲苯后的混合液。本發(fā)明優(yōu)選為將對(duì)二甲苯滴加到加熱后的混合液中，所述滴加速度為0.36g/min,滴加完成后再將回流的對(duì)二甲苯倒回到加料漏斗中循環(huán)滴加，循環(huán)次數(shù)優(yōu)選為3次；在滴加二甲苯過(guò)程中再加少部分乙二醇補(bǔ)償損失。
本發(fā)明將加入對(duì)二甲苯后的混合液過(guò)濾得濾液，將濾液進(jìn)行洗滌、烘干得白色固體。本發(fā)明對(duì)過(guò)濾方法沒(méi)有特殊限制，采用本領(lǐng)域常規(guī)過(guò)濾方法；本發(fā)明洗滌方法優(yōu)選采用丙酮對(duì)過(guò)濾漿進(jìn)行洗滌；本發(fā)明對(duì)烘干方法沒(méi)有特殊限制，采用本領(lǐng)域常規(guī)烘干方法，烘干溫度優(yōu)選為110℃，烘干時(shí)間優(yōu)選為12h。
本發(fā)明提供的阻燃環(huán)氧樹(shù)脂材料包括0.5～10重量份的蒙脫土，優(yōu)選為3～8份，更優(yōu)選為5～7份，在本發(fā)明中，所述蒙脫土優(yōu)選為鈉基蒙脫土、鈣基蒙脫土或有機(jī)蒙脫土，更優(yōu)選為鈉基蒙脫土。蒙脫土市場(chǎng)購(gòu)置，生產(chǎn)廠家為浙江豐虹黏土有限公司。
本發(fā)明提供的阻燃環(huán)氧樹(shù)脂材料包括5～7重量份的固化劑，優(yōu)選為6份。在本發(fā)明中，所述固化劑優(yōu)選為2-乙基-4-甲基咪唑、1-甲基咪唑、2-十一烷基咪唑或2-十七烷基咪唑。本發(fā)明對(duì)所述固化劑的來(lái)源沒(méi)有特殊的限制，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的上述固化劑的市售商品即可；具體的可采用天津威一化工科技有限公司生產(chǎn)的上述固化劑。
本發(fā)明還提供了一種上述技術(shù)方案所述蒙脫土-DOPO衍生物協(xié)效阻燃環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：
(1)將蒙脫土與丙酮混合，得到蒙脫土分散液；
將所述分散液升溫至50～80℃后與環(huán)氧樹(shù)脂混合，得到蒙脫土-環(huán)氧樹(shù)脂分散液；
將所述蒙脫土-環(huán)氧樹(shù)脂分散液升溫至120～200℃后與DOPO衍生物混合，得到蒙脫土-DOPO-環(huán)氧樹(shù)脂分散液；
將所述蒙脫土-DOPO-環(huán)氧樹(shù)脂分散液降溫至50～80℃后與固化劑混合，得到固化劑-環(huán)氧樹(shù)脂阻燃混合液；
(2)將所述步驟(1)得到的固化劑-環(huán)氧樹(shù)脂阻燃混合液進(jìn)行抽真空處理，待真空度達(dá)到-0.01～0.09MPa時(shí)，保持15～45min；
(3)將所述步驟(2)抽真空處理后的混合料液進(jìn)行預(yù)固化和再固化，得到蒙脫土/DOPO衍生物協(xié)效阻燃環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料。
本發(fā)明將蒙脫土與丙酮混合，得到蒙脫土分散液。在本發(fā)明中優(yōu)選將蒙脫土加入到丙酮中，對(duì)得到的混合體系在攪拌的條件下進(jìn)行超聲處理，得到蒙脫土分散液；所述超聲功率優(yōu)選為80～100W，更優(yōu)選為85～95W，所述超聲頻率優(yōu)選為80～100kHZ，更優(yōu)選為85～95HZ；所述機(jī)械攪拌的轉(zhuǎn)速優(yōu)選為70～90rpm，更優(yōu)選為75～85rpm，所述機(jī)械攪拌時(shí)間優(yōu)選為0.3～0.8h，更優(yōu)選為0.5～0.7h；所述丙酮與蒙脫土的用量比為80～120ml：1g。
得到蒙脫土分散液后，本發(fā)明將所述蒙脫土分散液升溫后與環(huán)氧樹(shù)脂混合，得到蒙脫土-環(huán)氧樹(shù)脂分散液。在本發(fā)明中優(yōu)選將蒙脫土分散液加入到環(huán)氧樹(shù)脂中，對(duì)得到的混合體系在攪拌的條件下進(jìn)行超聲處理，得到蒙脫土-環(huán)氧樹(shù)脂分散液。所述升溫后溫度優(yōu)選為50～80℃，更優(yōu)選為60～70℃；所述超聲功率優(yōu)選為80～100W，更優(yōu)選為85～95W，所述超聲頻率優(yōu)選為80～100kHz，更優(yōu)選為85～95Hz；所述機(jī)械攪拌的轉(zhuǎn)速優(yōu)選為70～90rpm，更優(yōu)選為75～85rpm；所述機(jī)械攪拌時(shí)間優(yōu)選為0.3～0.8h，更優(yōu)選為0.5～0.7h。本發(fā)明對(duì)升溫方法沒(méi)有特殊限制，采用本領(lǐng)域常規(guī)升溫方法，在本發(fā)明中優(yōu)選采用油浴鍋進(jìn)行升溫。
得到蒙脫土-環(huán)氧樹(shù)脂分散液后，本發(fā)明將所述蒙脫土-環(huán)氧樹(shù)脂分散液升溫后與DOPO衍生物混合，得到蒙脫土-DOPO-環(huán)氧樹(shù)脂分散液。本發(fā)明中優(yōu)選將DOPO衍生物加入到升溫后的蒙脫土-環(huán)氧樹(shù)脂分散液中，機(jī)械攪拌，得蒙脫土-DOPO-環(huán)氧樹(shù)脂分散液。所述升溫后溫度優(yōu)選為120～200℃，更優(yōu)選為130～150℃；所述機(jī)械攪拌的轉(zhuǎn)速優(yōu)選為70～90rpm，更優(yōu)選為75～85rpm；所述機(jī)械攪拌時(shí)間優(yōu)選為0.3～0.8h，更優(yōu)選為0.5～0.7h。本發(fā)明對(duì)升溫方法沒(méi)有特殊限制，采用本領(lǐng)域常規(guī)升溫方法，本發(fā)明優(yōu)選采用油浴鍋進(jìn)行升溫。
得到蒙脫土-DOPO-環(huán)氧樹(shù)脂分散液后，本發(fā)明將所述蒙脫土-DOPO-環(huán)氧樹(shù)脂分散液降溫后與固化劑混合，得到固化劑-環(huán)氧樹(shù)脂阻燃混合液。本發(fā)明優(yōu)選將固化劑加入到蒙脫土-DOPO-環(huán)氧樹(shù)脂分散液中，機(jī)械攪拌得固化劑-環(huán)氧樹(shù)脂阻燃混合液。所述降溫后溫度為50～80℃，更優(yōu)選為60～70℃；所述機(jī)械攪拌的轉(zhuǎn)速優(yōu)選為80～120rmp，更優(yōu)選為90～110rmp；所述機(jī)械攪拌的時(shí)間優(yōu)選為0.3～0.8h，更優(yōu)選為0.5～0.7h。本發(fā)明對(duì)降溫方法沒(méi)有特殊限制，優(yōu)選關(guān)閉油浴鍋電源對(duì)混合液自然降溫。
得到固化劑-環(huán)氧樹(shù)脂阻燃混合液后，本發(fā)明將所述固化劑-環(huán)氧樹(shù)脂阻燃混合液進(jìn)行抽真空處理，待真空度達(dá)到-0.01～0.09MPa時(shí)，保持15～45min。在本發(fā)明中所述真空度優(yōu)選為0～0.05MPa，保持時(shí)間優(yōu)選為20～35min；所述真空處理的溫度優(yōu)選為0～60℃，更優(yōu)選為50℃。在本發(fā)明中對(duì)所述真空處理的設(shè)備沒(méi)有特殊的限制，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的真空干燥箱即可。
所述抽真空保溫后，本發(fā)明將所述抽真空處理后的混合料液進(jìn)行預(yù)固化和再固化，得到蒙脫土/DOPO衍生物協(xié)效阻燃環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料。在本發(fā)明中所述預(yù)固化溫度優(yōu)選為60～90℃，更優(yōu)選為70～80℃；所述預(yù)固化時(shí)間為1～3h，更優(yōu)選為1.5～2.5h；預(yù)固化和再固化之間有沒(méi)有時(shí)間間隔，對(duì)預(yù)固化的溫度升溫至再固化的溫度的升溫速率沒(méi)有特殊要求，采用本領(lǐng)域的常規(guī)升溫速率即可。所述再固化的溫度優(yōu)選為130～160℃，更優(yōu)選為140～150℃，所述再固化時(shí)間優(yōu)選為1～3h，更優(yōu)選為1～2h。具體的在本發(fā)明中，將真空處理后的固化劑-環(huán)氧樹(shù)脂阻燃混合液澆注于鋼磨具中依次進(jìn)行預(yù)固化和再固化，在本發(fā)明中，所述預(yù)固化和再固化優(yōu)選在恒溫干燥箱中進(jìn)行。
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的一種蒙脫土/DOPO衍生物協(xié)效阻燃環(huán)氧樹(shù)脂及其制備方法進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明，但是不能把它們理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。
對(duì)比例1
取100份具有式II結(jié)構(gòu)的環(huán)氧樹(shù)脂放入燒杯中，水浴升溫至50℃，加入6份2-乙基-4-甲基咪唑(EMI-24)的固化劑，機(jī)械攪拌0.5h，轉(zhuǎn)速為70rpm，待混合均勻后，移至真空干燥箱中保溫50℃，進(jìn)行抽真空脫氣泡0.5h后，澆注于鋼模具中。再移入恒溫干燥箱中80℃預(yù)固化1h，升溫至140℃再固化1h，得到純EP固化物。
對(duì)比例2
取100份具有式II結(jié)構(gòu)的環(huán)氧樹(shù)脂放入燒杯中，將其放置于油浴鍋中緩慢升溫至130℃，稱(chēng)20份具有式IV結(jié)構(gòu)的粒徑為0.2μm的DOPO衍生阻燃劑加入到環(huán)氧樹(shù)脂中，機(jī)械攪拌0.5h，轉(zhuǎn)速為60rpm，關(guān)閉油浴鍋加熱電源，繼續(xù)攪拌，待體系溫度冷卻至50℃以下后，加入6份EMI-24固化劑，進(jìn)行固化，機(jī)械攪拌0.5～1h，轉(zhuǎn)速為60～100rpm，待混合均勻后，移至真空干燥箱中保溫50℃，并進(jìn)行抽真空脫氣泡0.5～1h后，澆注于鋼模具中。再移入恒溫干燥箱中70℃預(yù)固化1h，升溫至135℃再固化1h，得到無(wú)鹵環(huán)氧樹(shù)脂阻燃材料。
對(duì)比例3
稱(chēng)取納基蒙脫土1份，將其分散在丙酮溶液中(1g納基蒙脫土/100ml丙酮)超聲，同時(shí)機(jī)械攪拌0.5h，轉(zhuǎn)速為80rpm，待分散均勻后加入到100份環(huán)氧樹(shù)脂中，升溫至70℃進(jìn)行超聲，同時(shí)機(jī)械攪拌1h后，轉(zhuǎn)速為100rpm，再移至油浴鍋中升溫至130℃，攪拌3h，轉(zhuǎn)速為50rpm。待體系溫度冷卻至50℃后，加入6份2-乙基-4-甲基咪唑(EMI-24)固化劑進(jìn)行固化，機(jī)械攪拌0.5h，轉(zhuǎn)速為100rpm，移至真空干燥箱中保溫50℃，進(jìn)行抽真空脫氣泡0.5h后，澆注于鋼模具中。再移入恒溫干燥箱中70℃預(yù)固化1h，升溫至140℃再固化1.5h，得到蒙脫土/環(huán)氧樹(shù)脂阻燃復(fù)合材料。
實(shí)施例1
稱(chēng)取納基蒙脫土0.5份，將其分散在丙酮溶液中(1g鈉基蒙脫土/80ml丙酮)超聲，同時(shí)機(jī)械攪拌0.5h，轉(zhuǎn)速為80rpm，待分散均勻后加入到100份具有式II結(jié)構(gòu)的環(huán)氧樹(shù)脂中，升溫至70℃進(jìn)行超聲，同時(shí)機(jī)械攪拌1h后，轉(zhuǎn)速為100rpm，再移至油浴鍋中升溫至130℃，攪拌3h，轉(zhuǎn)速為50rpm。再稱(chēng)取0.5份具有式IV結(jié)構(gòu)的DOPO衍生物加入到分散好的蒙脫土-環(huán)氧樹(shù)脂中，機(jī)械攪拌30min，關(guān)閉油浴鍋電源，繼續(xù)攪拌，待體系溫度冷卻至50℃后，加入6份2-乙基-4-甲基咪唑(EMI-24)固化劑進(jìn)行固化，機(jī)械攪拌0.5h，轉(zhuǎn)速為100rpm，移至真空干燥箱中保溫50℃，進(jìn)行抽真空脫氣泡0.5h后，澆注于鋼模具中。再移入恒溫干燥箱中70℃預(yù)固化1h，升溫至140℃再固化1.5h。
實(shí)施例2
稱(chēng)取納基蒙脫土0.25份，將其分散在丙酮溶液中(1g鈉基蒙脫土/120ml丙酮)超聲，同時(shí)機(jī)械攪拌0.5h，轉(zhuǎn)速為80rpm，待分散均勻后加入到100份具有式II結(jié)構(gòu)的環(huán)氧樹(shù)脂中，升溫至70℃進(jìn)行超聲，同時(shí)機(jī)械攪拌1h后，轉(zhuǎn)速為100rpm，再移至油浴鍋中升溫至130℃，攪拌3h，轉(zhuǎn)速為50rpm。再稱(chēng)取0.25份具有式IV結(jié)構(gòu)的DOPO衍生物加入到分散好的蒙脫土-環(huán)氧樹(shù)脂中，機(jī)械攪拌30min，關(guān)閉油浴鍋電源，繼續(xù)攪拌，待體系溫度冷卻至50℃后，加入6份2-乙基-4-甲基咪唑(EMI-24)固化劑進(jìn)行固化，機(jī)械攪拌0.5h，轉(zhuǎn)速為100rpm，移至真空干燥箱中保溫50℃，進(jìn)行抽真空脫氣泡0.5h后，澆注于鋼模具中。再移入恒溫干燥箱中70℃預(yù)固化1h，升溫至140℃再固化1.5h。
實(shí)施例3
稱(chēng)取納基蒙脫土5份，將其分散在丙酮溶液中(1g鈉基蒙脫土/100ml丙酮)超聲，同時(shí)機(jī)械攪拌0.5h，轉(zhuǎn)速為80rpm，待分散均勻后加入到100份具有式II結(jié)構(gòu)的環(huán)氧樹(shù)脂中，升溫至70℃進(jìn)行超聲，同時(shí)機(jī)械攪拌1h后，轉(zhuǎn)速為100rpm，再移至油浴鍋中升溫至130℃，攪拌3h，轉(zhuǎn)速為50rpm。再稱(chēng)取5份具有式IV結(jié)構(gòu)的DOPO衍生物加入到分散好的蒙脫土-環(huán)氧樹(shù)脂中，機(jī)械攪拌30min，關(guān)閉油浴鍋電源，繼續(xù)攪拌，待體系溫度冷卻至50℃后，加入6份2-乙基-4-甲基咪唑(EMI-24)固化劑進(jìn)行固化，機(jī)械攪拌0.5h，轉(zhuǎn)速為100rpm，移至真空干燥箱中保溫50℃，進(jìn)行抽真空脫氣泡0.5h后，澆注于鋼模具中。再移入恒溫干燥箱中70℃預(yù)固化1h，升溫至140℃再固化1.5h。
表1為不同添加量阻燃劑/環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料的阻燃及力學(xué)性能。從表中可看出，對(duì)于純環(huán)氧樹(shù)脂，無(wú)阻燃級(jí)別，拉伸強(qiáng)度為43.8MPa，氧指數(shù)為21.8％；單獨(dú)加入DOPO衍生物的環(huán)氧樹(shù)脂拉伸強(qiáng)度為38.5％，氧指數(shù)為，28.3％；單獨(dú)加入蒙脫土的環(huán)氧樹(shù)脂拉伸強(qiáng)度為44.7MPa，氧指數(shù)為22.4％。同時(shí)，當(dāng)蒙脫土、DOPO衍生物添加量分別為2.5份時(shí)，氧指數(shù)為29.1％，比純環(huán)氧樹(shù)脂提高了33.5％，力學(xué)性能及熱穩(wěn)定性較純環(huán)氧樹(shù)脂有所提高，阻燃級(jí)別為UL-94V0級(jí)；蒙脫土、DOPO衍生物添加量各為5份時(shí)，阻燃效果比純環(huán)氧樹(shù)脂、蒙脫土/環(huán)氧樹(shù)脂、DOPO衍生阻燃劑/EP要好，阻燃級(jí)別為UL-94V0級(jí)，氧指數(shù)為33.0％，且其拉伸強(qiáng)度相比純環(huán)氧樹(shù)脂提高了12.6％。說(shuō)明蒙脫土與DOPO衍生物協(xié)效阻燃環(huán)氧樹(shù)脂材料效果較好，且保證了復(fù)合材料的機(jī)械及熱穩(wěn)定性能。
表1不同添加量阻燃劑/環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料的阻燃、熱穩(wěn)定及機(jī)械性能
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。