阻燃疏水环氧树脂的制备与性能研究

来源 :福州大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:wanglt111
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环氧树脂是一类在主链上具有两个及两个以上环氧基团的高分子材料。通常环氧树脂在常温干燥环境下化学性质稳定,只有在胺、酸酐等固化剂作用下才能发生交联反应,生成具有三维交联网络的固化物。环氧树脂具有良好粘结性能、机械性能、绝缘性而被广泛应用于电子封装、高压绝缘部件、交通运输等行业。但是,普通环氧树脂的阻燃性和疏水性较差,限制了其在高性能领域的应用。目前,对环氧树脂的阻燃改性或疏水改性的研究都有报道,但同时进行阻燃与疏水改性的研究报道较少。本文采用有机磷、有机硅制备了同时具有阻燃性与疏水性的环氧树脂,研究成分和性能之间的关系,不仅可以拓展环氧树脂的应用领域,而且具有重要的科学意义和实用价值。采用有机磷(DOPO)和环氧树脂E51为原材料,将DOPO成功键合到E51主链上,同时通过测定环氧当量确定最佳工艺,分别制备了含有10、15、20、25、30份DOPO的含磷环氧树脂(DOPO-EP)。采用甲基四氢苯酐(MeTHPA)固化DOPO-EP,并且对DOPO-EP固化树脂的热稳定性能、阻燃性能、疏水性能、力学性能进行测试。测试结果表明,当DOPO加入量为25份时,树脂的垂直燃烧等级可达到V-0级,但是随着DOPO加入量的增加,树脂的疏水性逐渐降低,表面接触角从初始的85.5°下降到63.5°。为了提高DOPO-EP固化树脂的疏水性,分别采用羟基硅油和环氧硅油对DOPO-EP进行改性。研究发现加入相容剂KH550,能够显著提高硅油与DOPO-EP的相容性。接触角测试结果表明,羟基硅油改性树脂的表面接触角均超过104.6°。环氧硅油改性树脂的表面接触角均超过94.9°。垂直燃烧测试结果发现,羟基硅油和环氧硅油降低了树脂的阻燃性,其中环氧硅油影响相对较小。另外,羟基硅油降低了树脂的力学性能,少量的环氧硅油能够提高树脂的强度和韧性。首先以DOPO和硅烷(VTS)为原料,合成含磷硅烷(DOPO-VTS),然后采用一锅法,将DOPO-VTS接枝到DOPO-EP上,利用DOPO-VTS对DOPO-EP固化树脂进行疏水改性。研究表明,树脂的疏水性随着DOPO-VTS加入量的增加而提高,加入5份DOPO-VTS时,树脂的表面接触角就已经达到92.4°。DOPO-VTS同时能够提高树脂的热稳定性与阻燃性能。但是,由于DOPO-VTS容易发生自聚合反应,导致树脂的力学性能下降。
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