阻燃型固化剂的研究

 
 
环氧树脂本身是一种热塑性高分子预聚体,单纯 的环氧树脂没有什么使用价值。只有加入固化剂使其 变为三维网状立体结构,才表现出一系列优良特性。
 
固化剂又称为硬化剂,环氧树脂的固化剂包括胺类、 酸酐、高分子预聚体、潜伏型固化剂等多种。通过加 入含阻燃元素的固化剂可以提高环氧树脂材料的阻燃 性能P,7-9]。目前的阻燃固化剂大部分为含氮、磷或
 
 
要的阻燃型固化剂,它同时含磷和氮元素。
 
由于阻燃剂中磷-氮存在协同效应,因此该类化 合物可使材料的阻燃性能有明显提高。表2为磷胺与 非磷胺固化剂固化的E-51环氧树脂体系水平燃烧实 验结果。
表2磷胺与非磷胺固化剂固化的E-51环氧树脂体系水平燃烧实验结果 Tab.2 Testing results of horizontal combustion of E-51 curing with or _without phospham hardeners_
类另1J 二乙烯三胺类
固化体系⑴ DETA/ (E-51〕 DETAPP/ (E-51)
100 gE-51加入固化剂的量/ g 10.5 35.8
固化条件⑶ a b
水平燃烧结果/mm ■ min-1 111—16 □ —40
 
注:il) EETA为二乙烯三膨DETAPP为二乙烯三氨基异丙基鱗酸二乙酯■ (2)固化条件:a-60r/0.5h+120r/2h+150r/lh;
 
b -6 0 r/0.5h+120 r/2 h+15 0 r/1 h+200 r/1 h.
表中结果说明,磷胺固化剂可使树脂体系的阻燃
 
除磷胺外,一 些含氨基的氧化磷 (如左下结构式) 也能提高体系的阻 燃性能。此外,它 也能提高弯曲强度 及剪切强度。
 
Wang Di-Shuang等报道的含磷四元羧酸也是环氧
 
树脂一个很好的阻燃固化剂,结构如下:
 
用其作固化剂时,与其他不含磷固化剂固化的环 氧树脂体系相比,其热重曲线有明显的区别。在600 C时,焦炭质量百分数仍然很大。
 
此外,含氮的固化剂,如-二氨基二苯甲 烧和含二曝环的酚醒树脂也能提高环氧树脂的阻 燃性能。
 
2.3添加非卤阻燃剂制备阻燃环氧树脂体系的研究
 
阻燃剂是用以提高材料抗燃性,即阻止材料被 引燃及抑制火焰传播的助剂。阻燃剂可分为添加型及 反应型两大类,目前使用的阻燃剂85%为添加型。 在环氧树脂体系中添加阻燃剂是一个直接又有效提高 其阻燃性的方法。用于环境友好阻燃环氧树脂覆铜板 的有Al(OH)3、Mg(OH)2和赤磷等无机阻燃剂及磷酸 三甲酯、三苯酯和间甲酚等有机磷阻燃剂D而且通常 是同时使用,发挥其协同作用[5,KU1]。本田信行用环 氧树脂270份,含氮环氧树脂185份,氢氧化铝100 份,磷酸酯60份及2-乙基-4-甲基咪唑0.1份制得环 氧树脂覆铜板,阻燃性能达V-0,并具有很好的剥离 强度和耐热性m。此外,采用Al(OH)3和赤磷还可以 制得低烟密度阻燃环氧树脂体系,配方见表3[2]。
 
表3低烟密度阻燃环氧树脂体系 Tab.3 Fire-proofing EP system with low smoke density
原料 E-44环氧树脂 Al(OH)3 赤磷 氧化锆 三乙烯四安
质量/份 100 50 一 150 15—20 卜3 10
 
3结论与展望
 
环境友好阻燃环氧树脂覆铜板的提出时间很迟, 我国在这方面的研究才刚刚开始。因为,这种覆铜板
的研究开发涉及阻燃科学、电子科学和材料科学等多 种学科,并需要其密切配合。加入WTO以后,我国 的各项法规将逐渐和国际接轨,对阻燃和环境的要求 将越来越高D因此,应该加强环境友好阻燃覆铜板的 研究开发力度。笔者认为要加强如下几方面的工作。 首先,要大力研究开发适于电子工业应用的环境友好 的磷系、氮系和无机阻燃剂,克服目前常见的阻燃剂 氯离子等杂质含量过高,迁移性大,影响电学性能等 缺点。目前通过添加阻燃剂来改变材料的阻燃性,仍 是一个重要而经济有效的方法。其次,开发新型本质 阻燃的环氧树脂,这是解决问题的根本出路,才能克 服采用添加阻燃剂带来的诸如力学、电学性能下降等 问题。但是,成本可能是主要的矛盾。第三,开发并 使用含氮、磷、磷-氮的阻燃固化剂或聚酰亚胺等改 性剂,既可改善覆铜板的阻燃性,又可提高材料的耐 热等性能=
 
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