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阻燃(五)耐高温及阻燃4

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2021-02-03 5:10:53 * 浏览: 0
 环氧树脂具有优良的化学稳定性、尺寸稳定性、电绝缘性、耐腐蚀性,可广泛应用于化工、轻工、机械、电子和宇航等各个领域。但是通用环氧树脂的氧指数仅为19.8、属易燃材料,因此开发具有阻燃性且不含卤素的,含磷环氧树脂及其固化体系,是电子化学材料领域中一个重要课题。在环氧树脂分子骨架中磷元素含量超过1%,且配合使用特定的固化剂,就能够使固化体系的阻燃性满足电器产品使用的国际标准UL94V-0级。改善环氧树脂阻燃性能最常用的方法,是加入一定的阻燃剂——使环氧树脂具有难燃性和自熄性。目前阻燃环氧树脂普遍使用的是,反应型阻燃剂四溴双酚A等含卤阻燃剂。自欧盟2003年2月颁布了关于《限制有害物质指令》(RoHS)之后,含溴阻燃剂的使用受到了很大的冲击。同时目前多数无卤阻燃环氧树脂材料,使用的是燃烧时几乎不产生有害气体的磷系阻燃剂。但是磷系阻燃剂在室温下多为液态,发烟量大且本身有毒性,能从废料中泄漏出去;而且磷系阻燃剂在使用过程中,存在着污染保护电子元器件的可能性,会降低环氧塑封料的耐湿性以及可加工性等;红磷类阻燃剂在成型时还会产生红磷分解气体,它们在使用和废弃后都对生态环境和人类环境有不良影响。

表1环氧固化物的TMA和DSC分析

试样编号

引入萘环物质

固化剂

热膨胀系数/℃

吸水率/%

Tg/℃

T10/℃

Tmax/℃

残碳率600℃/%

N2

空气

3#

1-萘酚

DICY

36

0.14

171

332

371

29

40

1-萘酚

PN

43

0.26

182

343

385

21

32

4#

1-萘酚80%

DICY

39

0.15

179

336

377

27

38

2-萘酚20%

1-萘酚60%

DICY

35

0.13

186

339

381

30

41

2-萘酚40%

DGEBA

DICY

59

0.35

136

307

336

8

17


C-SWan等人合成了既耐高温又可阻燃的环氧树脂体系。在主链上引入萘环和阻燃官能团-四溴双酚A或环氧化膦二醇(cyclicphos-phineoxidedio1)制得N4-T和N4-0,DDS固化。实验结果表明,N2氛中N4-T/DDS在800℃的残碳率达41.4%,N4-0/DDS残碳率达37.0%;在空气中,含磷树脂体系800℃残碳率明显比含溴的树脂体系高,最高可达22.2%。阻燃性能测试显示,各种改性后的捌脂LOI值在32~39之间,UL94测试均达到V-O级。

(八)氰酸酯改

1,1-二氯-2,2-二(4-苯氧基)乙烯(双酚C)被用于合成一些不同的聚合物以替代双酚A。这些聚合物包括热塑性化合物,比如聚碳酸酯和聚酯,热固性化合物包括氰酸酯和环氧树脂。由双酚C合成的各种聚合物的热性能、加工性和力学性能都与双酚A相似,但可燃性低,残碳率较高。用可燃性更低的氰酸酯改性双酚C环氧树脂可提高其阻燃性。共混后能提高玻璃化转变温度、力学性能和粘接性能,同时降低成本。RichardN.Walters等人用1,1-二氯-2,2-二(4-酚羟基)乙烯,双酚C,氰酸酯和双酚C环氧树脂反应实验表明,改性后氰酸酯环氧树脂N2氛下900℃残碳率最高可达55.8%。