本发明涉及胶黏剂,具体涉及一种含高分子阻燃剂的环氧树脂胶黏剂及其制备方法。
背景技术:
1、环氧树脂是一种应用及其广泛的热固性树脂,具有与各种材料粘结性能优异的特点,因此以环氧树脂为原料制备的胶黏剂素有万能胶之称,在日常生活和工业生产等国民经济的各个领域中均具有重要地位。然而环氧树脂胶黏剂的耐高温性能较差,在高温环境中长期使用可能会出现老化脱胶等现象,使用寿命难以得到保障,同时,传统的环氧树脂结构中不含阻燃元素,因此阻燃性能也较差,在消防问题要求越来越高的背景下,环氧树脂胶黏剂的进一步发展也逐渐受到限制,因此,如何提高环氧树脂胶黏剂的耐高温和阻燃性能,是本领域亟需解决的问题。
2、申请号为cn202210079193.9的发明专利公开了一种无卤阻燃型环氧树脂胶黏剂及其制备方法,采用环氧树脂、环氧氯丙烷、9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物、对苯醌制成了特定的无卤阻燃环氧树脂,再将其与含有端羟基以及通过化学键连接的无机导热粒子的第二改性环氧树脂、含有端异氰酸酯基的无机导热填料进行混合接枝,使制得的环氧树脂胶黏剂具有导热性能佳、阻燃性能好等优点,但是该方案采用的技术方案相对复杂,实际生产存在一定难度。
3、为此,本发明提供了一种高分子阻燃剂,将其与环氧树脂混合,可有效环氧树脂胶黏剂耐高温和阻燃性能差的问题。
技术实现思路
1、(一)解决的技术问题
2、针对现有技术的不足,本发明提供了一种含高分子阻燃剂的环氧树脂胶黏剂及其制备方法,解决了环氧树脂胶黏剂耐高温性能和阻燃性能差的问题。
3、(二)技术方案
4、一种含高分子阻燃剂的环氧树脂胶黏剂,按重量份计,包括以下原料:环氧树脂80-100份、高分子阻燃剂1-3份、无机填料2-4份、固化剂5-15份;
5、所述高分子阻燃剂是通过使用结构中含双环氧取代基的磷酸苯酯衍生物与双端氨基硅氧烷化合物反应制得。
6、优选的,所述环氧树脂为双酚a型环氧树脂。
7、优选的,所述高分子阻燃剂的制备方法具体如下所示:
8、步骤一:将二氯化磷酸苯酯、环氧丙醇和甲苯倒入反应釜中,开启搅拌,混合均匀后,通氮气除氧,再投入催化剂搅拌,开启加热,至反应釜中温度达60-70℃,保温搅拌4-6h,降温,分离出产物,获得中间反应物;
9、步骤二:将中间反应物、1,3-双(3-氨基丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、四氢呋喃倒入反应釜中,搅拌混合均匀,开启搅拌和加热,待体系温度达到50-60℃,在氮气保护下恒温搅拌8-12h后,蒸发溶剂,分离出固体物料,经洗涤和真空干燥处理,获得高分子阻燃剂。
10、该高分子阻燃剂的结构如下所示:
11、
12、该高分子阻燃剂的合成机理为:在催化剂作用下二氯化磷酸苯酯结构中的p-cl可以与环氧丙醇结构中的羟基发生反应,控制原料的摩尔比,可制得结构中含双环氧取代基的磷酸苯酯衍生物,即中间反应物,其结构中的双环氧取代基可以与1,3-双(3-氨基丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷结构中的双取代活性氨基发生开环反应,并不断扩链,形成高分子阻燃剂。
13、优选的,步骤一中,所述二氯化磷酸苯酯与环氧丙醇的摩尔比为1:2。
14、优选的,步骤一中,所述催化剂为三乙胺。
15、优选的,步骤二中,所述中间反应物与1,3-双(3-氨基丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷的摩尔比为1:1。
16、优选的,所述无机填料为云母粉、硅藻土、纳米二氧化硅或者纳米碳酸钙中的任一种。
17、优选的,所述固化剂为四氢苯酐、甲基四氢苯酐、六氢苯酐或者甲基六氢苯酐中的任一种。
18、一种含高分子阻燃剂的环氧树脂胶黏剂的制备方法,包括以下步骤:
19、步骤a:按重量份称取各原料,备用;
20、步骤b:将环氧树脂和高分子阻燃剂倒入搅拌釜中,设置搅拌釜中温度为70-80℃,搅拌速率为500-1000r/min,搅拌1-2h后,待反应釜中温度自然降至室温,形成预混料;
21、步骤c:将无机填料和固化剂投入反应釜中,继续搅拌20-40min后,出料,即可获得环氧树脂胶黏剂。
22、(三)有益的技术效果
23、本发明通过制备高分子阻燃剂,与环氧树脂进行混合,由于高分子阻燃剂结构中含有大量活性羟基,可在酸酐类固化剂作用下,参与环氧树脂的固化过程,从而将高分子阻燃剂通过化学连接的方式,引入环氧树脂结构中,利用高分子阻燃剂中的氮-磷-硅三元协效阻燃元素,可使制备的环氧树脂胶黏剂具有良好的长效阻燃性能。此外,该高分子阻燃剂结构中含有高键能的si-o键,可同时解决环氧树脂胶黏剂耐高温性能较差的问题。
1.一种含高分子阻燃剂的环氧树脂胶黏剂,其特征在于,按重量份计,包括以下原料:环氧树脂80-100份、高分子阻燃剂1-3份、无机填料2-4份、固化剂5-15份;
2.根据权利要求1所述的含高分子阻燃剂的环氧树脂胶黏剂,其特征在于,所述环氧树脂为双酚a型环氧树脂。
3.根据权利要求1所述的含高分子阻燃剂的环氧树脂胶黏剂,其特征在于,所述高分子阻燃剂的制备方法具体如下所示:
4.根据权利要求3所述的含高分子阻燃剂的环氧树脂胶黏剂,其特征在于,步骤一中,所述二氯化磷酸苯酯与环氧丙醇的摩尔比为1:2。
5.根据权利要求3所述的含高分子阻燃剂的环氧树脂胶黏剂,其特征在于,步骤一中,所述催化剂为三乙胺。
6.根据权利要求3所述的含高分子阻燃剂的环氧树脂胶黏剂,其特征在于,步骤二中,所述中间反应物与1,3-双(3-氨基丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷的摩尔比为1:1。
7.根据权利要求1所述的含高分子阻燃剂的环氧树脂胶黏剂,其特征在于,所述无机填料为云母粉、硅藻土、纳米二氧化硅或者纳米碳酸钙中的任一种。
8.根据权利要求1所述的含高分子阻燃剂的环氧树脂胶黏剂,其特征在于,所述固化剂为四氢苯酐、甲基四氢苯酐、六氢苯酐或者甲基六氢苯酐中的任一种。
9.一种如权利要求1所述的含高分子阻燃剂的环氧树脂胶黏剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤: