二乙基次膦酸鋁的合成及阻燃環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料的阻燃機(jī)理研究.pdf

1、無(wú)鹵阻燃劑二烷基次膦酸鋁(AlPi)是德國(guó)克萊恩公司開(kāi)發(fā)的新型有機(jī)磷系阻燃劑，用來(lái)制備高附加值的阻燃聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT)和阻燃聚酰胺(PA)材料，并對(duì)AlPi核心制備技術(shù)申請(qǐng)了大量的專利?；谏鲜?，本文開(kāi)發(fā)了一種自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的AlPi制備技術(shù)，并研究了AlPi及其復(fù)合物阻燃環(huán)氧樹(shù)脂(EP)制備方法和阻燃機(jī)理。詳細(xì)內(nèi)容如下：
　　(1)以次磷酸鈉、乙烯為原料，經(jīng)濃硫酸除鈉后，在乙二醇單甲醚、醋酸甲氧基乙基酯和醋酸體系中，利

2、用自由基加成法合成了二乙基次膦酸，再與硫酸鋁反應(yīng)得到AlPi。采用31P NMR確認(rèn)了單乙基次膦酸和二乙基次膦酸化學(xué)位移分別為32.0~36.6 ppm(d，J=502 Hz，D2O)和56.1 ppm(s，D2O)。采用傅里葉紅外光譜(FT-IR)和固體31P NMR分析了AlPi的結(jié)構(gòu)。熱失重分析證明AlPi失重1％時(shí)的溫度為329℃，失重5%時(shí)的溫度達(dá)到418℃。
　　(2)分別以AlPi、三聚氰胺聚磷酸鹽(MPP)、三聚氰

3、胺氰尿酸鹽(MCA)、聚磷酸銨(APP)作阻燃劑、間苯二胺作固化劑制備了阻燃EP，采用極限氧指數(shù)(LOI)和垂直燃燒實(shí)驗(yàn)評(píng)估了阻燃EP的阻燃性能，結(jié)果表明，如果使阻燃EP達(dá)到UL94 V-0級(jí)，AlPi、MPP和APP添加量分別為7%(質(zhì)量百分比，下同)、14%和15%，MCA添加量達(dá)到30%時(shí)，只能使阻燃EP達(dá)到UL94 V-1級(jí)。AlPi阻燃性能最好。
　　(3) AlPi分別與MPP、MCA和APP按不同質(zhì)量比復(fù)合組成的復(fù)合

4、阻燃劑、間苯二胺作固化劑制備了阻燃EP，采用極限氧指數(shù)(LOI)和垂直燃燒實(shí)驗(yàn)評(píng)估了阻燃EP阻燃性能，結(jié)果表明，AlPi和MPP復(fù)合體系阻燃性能最好，AlPi和MPP質(zhì)量比分別為2:1或1:2時(shí)，添加量分別為6%和7%時(shí)，阻燃EP的阻燃性能達(dá)到UL94 V-0級(jí)，LOI值分別為31.5%和26%。由于AlPi與MPP質(zhì)量比為2:1阻燃EP材料的阻燃性能突出，故在此基礎(chǔ)上，復(fù)配少量的三氧化二鋁(Al2O3)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明AlPi、MPP和

5、Al2O3質(zhì)量比為18:9:1制備阻燃EP時(shí)，添加量為5%，阻燃EP阻燃性能達(dá)到UL94 V-0級(jí)，LOI值為29%。
　　(4)采用熱失重分析(TG)、熱失重分析和紅外聯(lián)用(TG-FR)、錐型量熱分析(CONE)、CONE殘?zhí)考t外分析和X射線光電子能譜分析(XPS)研究了阻燃劑AlPi、MPP、AlPi 與MPP復(fù)合(質(zhì)量比分別為2:1和1:2)以及AlPi與MPP和Al2O3復(fù)合（質(zhì)量比為18:9:1）阻燃/EP的阻