【摘要】：環(huán)氧樹脂具有良好的絕緣性,高強度,防潮性,化學穩(wěn)定性,電學性能,耐腐蝕性,機械加工性能以及對其他物質表面良好的黏結性等特性,這使它在層壓板表面涂料、粘合劑、涂料、密封劑和用電設備的絕緣材料等工業(yè)領域中得到廣泛應用。但常用的環(huán)氧樹脂為易燃材料,且生煙量很大,難以滿足特定應用領域的高溫穩(wěn)定,低毒性氣體釋放,阻燃性的要求。因此,低煙無鹵阻燃環(huán)氧樹脂是功能阻燃材料領域中一個重要的研究方向。傳統(tǒng)的膨脹型阻燃環(huán)氧樹脂是經典的無鹵阻燃體系,但仍然存在生煙量較大、阻燃效率較低的問題。本文針對以上問題,開展了以下幾部分研究工作：分別以典型鐵系氧化物(氧化鐵黃,氧化鐵棕,氧化鐵綠),鐵蒙脫土,磷酸鐵,二茂鐵為協(xié)效阻燃抑煙劑,以聚磷酸銨和季戊四醇為膨脹型阻燃劑,制備了系列膨脹型阻燃環(huán)氧樹脂復合材料。并通過錐形量熱儀(CCT),煙密度儀(SDT),掃描電鏡(SEM),熱重紅外聯(lián)用(TG-IR)等測試手段分別研究了各種協(xié)效阻燃抑煙劑對阻燃環(huán)氧樹脂燃燒性能和抑煙性能的影響規(guī)律,并初步探討了它們的作用機制。研究發(fā)現(xiàn)典型鐵系氧化物,即氧化鐵黃,氧化鐵棕及氧化鐵綠對膨脹型阻燃環(huán)氧樹脂具有良好的協(xié)效阻燃抑煙作用。典型結果主要包含以下幾點,與純樣環(huán)氧樹脂樣品相比,添加30%膨脹型阻燃劑的樣品熱釋放速率峰值從934kW/m2降至282 kW/m2,煙因子值從3668 mW/m2降至708 mW/m2,殘?zhí)苛繌?升至32%。與只添加30%膨脹型阻燃劑的樣品相比,添加1%的氧化鐵黃和29%的膨脹型阻燃劑樣品的熱釋放速率峰值降至175 kW/m2。添加2%的氧化鐵棕和28%的膨脹型阻燃劑樣品的殘?zhí)苛可?8.5%。添加2%的氧化鐵綠和28%的膨脹型阻燃劑樣品的煙因子值降至113 mW/m2。熱重分析結果顯示,三者同樣可以通過催化聚磷酸銨的分解,降低了復合材料的熱解起始溫度,提高了聚磷酸銨熱解階段的質量損失速率,提高了材料交聯(lián)成炭的能力,阻止了材料的進一步熱解。掃描電鏡結果表明,氧化鐵黃,氧化鐵棕及氧化鐵綠增強了膨脹型阻燃環(huán)氧樹脂復合材料膨脹炭層的致密性。研究發(fā)現(xiàn)鐵蒙脫土,磷酸鐵和二茂鐵對膨脹型阻燃環(huán)氧樹脂具有良好的協(xié)效阻燃抑煙作用。與只添加30%膨脹型阻燃劑的樣品相比,添加1%的鐵蒙脫土和29%的膨脹型阻燃劑樣品的熱釋放速率峰值降至153 kW/m2。添加2%的磷酸鐵和28%的膨脹型阻燃劑樣品的煙因子值降至110 mW/m2。添加2%的二茂鐵和28%的膨脹型阻燃劑樣品的殘?zhí)苛可?7%。熱重分析結果顯示,三者均可以通過催化聚磷酸銨的分解,降低了復合材料的熱解起始溫度,提高了聚磷酸銨熱解階段的質量損失速率,提高了體系交聯(lián)成炭的能力,阻止了材料進一步熱解,并顯著提高了樣品剩余質量。掃描電鏡結果表明,加入鐵蒙脫土,磷酸鐵及二茂鐵使樣品燃燒生成的膨脹保護炭層的致密性進一步提高,而致密緊實的保護炭層可以有效的隔熱,抑煙以及減少質量傳遞。
[Abstract]:A series of intumescent flame - retardant epoxy resins , such as iron oxide yellow , iron oxide brown , ferric oxide green , iron montmorillonite , ferric phosphate and ferrocene as the intumescent flame retardants , have been studied . The results show that iron montmorillonite , iron oxide brown and iron oxide green reinforce the compactness of expanded carbon layer of intumescent flame retardant epoxy resin .
【學位授予單位】：青島科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TQ323.5;TB33

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本文編號：2130687