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含磷环氧树脂固化动力研究(一)

作者：佚名    转贴自：http://www.icoat.cc/2009/0828/875.html    点击数：76


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。研究表明：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。

    一、引言

    本研究所采用的单体DOPO-HQ是1种侧链含磷且具有双羟基官能团的中间体，与环氧树脂在催化剂三苯基磷作用下可以反应生成含磷环氧树脂，并采用芳香族二胺4，4’-二氨基二苯甲烷(DDM)固化。环氧树脂固化反应常见的动力学研究方法主要有傅立叶变换红外光谱法(FT-IR)与示差量热扫描法(DSC)，通过示差量热扫描法(DSC)研究自行合成的含磷环氧树脂的固化反应，研究了非等温过程的固化反应动力学，为含磷环氧树脂的应用提供固化反应的工艺参数。

    二、实验部分

    1、原料

    环氧树脂E-5l，环氧值0.51，天津合成材料工业研究所提供；4，4’-二氨基二苯甲烷(DDM)，北京化学试剂公司提供，化学纯；催化剂三苯基磷(TPP)，天津化学试剂研究所生产，分析纯；含磷单体2-(6H-二苯并-5-氧杂-6-膦酰杂-6-苯基-1，4-对苯二酚(DOPO-HQ)实验室自制，结构式如下：

含磷环氧树脂固化动力研究（一）

含磷环氧树脂固化动力研究（一）

 

    2、DSC测量固化反应热

    按不同含磷的质量分数(0、0.5%、1%和2%)将含磷单体DOPO-HQ与环氧树脂、催化剂三苯基膦于130℃混合加热搅拌30min，降温至100℃，将化学计量的固化剂DDM熔化后与之混合5min，取5mg左右样品于铝坩埚中备用，含磷环氧树脂配方见表l。

表1 不同含磷量环氧树脂配方

ω(含磷)/%
E-51/g
DOPO-HQ/g
TPP/g
DDM/g
0
60
0
0
15.15
0.5
60
3.31
0.2532
15.15
1.0
60
7.00
0.2680
15.15
2.0
60
15.86
0.3034
15.15

    采用SETARAMDSC141型示差扫描量热仪，在动力学研究中，采用4个不同的升温速度：10%/min，15℃/min，20℃/min，25℃/min。