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 環(huán)氧樹脂具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性、尺寸穩(wěn)定性、電絕緣性、耐腐蝕性，可廣泛應(yīng)用于化工、輕工、機(jī)械、電子和宇航等各個(gè)領(lǐng)域。但是通用環(huán)氧樹脂的氧指數(shù)僅為19.8、屬易燃材料，因此開發(fā)具有阻燃性且不含鹵素的，含磷環(huán)氧樹脂及其固化體系，是電子化學(xué)材料領(lǐng)域中一個(gè)重要課題。在環(huán)氧樹脂分子骨架中磷元素含量超過1%，且配合使用特定的固化劑，就能夠使固化體系的阻燃性滿足電器產(chǎn)品使用的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)UL94V-0級(jí)。改善環(huán)氧樹脂阻燃性能最常用的方法，是加入一定的阻燃劑——使環(huán)氧樹脂具有難燃性和自熄性。目前阻燃環(huán)氧樹脂普遍使用的是，反應(yīng)型阻燃劑四溴雙酚A等含鹵阻燃劑。自歐盟2003年2月頒布了關(guān)于《限制有害物質(zhì)指令》(RoHS)之后，含溴阻燃劑的使用受到了很大的沖擊。同時(shí)目前多數(shù)無鹵阻燃環(huán)氧樹脂材料，使用的是燃燒時(shí)幾乎不產(chǎn)生有害氣體的磷系阻燃劑。但是磷系阻燃劑在室溫下多為液態(tài)，發(fā)煙量大且本身有毒性，能從廢料中泄漏出去;而且磷系阻燃劑在使用過程中，存在著污染保護(hù)電子元器件的可能性，會(huì)降低環(huán)氧塑封料的耐濕性以及可加工性等;紅磷類阻燃劑在成型時(shí)還會(huì)產(chǎn)生紅磷分解氣體，它們?cè)谑褂煤蛷U棄后都對(duì)生態(tài)環(huán)境和人類環(huán)境有不良影響。

表1環(huán)氧固化物的TMA和DSC分析

試樣編號(hào)

引入萘環(huán)物質(zhì)

固化劑

熱膨脹系數(shù)/℃

吸水率/%

Tg/℃

T10/℃

Tmax/℃

殘?zhí)悸?st1:chmetcnv w:st="on" tcsc="0" numbertype="1" negative="False" hasspace="False" sourceva1ue="600" unitname="℃">600℃/%

N2

空氣

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等人合成了既耐高溫又可阻燃的環(huán)氧樹脂體系。在主鏈上引入萘環(huán)和阻燃官能團(tuán)-四溴雙酚A或環(huán)氧化膦二醇(cyclicphos-phineoxidedio1)制得N4-T和N4-0，DDS固化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，N2氛中N4-T/DDS在800℃的殘?zhí)悸蔬_(dá)41.4%，N4-0/DDS殘?zhí)悸蔬_(dá)37.0%;在空氣中，含磷樹脂體系800℃殘?zhí)悸拭黠@比含溴的樹脂體系高，最高可達(dá)22.2%。阻燃性能測(cè)試顯示，各種改性后的捌脂LOI值在32～39之間，UL94測(cè)試均達(dá)到V-O級(jí)。

(八)氰酸酯改

1，1-二氯-2，2-二(4-苯氧基)乙烯(雙酚C)被用于合成一些不同的聚合物以替代雙酚A。這些聚合物包括熱塑性化合物，比如聚碳酸酯和聚酯，熱固性化合物包括氰酸酯和環(huán)氧樹脂。由雙酚C合成的各種聚合物的熱性能、加工性和力學(xué)性能都與雙酚A相似，但可燃性低，殘?zhí)悸瘦^高。用可燃性更低的氰酸酯改性雙酚C環(huán)氧樹脂可提高其阻燃性。共混后能提高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、力學(xué)性能和粘接性能，同時(shí)降低成本。RichardN.Walters等人用1，1-二氯-2，2-二(4-酚羥基)乙烯，雙酚C，氰酸酯和雙酚C環(huán)氧樹脂反應(yīng)實(shí)驗(yàn)表明，改性后氰酸酯環(huán)氧樹脂N2氛下900℃殘?zhí)悸首罡呖蛇_(dá)55.8%。