环氧树脂无碳源成分膨胀阻燃体系关键问题研究

Epoxy resin is a widespread uesd polymer. For the reason of imflammability, it is necessary to modify by flame retardant at end use. Intumescent flame retardant (IFR) composited of carbon sorce, acid sorce and gas sorce was used usually in epoxy resin system. In our previous work, a two component IRF without carbon sorce achieved same result as tranditional IFR. It is interesting to investigate this new IFR system. The result of this study will help to extend applied range and variety of flame retardant. the research achievement is significant not just for designing new flame retardant system but reducing loss in fire hazard.

环氧树脂是一种广泛使用的聚合物材料，存在可燃性的问题，在日常使用中具有火灾隐患，因此需要在最终使用的场合进行阻燃改性。膨胀阻燃剂经常被用在环氧树脂的阻燃处理中，其组成往往由碳源、酸源和气源组成。在我们的前期研究中，我们发现一类聚磷酸酯可以在不添加碳源化合物的情况下与聚磷酸铵组成二元的膨胀阻燃体系，达成与传统膨胀阻燃体系相同的阻燃效果。对这一类型的无碳源膨胀体系进行研究有助于完善和丰富膨胀阻燃体系的内容，可以扩展阻燃助剂的种类及其应用范围，对设计新型阻燃体系，减少聚合物材料燃烧带来的生命财产损失具有重要意义。

为解决环氧树脂使用过程中的可燃性问题，我们设计合成了一系列固态聚磷酸酯类阻燃剂，在环氧树脂的阻燃处理中取得了良好的效果。结果显示，即便添加量低至3%时，这一类阻燃剂也可以在不添加碳源成分的基础上，起到优于传统膨胀阻燃剂的阻燃效果。根据多种仪器分析的结果，其作用机制主要是促进基体大量成炭，减少可燃性气体分解产物的产生，同时抑制燃烧过程中的生烟速率和生烟量，从而有效改善环氧树脂的燃烧行为。在考虑用量和抑烟效果的前提下，固态聚磷酸酯阻燃剂的综合阻燃效果更优于传统的膨胀阻燃体系。