無鹵阻燃環(huán)氧樹脂的合成與性能研究.pdf

1、本論文合成了一種含氮環(huán)氧樹脂(PT)、一種含磷環(huán)氧樹脂(FD)和一種含氮固化劑(MPF),詳細(xì)考察了它們的合成工藝、固化機理和共固化物的熱性能,并研究了由以上無鹵阻燃環(huán)氧樹脂制備層壓板的壓制工藝,最后考察了覆銅板的結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系。主要工作和結(jié)論如下。以苯酚、二甲苯甲醛樹脂(XF)和三(2,3-環(huán)氧丙基)異氰脲酸酯(又稱異氰脲酸三縮水甘油酯,triglycidyl isocyanurate,TGIC)為原料,經(jīng)兩步反應(yīng)合成了一種新型含氮

2、阻燃環(huán)氧樹脂。采用GPC監(jiān)測反應(yīng)過程和轉(zhuǎn)化率、IR和1H-NMR表征了該樹脂的結(jié)構(gòu)。通過該兩步反應(yīng)的研究,確定了苯酚改性二甲苯甲醛樹脂(PXF)的最佳合成工藝,在堿性條件下PXF樹脂與TGIC進行開環(huán)反應(yīng),制得了TGIC轉(zhuǎn)化率85％以上的含氮環(huán)氧樹脂,其環(huán)氧值在0.30-0.40eq/100g可調(diào)。通過DOPO(9,10-dihydro-oxa-10-phosph aphenanthrene-10-oxide)與鄰甲酚酚醛環(huán)氧樹脂(F5

3、1)的一步反應(yīng),合成了一種多官能含磷環(huán)氧樹脂(FD),環(huán)氧值為0.25mol/100g,含磷量為4.1wt%。通過DSC掃描確定其反應(yīng)溫度,環(huán)氧值滴定控制反應(yīng)時間,確定了FD的最佳合成工藝。FTIR和1H-NMR表征了FD的結(jié)構(gòu)。以三聚氰胺、甲醛和苯酚為原料經(jīng)兩步反應(yīng),制得了一種環(huán)氧樹脂的含氮固化劑(三聚氰胺改性酚醛,MPF)。以GPC和紅外監(jiān)測反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率,IR和1H-NMR表征了該固化劑的結(jié)構(gòu)。通過兩步反應(yīng)的研究,確定了蜜胺甲醛(M

4、F)和MPF的最佳合成條件。在堿性條件下,MF與酚醛預(yù)聚物脫水生成含氮量為12.7%的MPF,苯酚的轉(zhuǎn)化率在90%以上。用DSC考察含氮固化劑MPF的固化機理,結(jié)果表明MPF-F51體系的固化反應(yīng)呈雙放熱峰機理,低溫放熱峰由氨基引起,不隨固化劑用量改變,高溫放熱峰由酚羥基開環(huán)放熱反應(yīng)引起,峰值溫度隨固化劑用量減少而增大。通過MPF-F51固化物的F51熱失重分析確定了MPF的固化工藝。用DSC考察了F51-MPF、PT-DICY和PT-

5、DDS固化物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。結(jié)果為F51-MPF固化物的Tg隨著其含氮量的增加而增大。通過對F51-MPF、E31-MPF和FD-E31-MPF固化物的熱失重分析,研究了含磷/氮環(huán)氧樹脂固化物的熱分解行浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文一無鹵阻燃環(huán)氧樹脂的合成與性能研究為和動力學(xué),考察了其耐熱性能和殘?zhí)悸逝c結(jié)構(gòu)的關(guān)系。結(jié)果表明固化物中磷含量的提高使環(huán)氧固化物的初始熱分解溫度降低,而殘?zhí)悸蚀蠓忍岣??？疾炝薋51一MPF和FD一E31一MPF層壓板的

6、壓制工藝,得到最優(yōu)壓制工藝。研究了FD/E31質(zhì)量比和MPF固化劑用量對F51一MPF和FD一E31一MPF層壓板的阻燃性能、熱性能、吸水率、力學(xué)性能等的影響。結(jié)果表明含磷量的增加可大幅度提高FD一E31一MPF層壓板的阻燃性能,同時導(dǎo)致耐熱性能和抗剝強度有所下降,而對吸水率和抗彎強度的影響較小。FD/E31質(zhì)量比為3/1、固化劑量為MPF/E31質(zhì)量比=0.66～1.05時FD一E31一MPF層壓板的綜合性能最佳。最后,考察了FD一E