一种阻燃剂组合物及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于隔热材料和阻燃材料，特别涉及一种具有高隔热高阻燃的酚醛树脂复 合材料及其制备方法与用途。
【背景技术】
[0002] 酚醛/玻纤预浸料的复合材料具有优异的阻燃性能、良好的耐高温性能和突出的 性价比，在注塑、挤出或热压的高端工艺装备、航空航天以及电工电器绝缘等高技术领域得 到了广泛应用。典型的应用包括注塑机、挤出机或热压机的隔热板，注塑、挤出或热压成型 的模具，及应用于大型飞机的地板、壁板或天花板等内装饰、电子电器用绝缘线路板等。
[0003] 传统的酚醛/玻纤预浸料的复合材料一般采用溶液浸胶法进行制备，这种制备方 法的主要特点是必须采用有机溶剂如乙醇将酚醛树脂和其它添加剂稀释并混合均匀。由于 酚醛树脂混合液的密度一般在〇. 8~1. 3g/cm3之间，这要求所添加的功能填料的密度范围 也必须在0.8~1.3g / cm3之间。浸胶过程中如果功能填料的密度过大则会出现"颗粒沉 降"并导致材料的均匀性较差，功能填料的密度过小则会出现"填料漂浮"从而导致均匀浸 胶不能实现。由此可见，传统的酚醛/玻纤预浸料的复合材料虽然阻燃性能和力学性能优 异，但有机溶剂的成本高，材料的密度大，隔热保温性能有待进一步提高。
[0004] 热熔法制备酚醛预浸料的复合材料一直是全世界所关注的一个研究热点，该方法 可以有效克服传统溶液浸胶法所固有的缺点。美国专利US6391959B1采用聚乙烯醇缩甲醛 等热塑性高聚物对B阶段酚醛树脂进行增韧改性，成功制备出了酚醛树脂热熔胶膜并实现 了酚醛预浸料的热熔预浸。但该专利所公开的酚醛预浸料的复合材料的密度和隔热保温性 能仍与传统酚醛预浸料的复合材料相当。
[0005] 随着全世界能源危机的渐趋紧张和环境问题的日益突出，轻质化、低碳化和节能 化已经成为新一代交通工具如大型飞机、新一代高端工艺装备如注塑机、挤出机或热压机 等的重要发展方向。本发明采用低密度的空心玻璃微球结合热塑性聚合物对B阶段酚醛 树脂的粘度和韧性进行调控优化，使酚醛树脂膜的粘度和韧性适中，适于热熔预浸工艺，所 制备的具有高隔热性能的酚醛树脂复合材料的密度在1~1. 7g/cm3、导热系数在0. 1~ 0.3W / m*K范围可调，具有优异的隔热性能、力学性能和阻燃性能。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的之一是提供具有密度和隔热性能可调控、隔热保温性能良好、阻燃 性能突出等优点的具有高隔热性能和阻燃性能的酚醛树脂复合材料；本发明的目的之二是 提供一种具有高隔热性能的酚醛树脂复合材料的制备方法；本发明的目的之三是提供具有 高隔热性能和阻燃性能的酚醛树脂复合材料的用途。
[0007] 为解决上述问题，本发明的技术方案如下：
[0008] -种高隔热高阻燃复合材料，其包含按重量百分数计的如下组分：
[0009]
【主权项】
1. 一种高隔热高阻燃复合材料，其特征在于，包含按重量百分数计的如下组分： 酚越树脂 5~60%; 热塑性增初剂 2~25%; 空心玻璃微球 5~30%; 偶联剂 0.1~5%; 纤维增强材料 ' 20~80%。
2. 根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述各组分的重量百分数为： 酚醛树脂 10~60%; 热塑性增初剂 2~15%; 空心玻璃微球 5-20%; 偶联剂 0.1-2%; 纤维增强材料 30~80°/〇。
3. 根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于：所述酚醛树脂在160°C下的凝胶时间 为1~lOmin，所述酚醛树脂在160°C下的凝胶时间为1~5min。
4. 根据权利要求1或2所述的复合材料，其特征在于：所述热塑性增韧剂选自聚乙烯 醇缩甲醛、聚乙醇缩丁醛、端羧基聚丁二烯、端羟基聚丁二烯中的至少一种。
5. 根据权利要求1或2所述的复合材料，其特征在于：所述空心玻璃微球选自硼硅酸 盐类空心微球，所述硅酸盐类空心微球的粒径范围为2~250um，堆积密度为0. 1~0. 4g / cm3,抗压强度为2~60MPa。
6. 根据权利要求1或2所述的复合材料，其特征在于：所述偶联剂选自硅烷偶联剂、钛 酸酯类偶联剂、铝酸酯类偶联剂中的至少一种。
7. 根据权利要求1或2所述的复合材料，其特征在于：所述纤维增强材料选自玻璃纤 维单向带、玻璃纤维布、玻璃纤维毡中的一种。
8. 根据权利要求1或2所述的复合材料，其特征在于：所述纤维增强材料为面重100~ 800g / cm3的无碱玻璃纤维布及面重100~800g / cm3的无碱玻璃纤维毯。
9. 一种如权利要求1或2所述的高隔热高阻燃复合材料的制备方法，其特征在于，包括 如下步骤： a) 在有机溶剂中依次加入偶联剂和空心玻璃微球，混合30~60min后加入热塑性增韧 齐?，混合搅拌均匀，得到空心玻璃微球/热塑性增韧剂混合液； b) 在现有碱催化酚醛生产工艺步骤进行到反应完毕，拟进行脱除溶剂前，检测并控制 B阶酚醛的凝胶时间为1~lOmin，停止加热反应，搅拌下加入步骤a)中得到的空心玻璃 微球/热塑性增韧剂混合液，剪切分散30~60min后开始脱除溶剂，得到酚醛树脂基体， 其中，控制B阶酚醛混合物80°C下的粘度范围为10000~150000Pa· s，优选为10000~ 50000Pa · s ; C)采用热熔胶膜机在70~IKTC工艺条件下步骤b)中得到的酚醛树脂基体制备成酚 醛树脂胶膜，然后采用热熔预浸机经展布、热熔预浸、冷却和收卷工艺步骤制备热熔酚醛预 浸料，控制热棍的热压温度为70~110°C，走速为3~15m / min ; d)裁剪酚醛预浸料后铺叠，将预浸料叠块放入压机或经真空袋包覆后放入热压罐在 110~180°C、0. 3~I. 5MPa的压力条件下固化成型。
10. -种如权利要求1所述的一种高隔热高阻燃复合材料用途，其特征在于：所述酚醛 复合材料应用于高端注塑/挤出/热压工艺装备领域、大型飞机阻燃内饰领域和电工电气 绝缘领域，特别适用于注塑机/挤出机/热压机隔热板、注塑成型/挤出机成型隔热模具、 大型飞机天花板、行李舱及地板。
【专利摘要】本发明公开了一种高隔热高阻燃复合材料及其制备方法与用途，其特征在于所述的高隔热高阻燃复合材料由酚醛树脂、空心玻璃微球填料、热塑性聚合物以及玻璃纤维或碳纤维经热熔预浸后模压或热压罐固化成型。本发明首先制备酚醛树脂／热塑性聚合物／空心玻璃微球热熔胶膜，然后热熔预浸并加热固化得到酚醛复合材料，解决了传统溶液浸胶法存在的“填料漂浮、无法均匀分散”技术难题，同时通过改变空心玻璃微球的用量实现复合材料的密度在1.0～1.7g／cm3、导热系数在0.1～0.3W／m·K范围可调。所述高隔热性能复合材料可用于注塑机/挤出机／热压机隔热板、注塑成型/挤出机成型隔热模具、大型飞机天花板、行李舱及地板等，具有重要的推广应用前景。
【IPC分类】C08K9-04, C08L61-06, C08K9-06, C08J5-04, C08K7-14, C08K7-28
【公开号】CN104629251
【申请号】CN201310565979
【发明人】张建飞
【申请人】厚德新材料常州有限公司
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2013年11月12日