一種含硅復合阻燃劑改性透光型不飽和樹脂復合材料及其制備方法與流程

本發明涉及一種含硅復合阻燃劑的技術領域，尤其涉及一種含硅復合阻燃劑改性透光型不飽和樹脂復合材料及其制備方法。

背景技術：

不飽和聚酯樹脂是最常用的一種熱固性樹脂，它是由飽和二元酸、不飽和二元酸和二元醇縮聚而成的線形聚合物。它不僅品種多樣，適應廣泛，而且可以在室溫下固化，常壓下成型，工藝性能靈活，固化后樹脂綜合性能好。耐腐蝕性，介電性能和力學性能優于酚醛樹脂。其廣泛的應用于汽車車身，輪船，窗框，大型水上樂園，燈具，洗浴臺，城市雕塑，座椅，成套家具等生活中的各個領域，特別適合大型和現場制造玻璃鋼制品。盡管其因優異的性能而被廣泛的應用，然而可燃性卻顯著的限制了其應用領域的進一步擴展，在各種突發火災中給人民生命財產造成了巨大的損失。因此，不飽和樹脂的高效環保阻燃化是迫切需要解決的問題。

早期的阻燃劑如鹵系阻燃劑（有機氯化物和有機溴化物）雖然也能達到很好的阻燃效果[如專利cn200610020178和cn201210399675]，但是一些較大爭議也由此產生；多溴聯苯醚，鹵系阻燃劑中一種主要的阻燃添加劑，在燃燒受熱過程中極易揮發出來，它具有四溴聯苯醚、五溴、六溴、八溴、十溴等209種同系物，被吸入后能在生物及人類脂肪組織中蓄積，嚴重危害人們的身體健康。因此，鹵系阻燃劑已在國內外相關行業受到限制和禁用。

目前，綠色環保的無鹵型阻燃劑已經成為了一種更加普遍的新型高效阻燃劑。如氮添加型阻燃劑和磷添加型阻燃劑，它不光具有高效的阻燃效果，而且因其無毒無害，發煙量少的優點已廣泛的被人們所接受。在一些專利中[cn201210300253，cn201210300642，cn201510108946]，微米纖維和微膠囊與其他阻燃劑復合可以作為不飽和樹脂的環保阻燃劑。最近，在專利cn201610564840.x中，申請人將雙p-c鍵橋鏈的dopo衍生物與納米二氧化硅或納米硅溶膠通過溶液共混或超臨界二氧化碳共混法制得了滿足聚碳酸酯材料用的透明復合阻燃劑，解決了膦酸酯不易與高分子材料相容的問題，同時引入阻燃元素磷與硅,阻燃性能提高，并且實現了不影響聚碳酸酯的透明性。然而，上述微米填料易造成光線的反射和折射，難以得到透光型阻燃不飽和樹脂材料；納米二氧化硅或納米硅溶膠雖然可以滿足聚碳酸酯阻燃透明應用，但往往會造成高分子材料加工難題，且其該類阻燃劑是否適用于其他不飽和樹脂體系仍不清楚。

技術實現要素：

為滿足阻燃透光型不飽和樹脂的需求，本發明提供了一種含硅復合阻燃劑改性透光型不飽和樹脂復合材料及其制備方法，制備方法簡單、易操作、成本低，所得阻燃不飽和樹脂材料的無鹵環保、高透光性，在汽車、電子電器、建筑材料和軍工等領域中可得到廣泛應用。

本發明是通過以下技術方案實現的：一種含硅復合阻燃劑改性透光型不飽和樹脂復合材料由a、b組份制成；其中，a組份由有機硅助劑與不飽和樹脂共混后得到；b組份由磷氮阻燃劑、促進劑、催化劑混合后得到。通過一種含特定功能基團的有機硅助劑，并結合氮磷協同阻燃，實現了不飽和樹脂的高效無鹵阻燃，解決了傳統阻燃劑改性不飽和樹脂材料透光性能差等缺點。

a、b組份中各組份的重量份為：不飽和樹脂50-80份，有機硅助劑0.01~10份；磷氮阻燃劑3.5~30份；催化劑10^-5~10^-2份；促進劑10^-4~0.5份。

作為優選，所述的有機硅助劑為硅烷改性納米顆粒。有機硅助劑更優選自kh560改性納米三氧化二銻，kh570改性納米三氧化二銻，kh550改性納米二氧化硅，kh560改性納米二氧化硅，kh570改性納米二氧化硅，乙烯基封端poss，氨基封端poss、乙烯基mq樹脂、甲基苯基mq樹脂等中的一種或幾種。

作為優選，所述的磷氮阻燃劑選自磷酸三苯酯、聚磷酸銨、三聚氰胺、三聚氰胺多聚磷酸酯、磷酸酯、三聚氰胺氰尿酸鹽中的一種或幾種。

作為優選，所述的催化劑選自過氧化甲乙酮、過氧化環己酮、過氧化苯甲醚中的一種或幾種。

作為優選，所述的促進劑選自環烷酸鈷、異辛酸鈷、ac931和lcc無色促進劑中的一種或幾種。

本發明所述的一種含硅復合阻燃劑改性透光型不飽和樹脂復合材料的制備方法，其特征在于，將a、b組份，先攪拌混合10-30min，作為優選，在30-60℃下攪拌，a、b組份攪拌混合時攪拌速率為500-2000rpm。澆鑄后，在70-90℃，固化15-60min快速其固化得到種含硅復合阻燃劑改性透光型不飽和樹脂復合材料，片刻便可使不飽和樹脂復合材料具有高效的阻燃性，良好的透光性和優異的力學性能，在汽車、電子電器、建筑材料和軍工等領域中可得到廣泛應用。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：制備方法簡單、易操作、成本低，所得阻燃不飽和樹脂材料的無鹵環保、高透光性和優異的力學性能。

附圖說明

圖1為一種含硅復合阻燃劑改性透光型不飽和樹脂復合材料的制備過程示意圖；

圖2為實施例1制備的一種含硅復合阻燃劑改性透光型不飽和樹脂復合材料的照片；

圖3為實施例1制備的一種含硅復合阻燃劑改性透光型不飽和樹脂復合材料的垂直燃燒試驗。

具體實施方式

下面通過實施例對本發明作進一步詳細說明，實施例中所用原料均可市購或采用常規方法制備，實施例所用原料均以重量份表示，其中實施例中不飽和樹脂為市購的含乙烯基不飽和聚酯樹脂。

實施例1：

向50份不飽和樹脂中加入2.5份kh560改性納米三氧化二銻，機械攪拌充分均勻，作為a組分。同時將10份磷氮助燃劑（三聚氰胺多聚磷酸酯和磷酸酯）與10^-5份的催化劑過氧化甲乙酮和10^-2份促進劑異辛酸鈷充分混合，制得組份b。將ab組份混合20min（攪拌速率為1000rpm）后放入烘箱中在80℃，固化20min加速不飽和樹脂固化，如圖1所示，得到一種含硅復合阻燃劑改性透光型不飽和樹脂復合材料1。

一種含硅復合阻燃劑改性透光型不飽和樹脂復合材料1具有如圖2所示使不飽和樹脂復合材料具有高效的阻燃性，良好的透光性和優異的力學性能；燃燒對比試驗結果如圖3所示表明：不飽和樹脂易燃，而經過添加新型高效阻燃劑后材料無法點燃，根據ul測試標準，已達到v0級阻燃標準。

實施例2：

向50份不飽和樹脂中加入1.5份kh550改性納米二氧化硅，機械攪拌充分均勻，作為a組分。同時將20份磷氮助燃劑（聚磷酸銨和磷酸酯）與10^-4份催化劑過氧化環己酮和10^-3份促進劑環烷酸鈷充分混合，制得組份b。將ab組份混合20min（攪拌速率為600rpm）后放入烘箱中在90℃，固化15min加速不飽和樹脂固化，如圖1所示，得到一種含硅復合阻燃劑改性透光型不飽和樹脂復合材料2。

一種含硅復合阻燃劑改性透光型不飽和樹脂復合材料2可使不飽和樹脂復合材料具有高效的阻燃性，良好的透光性和優異的力學性能。燃燒對比試驗結果表明：不飽和樹脂易燃，而經過添加新型高效阻燃劑后材料無法點燃，根據ul測試標準，已達到v0級阻燃標準。

實施例3：

向50份不飽和樹脂中加入8份的kh560改性納米二氧化硅，機械攪拌充分均勻，作為a組分。同時將3.5份磷氮助燃劑（磷酸三苯酯和磷酸酯）與10^-2份催化劑過氧化環己酮和0.1份促進劑環烷酸鈷充分混合，制得組份b。將ab組份混合30min（攪拌速率為1000rpm）后放入烘箱中在70℃，固化60min加速不飽和樹脂固化，如圖1所示，得到一種含硅復合阻燃劑改性透光型不飽和樹脂復合材料3。

一種含硅復合阻燃劑改性透光型不飽和樹脂復合材料3可使不飽和樹脂復合材料具有高效的阻燃性，良好的透光性和優異的力學性能。燃燒對比試驗結果表明：不飽和樹脂易燃，而經過添加新型高效阻燃劑后材料無法點燃，根據ul測試標準，已達到v0級阻燃標準。

實施例4：

向37份不飽和樹脂中加入7.5份kh570改性納米三氧化二銻，機械攪拌充分均勻，作為a組分。同時將8份磷氮助燃劑（三聚氰胺氰尿酸鹽和磷酸酯）與10^-3份的催化劑過氧化甲乙酮和10^-3份促進劑異辛酸鈷充分混合，制得組份b。將ab組份混合30min（攪拌速率為500rpm）后放入烘箱中在80℃，固化40min加速不飽和樹脂固化，如圖1所示，得到一種含硅復合阻燃劑改性透光型不飽和樹脂復合材料4。

一種含硅復合阻燃劑改性透光型不飽和樹脂復合材料4可使不飽和樹脂復合材料具有高效的阻燃性，良好的透光性和優異的力學性能。燃燒對比試驗結果表明：不飽和樹脂易燃，而經過添加新型高效阻燃劑后材料無法點燃，根據ul測試標準，已達到v0級阻燃標準。

實施例5：

向50份不飽和樹脂中加入4份kh560改性納米二氧化硅，機械攪拌充分均勻，作為a組分。同時將12.5份磷氮助燃劑（聚磷酸銨和磷酸酯）與10^-3份的催化劑過氧化甲乙酮和10^--4份促進劑異辛酸鈷充分混合，制得組份b。將ab組份混合10min（攪拌速率為2000rpm）后放入烘箱中在85℃，固化30min加速不飽和樹脂固化，如圖1所示，得到一種含硅復合阻燃劑改性透光型不飽和樹脂復合材料5。

一種含硅復合阻燃劑改性透光型不飽和樹脂復合材料5可使不飽和樹脂復合材料具有高效的阻燃性，良好的透光性和優異的力學性能。燃燒對比試驗結果表明：不飽和樹脂易燃，而經過添加新型高效阻燃劑后材料無法點燃，根據ul測試標準，已達到v0級阻燃標準。

實施例6：

向60份不飽和樹脂中加入3份乙烯基封端poss，機械攪拌充分均勻，作為a組分。同時將7.5份磷氮助燃劑（磷酸三苯酯和磷酸酯）與10^--5份的催化劑過氧化甲乙酮和0.5份lcc無色促進劑充分混合，制得組份b。將ab組份混合10min（攪拌速率為1500rpm）后放入烘箱中在75℃，固化50min加速不飽和樹脂固化，如圖1所示，得到一種含硅復合阻燃劑改性透光型不飽和樹脂復合材料6。

一種含硅復合阻燃劑改性透光型不飽和樹脂復合材料6可使不飽和樹脂復合材料具有高效的阻燃性，良好的透光性和優異的力學性能。燃燒對比試驗結果表明：不飽和樹脂易燃，而經過添加新型高效阻燃劑后材料無法點燃，根據ul測試標準，已達到v0級阻燃標準.

實施例7：

向70份不飽和樹脂中加入0.01份氨基封端poss，機械攪拌充分均勻，作為a組分。同時將30份磷氮助燃劑（磷酸酯+三聚氰胺）和10^-4份的催化劑過氧化甲乙酮和10^-2份促進劑異辛酸鈷充分混合，制得組份b。將ab組份混合20min（攪拌速率為1000rpm）后放入烘箱中在80℃，固化50min加速不飽和樹脂固化，如圖1所示，得到一種含硅復合阻燃劑改性透光型不飽和樹脂復合材料7。

一種含硅復合阻燃劑改性透光型不飽和樹脂復合材料7可使不飽和樹脂復合材料具有高效的阻燃性，良好的透光性和優異的力學性能。燃燒對比試驗結果表明：不飽和樹脂易燃，而經過添加新型高效阻燃劑后材料無法點燃，根據ul測試標準，已達到v0級阻燃標準。

實施例8：

向80份不飽和樹脂中加入10份甲基苯基mq樹脂，機械攪拌充分均勻，作為a組分。同時將5.5份磷氮助燃劑（磷酸三苯酯和磷酸酯）和10^-4份的催化劑過氧化甲乙酮和10^-2份促進劑異辛酸鈷充分混合，制得組份b。將ab組份混合30min（攪拌速率為1500rpm）后放入烘箱中在90℃，固化15min加速不飽和樹脂固化，如圖1所示，得到一種含硅復合阻燃劑改性透光型不飽和樹脂復合材料8。

一種含硅復合阻燃劑改性透光型不飽和樹脂復合材料8可使不飽和樹脂復合材料具有高效的阻燃性，良好的透光性和優異的力學性能。燃燒對比試驗結果表明：不飽和樹脂易燃，而經過添加新型高效阻燃劑后材料無法點燃，根據ul測試標準，已達到v0級阻燃標準。