双基协同阻燃环氧树脂HPCTP-DOPS/EP的性能研究

作者：许志彦; 侯泽明; 叶小林; 祁钰昭; 许松江; 宝冬梅^*; 张道海; 周国永; 蔡晓东; 邹光龙; 文竹

来源：复合材料学报, 2023, 40(04): 2187-2198.

DOI：10.13801/j.cnki.fhclxb.20220607.006

• 9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-硫化物(DOPS)
• 六苯氧基环三磷腈(HPCTP)
• 复配
• 环氧树脂
• 协同效应

单一的磷杂菲、磷腈类阻燃剂的阻燃效果有限，为了改善9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-硫化物(DOPS)对环氧树脂(EP)的阻燃效果，将DOPS和六苯氧基环三磷腈(HPCTP)复配应用于EP。在总含P量为1.2wt%时，通过调整磷杂菲和磷腈阻燃剂中含P量的比例，将DOPS和HPCTP复配添加到EP中，制备EP复合材料。利用极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)、热重(TG)、锥形量热(CONE)、扫描电镜-能量色散X射线谱(SEM-EDS)、热重-红外光谱联用(TG-IR)等测试手段研究不同比例的磷杂菲和磷腈基团对EP热稳定性和阻燃性能的影响，探究双基协同阻燃规律和机制。研究结果表明：P、S元素之间存在协同阻燃作用，当总含P量为1.2wt%时，复合体系中随着含S量的增加，HPCTP-DOPS/EP的LOI值和UL-94等级逐渐升高，当HPCTP和DOPS中的含P量比为0.2∶1时，HPCTP-DOPS/EP的LOI值为30.4%，达到UL-94 V-0级，总热释放量(THR)和热释放速率峰值(PHRR)显著降低，燃烧后形成了更加致密、稳定的膨胀炭层，优于两种阻燃剂单独使用对EP的阻燃效果，即磷腈和磷杂菲两种阻燃剂之间存在着协同阻燃效应。从阻燃机制看，DOPS和HPCTP分别在气相和凝聚相发挥协同阻燃作用。

• 单位
  贵州民族大学