CN119391262A 一种改性六方氮化硼和有机硅双组分掺杂的高阻燃环氧树脂粉末涂料及其制备方法与应用 （闽南师范大学）

一种改性六方氮化硼和有机硅双组分掺杂的高阻燃环氧树脂粉末涂料及其制备方法与应用六方氮化硼和有机硅双组分掺杂的高阻燃环氧50份、有机硅树脂90_110份、环氧树脂120_15021.一种改性六方氮化硼和有机硅双组分掺杂的高阻燃环氧树脂粉末涂料，其特征在2.根据权利要求1所述的一种改性六方氮化硼和有机硅双组分掺杂的高阻燃环氧树脂3.根据权利要求2所述的一种改性六方氮化硼和有机硅双组分掺杂的高阻燃环氧树脂(2)将步骤(1)所得3_氨基丙基三乙氧基硅烷功能化六方氮化硼和聚磷酸铵同时分散4.根据权利要求2所述的一种改性六方氮化硼和有机硅双组分掺杂的高阻燃环氧树脂5.根据权利要求2所述的一种改性六方氮化硼和有机硅双组分掺杂的高阻燃环氧树脂6.根据权利要求2所述的一种改性六方氮化硼和有机硅双组分掺杂的高阻燃环氧树脂7.根据权利要求2所述的一种改性六方氮化硼和有机硅双组分掺杂的高阻燃环氧树脂8.根据权利要求2所述的一种改性六方氮化硼和有机硅双组分掺杂的高阻燃环氧树脂9.一种根据权利要求1_8任一项所述的改性六方氮化硼和有机硅双组分掺杂的高阻燃10.一种根据权利要求9所述方法制备的改性六方氮化硼和有机硅双组分掺杂的高阻3粉末涂料及其制备方法与应用[0003]提高EP阻燃性的常用方法是添加阻燃添加剂。聚磷酸铵(APP)是一种绿色环保的面改性是克服这些问题的有效技术手段，可以有效增强其与高分子材料的界面相互作用。[0004]有机硅树脂是一种分子主链中具有Si_O_Si结构的高度交联网状结构的高性能聚性缺陷。Ling等人研究了有机硅接枝EP对碳纤维复合材料烧蚀性能和高温力学性能的影好的抗烧蚀性能。Qiu等人利用有机硅中间体与EP之间的缩合反应制备有机硅_环氧共聚4组分掺杂的高阻燃环氧树脂粉末涂料及其制备[0012](2)将步骤(1)所得3_氨基丙基三乙氧基硅烷功能化六方氮化硼和聚磷酸铵同时[0014]进一步地，所述的环氧树脂环[0018]本发明还提供一种改性六方氮化硼和有机硅双组分掺杂的高阻燃环氧树脂粉末[0023]本发明还提供一种改性六方氮化硼和有机硅双组分掺杂的高阻燃环氧树脂粉末℃条件下固化15min。5[0026](2)本发明采用绿色球磨剥离BNNS，再通过溶液共混法利用APTES和APP共同功能[0028]图2是BN_A_APP的FT_IR及Zeta分析图，其中图2(a)是BN_A_APP复合材料的FT_IR[0035]图8是不同含量的BN_A_APP/EP/Si粉末涂料的表面的SEM表征图，其中图8(a)是[0036]图9是不同含量的有机硅树脂掺杂EP粉末涂料图，其中图9(a)是0％Si的EP涂层6[0043]图16是不同含量的BN_A_APP/EP/Si粉末涂料CCT测试前后的结构表征图，其中图[0045]图18是不同含量的BN_A_APP/EP/Si粉末涂料的绝缘性表征图，其中图18(a)是体78的乙醇_水溶液中，超声20min以完成APTES的水解。随后，向溶液中加入10gBNNS，并在9率从25℃升温到800℃,对不同含量的m_h_BN/EP粉末涂料测定热性能，做出随温度和时间[0082]用差示扫描量热仪(DSC)测定粉末涂料的玻璃化转变温度(Tg)，采用40μL铝坩埚25℃升至270℃,然后冷却至25℃,最后由25℃升至150℃；全程升温及降温速率均保持201cm2和1080cm_1出现的特征峰属于P＝O拉伸振动和P_O拉伸振动。经过BNNS和APTES修饰后，在APP的成功复合(图4a)。如图4b所示，BN_A_APP的N1s高分辨率光谱中出现在397.9和走向，在横截面中还可看到属于BN_A_APP和有机硅树脂的形貌。图7f为图7c的5％BN_A_[0104]图8为不同含量的BN_A_APP对有机硅树脂改性EP粉末涂层的表面微观形貌的SEM[0106]对不同含量的BN_A_APP的有机硅树脂改性EP粉末涂料进行了涂料的基本性能测[0113]图10为不同含量的BN_A_APP/EP/Si涂层在马弗炉中于400℃下灼烧2h前后的照负载量导致涂层机械性能下降，涂层边缘有一些脱落。而添加相同量的7.5％BN_A_APP和[0116]图11为不同含量的BN_A_APP/EP/Si粉末涂料在N2气氛下的热重分析(TGA和DTG)树脂后的所有涂层在300_600℃之间的提高了15.2℃,且在800℃后残渣率较EP的30.30％提看出，随着BN_A的复合5％和7.5％BN_A_APP/EP/Si的降解速率和7.5％APP/EP/Si及10%渣率的提高也证明有机硅树脂和BN_A_APP能显著提高E[0121]Tg在决定涂层应用领域和性能方面起着至关重要的作用，通过DSC分析测定不同为35kW/m2的锥形量热仪测试(CCT)进一步研究了不同含量的BN_A_APP/EP/Si粉末涂料的于APP的早期降解导致，这一结果与TGA分析结果一致。如图13a所示，EP的峰值热释放率后，5％和7.5％的BN_A_APP/EP/Si涂层较EP和EP/Si的HRR进一步降低至276.37和[0127]THR也是量化火灾规模的一个重要参数。从图13d及表7看出，不同含量的BN_A_幅达到24.77以上均证明BN_A_AP不同含量的BN_A_APP/EP/Si粉末涂料的CO2和TSP随时间变化的曲线。EP的CO2峰值产生率[0133]图14显示了不同含量的BN_A_APP/EP/Si粉末涂料在CCT测试结束后的炭化残留物[0134]图15为不同含量的BN_A_APP/EP/Si粉末涂料在CCT测试结束后的炭化残留物的仍可观察到属于Si的球状结构，证明有机硅树脂受热脂结构中的Si_O_Si的伸缩振动。当添加BN_A_APP后，5％和7.5％BN_A_APP/EP/Si都在其衍生物，所对应的P_O(1050cm_1)和P＝O(1170cm_1)特征峰可能因为硅微粉和Si_O_Si的[0136]图16b为CCT测试之前不同含量的BN_A_APP/EP/Si粉末涂料的XRD。在所有的粉末与APP标准卡(JCPDS卡片22_0062)和h_BN标准(JCPDS卡片45_0896)一致。图16d为CCT测试PureEP在800℃后残渣为0％的结果一致。而EP和EP/Si的残渣的衍射峰与SiO2标准卡(JCPDS卡片46_1045)基本一致。5％和7.5％BN_A_APP/EP/Si残渣的XRD谱图与APP标准卡残渣和APP标准卡部分对应不上，并且由于h_BN标准卡(JCPDS卡片45_0896)所含的衍射峰[0137]图17为5％BN_A_APP/EP/Si粉末涂料CCT测试结束后的残渣的XPS表征，以说明焦了P2O74_结构，以上证实了BN_A率和电击穿强度都降低了，但不同添加量的BN_A_APP/EP/Si和EP/Si相比，其中5％BN_A_明APP也会导致EP电性能下降。而添加7.5wt.％BN_A_APP/EP/Si的样品板与添加相同质量2燃物的扩散。P和N的协同作用还体现在P_NH_P键的形成上，P_N键可抑制挥发性物质的释[0143]本发明采用绿色球磨剥离BNNS，再通过溶液共混法利用APTES和APP共同功能化BNNS，制备了一种N/P协同膨胀阻燃剂BN_A_APP，充当填料掺杂有机硅树脂改性EP粉末涂到显著提升，其中5％BN_A_APP/EP/Si涂层较EP的HRR降低至276.37kW/m2，较EP降低了了EP的热稳定性，5％BN_A_APP/EP/Si在800℃后残渣率较EP的30.30％提高至61.22提