环氧树脂新型阻燃剂的设计策略与机理（五）

2、9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)阻燃剂

EP无卤阻燃剂中,磷系阻燃剂降解时点火率低,且有良好的防止复燃能力。EP磷系阻燃剂包括包覆红磷、六氯环三聚膦腈(HCCTP)、甲基磷酸二甲酯(DMMP)及DOPO类等。磷系阻燃剂中磷元素上含有多个取代基的环状化合物可被诸多不同的亲核基团取代,因此使用更为灵活,更能适应多种阻燃应用情况。

DOPO类阻燃剂是一种***的阻燃剂,在EP应用颇多。DOPO类阻燃剂在燃烧的凝聚相和气相均表现出高效的阻燃性能。在气相中,DOPO类阻燃剂生成的PO·自由基可淬灭燃烧自由基,从而减少甚至阻止燃烧反应。在凝结相中，磷被氧化形成磷酸,将聚合物基体脱水成炭层,抑制热传递和可燃挥发物的释放。向EP中添加质量分数4%的DOPO时,阻燃等级达到V-1级,DOPO质量分数达到10%后阻燃等级即可达到V-0级,但添加DOPO使得EP的力学性能下降,这主要是DOPO在EP中分散性不佳所导致的。

为了解决DOPO在EP体系中的分散性差的问题,需对DOPO进行改性。Jin等通过对苯二胺、肉桂醛改性DOPO合成DOPO衍生物阻燃剂(DCAD),质量分数4%DCAD填充EP的LOI值为35.6%,阻燃等级达到V-0级。改性后的DOPO衍生物更容易生成具有阻燃效果的自由基或释放惰性气体。自由基通过淬灭燃烧过程中产生的OH·及H·自由基终结燃烧的链式反应,有效抑制了火焰传播。杨金等将对苯乙基桥链DOPO(DIDOPO)、膨胀石墨(EG)复配后引入EP泡沫。当DIDOPO与EG质量比为1:3时,EP泡沫阻燃体系阻燃性能比较好,LOI提高至30.8%,阻燃等级达V-0级,并具有一定的抑烟效果。DIDPO与EG受热分解所生成的惰性气体在化学发泡EP泡沫中的稀释作用尤为有效,该类EP泡沫经过发泡后孔隙中富含氢气,经稀释后EP泡沫阻燃性能大幅提升。

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来源：工程塑料应用，上海第二工业大学，能源与材料学院，上海材料研究所有限公司，上海市工程材料应用与评价重点实验室，迈爱德编辑整理