协同膨胀阻燃环氧树脂体系设计及评价
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第1章 环氧树脂及其阻燃方法

1.1 环氧树脂概述

环氧树脂泛指含有两个或两个以上环氧基团,并以脂肪族、脂环族或芳香族链段为主链的高分子预聚物。它是一种液态到固态的物质,几乎没有单独使用价值,但其性能官能团环氧基团能够与多种化合物发生交联反应生成三维网状结构的高聚物,固化后的热固性树脂具有很大的应用价值[1]。目前,通用环氧树脂最具代表性的是双酚A二缩水甘油醚,结构式如图1.1所示。

图1.1 双酚A二缩水甘油醚分子结构

环氧树脂(EP)具有优异的物理性能、化学性能、粘接性能、介电性能和耐腐蚀性能,制品具有尺寸稳定性好、硬度高、柔韧性较好、成本低廉等优点,广泛应用于电子电气、机械制造、化工防腐、航空航天等国防、国民经济各部门,已经成为各工业领域中不可或缺的基础材料,成为三大通用型热固性树脂之一[2-4]。随着新技术的兴起,环氧树脂应用领域的不断拓展,环氧树脂在各个应用领域所占比例也在每年变化着。近几年我国环氧树脂产业仍有望获得快速发展,有很大的市场需求,特别是用于电子塑封、覆铜板等方面的特种环氧树脂需求量增速较快[5-7]

但环氧树脂固化后交联程度高,存在着内应力大、质脆,耐冲击性能、耐开裂性能、耐热性能和耐湿热性能较差等缺点,尤其是氧指数只有20%左右[8],属易燃材料,燃烧时热释放量高、火焰传播速度快,且产生浓烟和毒气,对生命安全造成很大威胁,在很大程度上限制了它在某些领域的应用。特别是在电子电气工业和复合材料领域,对环氧树脂的阻燃性能等方面提出了更高要求,以保证产品的寿命和可靠性。比如,安装在印刷线路板上的薄型封装器件,在加工时要把其整体放入200℃以上的锡浴中浸渍。因此,对环氧树脂进行阻燃改性已成为近年来研究的热点之一[9,10]

总体来说,环氧树脂技术向无卤环保安全性方向发展,向高附加值、高性能化尤其是高阻燃性、高强度方向发展。