環(huán)氧樹脂（EP）是一種重要的熱固性材料，因其優(yōu)異的耐化學(xué)腐蝕性和穩(wěn)定性，良好的光學(xué)透過率和附著力被廣泛應(yīng)用于膠粘劑、涂料和先進納米復(fù)合材料等領(lǐng)域。然而，EP具有高易燃性和低分解溫度等特性，使得其在燃燒過程中會產(chǎn)生大量的CO、CO2和有毒煙霧，嚴(yán)重限制了EP的應(yīng)用領(lǐng)域。為了提高EP的阻燃性能，擴大其應(yīng)用領(lǐng)域，向其添加高效的阻燃劑，已成為提高EP基體阻燃性能的重要方向之一。近年來，綠色環(huán)保的無鹵阻燃劑被證明可顯著提高聚合物基體的火安全性能，具有發(fā)煙量小、無有毒有害氣體產(chǎn)生等特點，越來越受到阻燃劑領(lǐng)域的關(guān)注。
但在提高火安全性能的同時，綠色無鹵阻燃劑的添加會嚴(yán)重降低EP的透明性，限制了EP在某些特殊領(lǐng)域的應(yīng)用，例如太陽能路面、發(fā)光二極管、多用途涂料等。因此，在提高EP火安全性能的同時，仍可保持其透明性的綠色無鹵阻燃材料研究是本領(lǐng)域的難點和研究熱點。不同尺寸的納米材料被證明具有顯著提高聚合物阻燃性能的作用，堿式硼酸鎂（MBH）作為一種具有吸引力的新型無鹵阻燃劑，因其低成本、環(huán)境友好和優(yōu)異的綜合性能，在阻燃領(lǐng)域具有應(yīng)用和研究價值。
為了有效提高EP的熱穩(wěn)定性和火安全性，保持高的光學(xué)透過率，青海鹽湖所劉志啟研究員團隊制備了MBH，并通過高溫固化法，將1 wt% ~ 10 wt% 的MBH添加至環(huán)氧樹脂制備了EP/MBH復(fù)合材料。結(jié)果表明，由于MBH與EP的折射率相近，MBH添加量10 wt%時復(fù)合材料在800 ~ 400 nm波長范圍內(nèi)光學(xué)透過率依然大于70%。添加MBH使得EP/MBH復(fù)合材料的殘?zhí)剂刻岣撸疫_(dá)到難燃級別。相對于EP，EP/MBH材料的阻燃參數(shù)有明顯的下降，EP/5MBH復(fù)合材料最為突出，其熱釋放速率峰值（pHRR）、煙釋放速率峰值（pSPR）、CO釋放速率峰值（pCOP）、CO2釋放速率峰值（pCO2P）以及火災(zāi)蔓延指數(shù)（FIGRA）降低30% ~ 50%。阻燃劑機理研究表明，MBH阻燃EP為固相阻燃機理，MBH在阻燃過程中分解成為硼酸鎂，起到凝聚相阻燃的作用，阻止了熱量與可燃?xì)怏w的蔓延。詳情請見《鹽湖研究》2019年第4期——鹽湖化工專刊“研究亮點”：1-8頁。
魯ICP備2021047099號