CN116102955B - 一种阻燃环氧地坪涂料及其制备方法 - Google Patents

一种阻燃环氧地坪涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本申请涉及地坪涂料领域，具体公开了一种阻燃环氧地坪涂料及其制备方法。一种阻燃环氧地坪涂料，包括如下重量份的组分，环氧树脂90‑110份；磷系助剂15‑35份；成炭剂5‑12份；填料5‑15份；所述磷系助剂由以下方法制备得到：连续硝化反应：将浓硫酸与浓硝酸搅拌混合，得到混酸，并使磷杂菲与混酸混合反应，反应结束后分离有机相，蒸出溶剂，并使所得物与混酸反应，反应结束后，中和有机相，重结晶，得到硝基化的磷杂菲；氨化反应：将硝基化的磷杂菲、盐酸和催化剂混合反应，得到磷系助剂。本申请的阻燃环氧地坪涂料，可以减少磷系阻燃剂对环氧树脂热稳定性的影响，从而进一步提高涂料的阻燃性能。

Description

一种阻燃环氧地坪涂料及其制备方法
技术领域
本申请涉及地坪涂料领域，更具体地说，它涉及一种阻燃环氧地坪涂料及其制备方法。
背景技术
环氧树脂由于其具有优良的防腐、耐磨、耐滑等特性，被应用于地坪涂料，用途广泛。但是普通环氧树脂的极限氧指数(LOI)较低(约为19.8％)，易于引燃，且引燃后，材料基体分解产生易燃气体，形成链式反应，难以自熄。为了减少火灾等安全隐患，实际应用中，常向环氧树脂涂料中添加阻燃剂。
目前，产量和使用量最大的阻燃剂为卤系阻燃剂，但是，燃烧时，含有卤系阻燃剂的环氧树脂会释放出大量的烟雾，烟雾中含有卤化二苯二噁英和二苯呋喃，两者均可对人体的免疫和再生***造成伤害，且对环境造成污染。为了降低对人体的伤害和对环境的污染，现有技术中使用磷系阻燃剂代替卤系阻燃剂，比如一种阻燃环氧树脂涂料，包括环氧树脂、9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物和4,4’-二氨基二苯基砜，保证一定程度阻燃性的同时，有效减少了烟雾和有毒气体的产生。
但是磷杂菲的引入会使环氧树脂的热稳定性下降，从而使点燃时间提前，当材料中磷杂菲的含量达到一定程度后，材料的阻燃性能维持不变，限制了材料阻燃性能的提升。因此，研发一种具有较好阻燃性能且热稳定性好的涂料是很有必要的。
发明内容
为了减少磷杂菲对环氧树脂的影响，进一步提高材料的阻燃性能，本申请提供一种阻燃环氧地坪涂料及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种阻燃环氧地坪涂料，采用如下的技术方案：
一种阻燃环氧地坪涂料，包括如下重量份的组分，
所述磷系助剂由以下方法制备得到：
连续硝化反应：将浓硫酸与浓硝酸搅拌混合，得到混酸，并使磷杂菲与混酸混合反应，反应结束后分离有机相，蒸出溶剂，并使所得物与混酸反应，反应结束后，中和有机相，重结晶，得到硝基化的磷杂菲；
氨化反应：将硝基化的磷杂菲、盐酸和催化剂混合反应，得到磷系助剂。
通过采用上述技术方案，通过连续硝化反应和氨化反应，使磷杂菲分子上生成多个氨基。氨基和环氧基发生开环反应，使环氧树脂固化。此过程中，磷系助剂接于环氧树脂本体，由于经过硝化反应和氨化反应的磷杂菲具有多个氨基，可以提供多个反应位点，有效提高了磷杂菲与环氧树脂的连接强度，从而提高了环氧树脂的交联度，有效减少了磷杂菲对环氧树脂热稳定性的影响，进而保证了磷杂菲对环氧树脂阻燃性能的进一步提升。
优选的，所述磷杂菲和硝酸的重量比为1:(1.2-1.75)。
优选的，所述硝基化的磷杂菲、盐酸和催化剂的重量比为1:(0.8-1):(0.6-0.8)。
通过采用上述技术方案，可以保证充分硝基化，提供尽可能多的硝基，从而保证多个氨基的生成，从而为交联固化提供多个反应位点，提高环氧树脂的交联强度，从而减少磷杂菲对环氧树脂热稳定性的影响，便于进一步提升材料的阻燃性能。
优选的，氨化反应前，使硝基化的磷杂菲与盐酸羟胺进行预反应。
通过采用上述技术方案，硝化反应后，通过磷杂菲中苯环与盐酸羟胺的反应，进一步增加苯环上氨基的数量，从而增加磷杂菲的反应位点量，有效提高了环氧树脂的交联强度，从而提高材料的热稳定性，保证对材料阻燃性能的进一步提升。
优选的，所述环氧树脂包括环氧当量介于190-450g/eq之间的低环氧当量环氧树脂与环氧当量介于700-1400g/eq的高环氧当量环氧树脂，所述高环氧当量环氧树脂和低环氧当量环氧树脂的重量比为1:(2-9)。
更优选的，所述高环氧当量环氧树脂和低环氧当量环氧树脂的重量比为1:(5-8)。
通过采用上述技术方案，通过将高环氧当量和低环氧当量的环氧树脂混合使用，低环氧树脂可以保证材料的交联强度，减少磷杂菲对材料的影响，提高材料的稳定性，从而保证材料的阻燃性能。同时，高环氧当量的环氧树脂可以减少对材料力学性能的影响，从而提高材料的综合性能。
优选的，所述成炭剂为淀粉、三嗪成炭剂与哌嗪成炭剂中的一种或多种。
通过采用上述技术方案，当环氧树脂发生燃烧时，磷杂菲分解反应，产生偏磷酸和磷酸等物质，促进成炭剂成炭，在成炭过程中，磷杂菲和成炭剂高温分解产生的气体起到发泡剂的作用，使环氧涂层表面产生炭层，炭层有效减少了传向环氧树脂涂层的热量，与磷杂菲配合，从气相和凝聚相两方面进行阻燃，从而有效提高了阻燃效率。
优选的，所述填料为氢氧化铝、二氧化钛、氢氧化镁和水镁石的一种或多种。
更优选的，所述填料为氢氧化镁和氢氧化铝的混合物，所述氢氧化镁和氢氧化铝的重量比为1:(2-4)。
通过采用上述技术方案，燃烧产生炭层后，氢氧化镁和氢氧化铝可以对涂层和炭层产生加强效果，保证涂层和炭层的强度。同时，氢氧化镁和氢氧化铝受热均会发生分解反应并吸收热量，而氢氧化铝的吸热量比氢氧化镁大，但分解温度比氢氧化镁低，同时使用，可在23-455℃范围内进行脱水吸热反应，因而可以在较宽的范围内抑制高分子材料的燃烧。此外,反应生成的水蒸气可以降低可燃气体的浓度,而残渣沉积于聚合物表面,起到隔离氧气的作用，进一步提高材料的阻燃效果。
第二方面，本申请提供一种阻燃环氧地坪涂料的制备方法，采用如下的技术方案：一种阻燃环氧地坪涂料的制备方法，包括如下制备步骤：将环氧树脂加热，然后加入磷系助剂、成炭剂和填料，搅拌混合，得到环氧地坪涂料。
通过采用上述技术方案，将环氧树脂加热后，可以提高树脂的流动性，从而便于各种助剂和填料与环氧树脂的混合效果，保证涂料内各种成分均匀分布，从而保证各组分性能的发挥。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、由于本申请采用磷杂菲作为阻燃成分，由于磷杂菲具有易于断裂的活泼P-H基团，可以与其他不饱和化合物进行反应，从而将磷杂菲基团引入其他分子内，构成新型的分子，提高材料的阻燃性能，并通过硝化反应和氨化，使磷杂菲分子上形成多个氨基，在环氧树脂固化过程中，氨基与环氧基发生开环反应，使磷杂菲多个位置与环氧材料连接，提高了涂层的交联强度，减少了磷杂菲引入对材料热稳定性的影响，从而进一步提高了磷杂菲分子对材料阻燃性能的提升效果。
2、本申请通过在进行氨化反应前，使预氨化处理，进一步提高磷杂菲结构上氨基的数量，进一步提高磷杂菲与环氧树脂的连接强度，从而提高环氧树脂的交联程度，保证环氧树脂的热稳定性，提高点燃点，从而进一步提高材料的阻燃性能。
3、本申请中优选采用氢氧化镁和氢氧化铝作为填料，由于氢氧化镁和氢氧化铝受热均会发生分解反应并吸收热量，且两者分解温度不同，复配使用时，可形成较宽的阻燃范围，提高了材料的阻燃效果，同时，生成的水蒸气散于气相中，降低可燃气体的浓度，生成的残渣沉积于聚合物表面，并参与炭层的形成，提高炭层的强度，保证了氧气的隔离效果，从而进一步保证材料的阻燃效果。
具体实施方式
以下结合实施例和对比例对本申请作进一步详细说明。
原料和/或中间体的制备例
制备例1
一种磷系助剂，通过如下操作制备而得：
连续硝化反应：向圆底烧瓶加入43.9mL、65wt％浓硝酸，加入搅拌子，边搅拌边滴加44mL、98wt％浓硫酸，将制得的混酸分成相同的两份；在冰浴的条件下，将磷杂菲的四氢呋喃溶液(将40g磷杂菲溶解于100g四氢呋喃制得)滴加入其中一份混酸中，控制滴加时长1.5h，滴加完成后，升温至80℃，反应2h，冷却至室温(25℃)，分层，取有机相，在120℃下蒸出溶剂，将所得物与另一份混酸溶液混合，将体系温度升至100℃，搅拌反应1.5h，冷却至70℃，使反应液与80mL的去离子水混合，搅拌，冷却过滤，然后加入50mL去离子水，在70℃下搅拌，使产物充分溶解，加入碳酸钠粉末至PH＝8，冷却至室温，抽滤，使用30mL、95wt％乙醇重结晶，得到53.7g硝基化的磷杂菲。
氨化反应：将45g硝基化的磷杂菲和34g催化剂加入圆底烧瓶中，搅拌混合，在23℃下，向圆底烧瓶中滴加125mL、30wt％的盐酸溶液，控制滴加时长0.5h，滴加完成后，将体系升温至100℃，保温反应1h，加入100mL、0.6g/mL氢氧化钠水溶液，蒸馏，收集馏分，使用氯化钠盐析，分液萃取，氢氧化钾干燥得到磷系助剂。
其中,磷杂菲为9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物，催化剂为锡粉。
制备例2-5
一种磷系助剂，与制备例1的不同之处在于，磷杂菲与浓硝酸的添加量不同，详见下表1。
表1
制备例6-9
一种磷系助剂，与制备例3的不同之处在于，硝基化的磷杂菲、盐酸溶液与催化剂的添加量不同，详见下表2。
表2
制备例10
一种磷系助剂，与制备例3的不同之处在于，进行氨化反应前，将25mL去离子水和3.6g(0.036mol)碳酸氢钾和2.2g(0.031mol)盐酸羟胺，搅拌0.5h，加入3.5g(0.016mol)磷杂菲，在25℃下反应2.5h，然后，在5℃下，加入25mL、4mol/L的氢氧化钾水溶液，反应3h，过滤，水洗，仅将得到的物质与50mL、1mol/L盐酸水溶液混合，搅拌1h，过滤水洗，干燥，得到预处理的硝基化磷杂菲，并使用得到的产物进行氨化反应。
实施例
实施例1
一种环氧地坪涂料，各组分及其相应的重量如表3所示，并通过如下步骤制备而得：
将环氧树脂加热至70℃，并加入磷系助剂、成炭剂和填料，搅拌2h,冷却得到环氧地坪涂料。
其中，环氧树脂为双酚A二缩水甘油醚，采购自湖北云镁科技有限公司，型号为621，磷系助剂由制备例1制备而得，填料为二氧化硅，成炭剂为季戊四醇。
实施例2-3
一种环氧地坪涂料，与实施例1不同之处在于，各组分及其相应的重量如表3所示。
表3
实施例4-12
一种环氧地坪涂料，与实施例2不同之处在于，磷系助剂的使用情况不同，详见下表4。
实施例 制备例
实施例2 制备例1
实施例4 制备例2
实施例5 制备例3
实施例6 制备例4
实施例7 制备例5
实施例8 制备例6
实施例9 制备例7
实施例10 制备例8
实施例11 制备例9
实施例12 制备例10
表4
实施例13-15
一种环氧地坪涂料，与实施例12不同之处在于，环氧树脂为高环氧当量环氧树脂和低环氧当量环氧树脂的混合物，高环氧当量环氧树脂和低环氧当量环氧树脂的重量比为1:1，详见下表5，制备环氧地坪涂料前，需先将高环氧当量环氧树脂和低环氧当量环氧树脂预混合。
表5
其中，高环氧当量环氧树脂和低环氧当量环氧树脂采购自中国台湾南亚；实施例13中高环氧当量环氧树脂的牌号为NPES-903，低环氧当量环氧树脂的牌号为NPES-301；实施例14中高环氧当量环氧树脂的牌号为NPES-903H，低环氧当量环氧树脂的牌号为NPEL-128S；实施例15中高环氧当量环氧树脂的牌号为NPES-907L，低环氧当量环氧树脂的牌号为NPEL-128。
实施例16
一种环氧地坪涂料，与实施例14不同之处在于，高环氧当量环氧树脂和低环氧当量环氧树脂的重量比为1:2。
实施例17
一种环氧地坪涂料，与实施例14不同之处在于，高环氧当量环氧树脂和低环氧当量环氧树脂的重量比为1:5。
实施例18
一种环氧地坪涂料，与实施例14不同之处在于，高环氧当量环氧树脂和低环氧当量环氧树脂的重量比为1:6。
实施例19
一种环氧地坪涂料，与实施例14不同之处在于，高环氧当量环氧树脂和低环氧当量环氧树脂的重量比为1:8。
实施例20
一种环氧地坪涂料，与实施例14不同之处在于，高环氧当量环氧树脂和低环氧当量环氧树脂的重量比为1:9。
实施例21
一种环氧地坪涂料，与实施例14不同之处在于，高环氧当量环氧树脂和低环氧当量环氧树脂的重量比为1:11。
实施例22
一种环氧地坪涂料，与实施例18不同之处在于，成炭剂为淀粉。
实施例23
一种环氧地坪涂料，与实施例18不同之处在于，成炭剂为三嗪成炭剂和哌嗪成炭剂的混合物,且三嗪成炭剂和哌嗪成炭剂重量比为1:1；其中，三嗪成炭剂采购自济南逆火新材料有限公司，牌号为FR501，哌嗪成炭剂为焦磷酸哌嗪，采购自济南蓝爵商贸有限公司。
实施例24
一种环氧地坪涂料，与实施例23不同之处在于，填料为水镁石。
实施例25
一种环氧地坪涂料，与实施例23不同之处在于，填料为氢氧化镁和氢氧化铝的混合物，且氢氧化镁和氢氧化铝的重量比为1:1。
实施例26
一种环氧地坪涂料，与实施例23不同之处在于，填料为氢氧化镁和氢氧化铝的混合物，且氢氧化镁和氢氧化铝的重量比为1:2。
实施例27
一种环氧地坪涂料，与实施例23不同之处在于，填料为氢氧化镁和氢氧化铝的混合物，且氢氧化镁和氢氧化铝的重量比为1:3。
实施例28
一种环氧地坪涂料，与实施例23不同之处在于，填料为氢氧化镁和氢氧化铝的混合物，且氢氧化镁和氢氧化铝的重量比为1:4。
实施例29
一种环氧地坪涂料，与实施例23不同之处在于，填料为氢氧化镁和氢氧化铝的混合物，且氢氧化镁和氢氧化铝的重量比为1:5。
对比例
对比例1
一种环氧地坪涂料，与实施例1不同之处在于，磷系助剂为9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物，并使用4,4’-二氨基二苯基砜作为固化剂，通过如下步骤制备而得：
将环氧树脂加热至70℃，并加入磷系助剂、固化剂、成炭剂和填料，搅拌2h，冷却至室温，得到环氧地坪涂料。
对比例2
一种环氧地坪涂料，与实施例1不同之处在于，磷系助剂通过如下操作制备而得：
硝化反应：向圆底烧瓶加入43.9mL、65wt％浓硝酸，加入搅拌子，边搅拌边滴加44mL、98wt％浓硫酸，在冰浴的条件下，将磷杂菲的四氢呋喃溶液(将40g磷杂菲溶解于100g四氢呋喃制得)滴加入混酸中，控制滴加时长1.5h，滴加完成后，升温至80℃，反应3h，冷却至室温(25℃)，分层，取有机相，在120℃下蒸出溶剂，使反应液与80mL的去离子水混合，搅拌，冷却过滤，然后加入50mL去离子水，在70℃下搅拌，使产物充分溶解，加入碳酸钠粉末至pH＝8，冷却至室温，抽滤，使用30mL、95wt％乙醇重结晶，得到46.2g硝基化的磷杂菲。
氨化反应：将45g硝基化的磷杂菲和34g锡粉加入圆底烧瓶中，搅拌混合，在23℃下，向圆底烧瓶中滴加15mL、30wt％的盐酸溶液，控制滴加时长0.5h，滴加完成后，将体系升温至100℃，保温反应1h，加入100mL、0.6g/mL氢氧化钠水溶液，蒸馏，收集馏分，使用氯化钠盐析，分液萃取，氢氧化钾干燥得到磷系助剂。
其中磷杂菲为9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物。
性能检测试验
UL94阻燃级别检测：采用江苏卓恒测控技术有限公司CZF-5型垂直燃烧测定仪，按照GB/T 2408-2008标准进行测试，样条尺寸为125mm*13.0mm*3.0mm；
极限氧指数检测：采用南京炯雷仪器有限公司JF-5型氧指数测定仪,按照GB/T2406.1-2008标准进行测试,样条尺寸为80mm*6.5mm*3.0mm；
热失重检测：采用Q50-TGA热重分析仪，对10mg样品进行热失重分析，在氮气氛围下，以10℃/min的升温速率，从25℃升至800℃，记录样品在质量损失5％时对应的温度值(T5％)，温度值越高表明样品热稳定性越好，即阻燃性能越好；
检测结果见下表6所示。
表6
与对比例1做对比，实施例1-29使用的磷系助剂为经过硝基化和氮化反应的9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物，使磷杂菲结构中包含氨基，并通过氨基与环氧树脂中环氧基的反应，使磷杂菲与环氧树脂发生交联反应，从而将磷杂菲设置于环氧树脂分子上，结合上表6可知，实施例1-29有效改善了磷杂菲挥发的情况，保证磷杂菲充分发挥阻燃作用。同时，磷杂菲上多个氨基的设置，提供了多个磷杂菲与环氧树脂的反应点，有效提高了环氧树脂的交联强度，从而减小了磷杂菲对环氧树脂热稳定性的影响，从而进一步提高材料的阻燃性能。
与对比例2做对比，实施例1-29制备磷系助剂时，将混酸分为两份，并分两步进行连续硝化反应，结合上表6可知，实施例1-29的阻燃性能更好。其中，实施例1-3中使用的组分含量不同，结合上表6可知，实施例2的阻燃性能最好。
与实施例2做对比，实施例4-7制备硝基化磷杂菲时，磷杂菲与硝酸的重量比不同，结合上表6可知，实施例4-7的热稳定性和阻燃性能提高，但实施例6、7相较于实施例4、5的提高幅度较小。与实施例5做对比，实施例8-11氨化反应时，磷杂菲、盐酸和催化剂的重量比不同，结合上表6可知，实施例5的热稳定性和阻燃性能最优。
与实施例5相比，实施例12进行氨化反应前，将硝基化的磷杂菲进行预氨化处理，结合上表6可知，极限氧含量的值和分解温度均提高，表明磷杂菲分子上氨基数量增加。
与实施例12做对比，实施例13-15中使用的环氧树脂为高环氧当量环氧树脂和低环氧当量环氧树脂的混合物，且环氧树脂的环氧当量不同，参照上表6可知，实施例14的阻燃性能最优。与实施例14做对比，实施例16-21中高环氧当量环氧树脂和低环氧当量环氧树脂的重量比不同，结合上表6可知，实施例17-19阻燃性能优于实施例13-15和实施例16、21，且其中以实施例18的性能最优。
与实施例18相比，实施例22、23使用的成炭剂不同，结合上表6可知，当使用三嗪成炭剂和哌嗪成炭剂混合物时，即实施例23制得的涂料的阻燃性能更好。与实施例23相比，实施例24-29中使用的填料情况不同，结合上表6可知，实施例27中，氢氧化镁和氢氧化铝产生协同作用，有效提高了涂料的阻燃性能。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种阻燃环氧地坪涂料，其特征在于，包括如下重量份的组分，
环氧树脂 90-110份；
磷系助剂 15-35份；
成炭剂 5-12份；
填料 5-15份；
所述磷系助剂由以下方法制备得到：
连续硝化反应：将65wt%浓硫酸与98wt%浓硝酸搅拌混合，得到混酸，并使磷杂菲与混酸混合反应，反应结束后分离有机相，蒸出溶剂，并使所得物与混酸反应，反应结束后，中和有机相，重结晶，得到硝基化的磷杂菲；
氨化反应：将硝基化的磷杂菲、盐酸和催化剂混合反应，得到磷系助剂；
磷杂菲为 9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物，催化剂为锡粉。
2.根据权利要求1所述的一种阻燃环氧地坪涂料，其特征在于：所述磷杂菲和硝酸的重量比为1:(1.2-1.75)。
3.根据权利要求1所述的一种阻燃环氧地坪涂料，其特征在于：所述硝基化的磷杂菲、盐酸和催化剂的重量比为1:(0.8-1):(0.6-0.8)。
4.根据权利要求1所述的一种阻燃环氧地坪涂料，其特征在于：氨化反应前，使硝基化的磷杂菲与盐酸羟胺进行预反应。
5.根据权利要求1所述的一种阻燃环氧地坪涂料，其特征在于：所述环氧树脂包括环氧当量介于190-450g/eq之间的低环氧当量环氧树脂与环氧当量介于700-1400g/eq的高环氧当量环氧树脂，所述高环氧当量环氧树脂和低环氧当量环氧树脂的重量比为1:(2-9)。
6.根据权利要求5所述的一种阻燃环氧地坪涂料，其特征在于：所述高环氧当量环氧树脂和低环氧当量环氧树脂的重量比为1:(5-8)。
7.根据权利要求1所述的一种阻燃环氧地坪涂料，其特征在于：所述成炭剂为淀粉、三嗪成炭剂与哌嗪成炭剂中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的一种阻燃环氧地坪涂料，其特征在于：所述填料为氢氧化铝、氢氧化镁和水镁石的一种或多种。
9.根据权利要求8所述的一种阻燃环氧地坪涂料，其特征在于：所述填料为氢氧化镁和氢氧化铝的混合物，所述氢氧化镁和氢氧化铝的重量比为1:(2-4)。
10.权利要求1-9任一所述的一种阻燃环氧地坪涂料的制备方法，其特征在于，包括如下制备步骤：将环氧树脂加热，然后加入磷系助剂、成炭剂和填料，搅拌混合，得到环氧地坪涂料。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005015689A (ja) * 2003-06-27 2005-01-20 Dainippon Ink & Chem Inc エポキシ樹脂組成物、半導体封止材料及び半導体装置
CN107501859A (zh) * 2017-08-04 2017-12-22 武汉工程大学 一种用于环氧树脂体系的dopo型固化剂及其应用
CN107556458A (zh) * 2017-09-08 2018-01-09 江苏扬农锦湖化工有限公司 一种含磷无卤型环氧树脂及其制备方法和复合阻燃材料
CN112048157A (zh) * 2020-09-14 2020-12-08 陈佳 一种阻燃环氧树脂复合材料的制备方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI397533B (zh) * 2008-04-11 2013-06-01 Chang Chun Plastics Co Ltd 新穎磷系化合物及其製造方法及用途

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005015689A (ja) * 2003-06-27 2005-01-20 Dainippon Ink & Chem Inc エポキシ樹脂組成物、半導体封止材料及び半導体装置
CN107501859A (zh) * 2017-08-04 2017-12-22 武汉工程大学 一种用于环氧树脂体系的dopo型固化剂及其应用
CN107556458A (zh) * 2017-09-08 2018-01-09 江苏扬农锦湖化工有限公司 一种含磷无卤型环氧树脂及其制备方法和复合阻燃材料
CN112048157A (zh) * 2020-09-14 2020-12-08 陈佳 一种阻燃环氧树脂复合材料的制备方法

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