TGIC/DOPO/HFMA改性水性环氧固化剂的制备与性能

摘要

通过在水性环氧固化剂分子结构中引入含刚性三嗪环结构的异氰尿酸三缩水甘油酯(TGIC)、具有有效阻燃性能的9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)以及具有良好防腐性能的甲基丙烯酸六氟丁酯(HFMA)等分子链段,来合成综合性能优良的水性环氧固化剂.探讨了其合成工艺条件,采用FTIR、TGA、极限氧指数(LOI)、UL-94垂直燃烧测试等手段对固化剂的结构、固化涂膜的机械性能、防腐性能、耐热性、残炭率及固化试样的阻燃性能进行了研究.结果表明:先在TGIC/DOPO摩尔比为1︰1～2︰1,催化剂三苯基膦用量2％,反应温度145℃,时间5 h下合成了TGIC-nDOPO加成物;再在70℃下,将其逐滴地与自制的含氟碳链段(HFMA)、亲水聚醚醇链段及环氧树脂(DGEBA)链段的多胺化合物(TETA-PEGGE-DGEBA-HFMA&HGE)加成反应6 h,可合成出TGIC/DOPO/HFMA改性水性环氧固化剂.所合成的固化剂具有良好的水分散性,应用时与环氧树脂组分相容性良好,固化涂膜透明均匀;涂膜机械性能良好,铅笔硬度为2H～3H,抗冲击性50～55 kg?cm,其防腐性能优于普通水性固化剂.固化涂膜在500～800℃下的耐热性和残炭率显著提高:如在600℃下,其残炭率相对于普通水性固化剂的5.5％可提高到20.6％;它还具有良好阻燃性能:LOI值可达到36.3,并通过UL-94垂直燃烧测试,达到V0等级.