| 环氧树脂(ＥＰ)是聚合物基复合材料中应用最广泛的基体树脂。ＥＰ是一种热固性树脂,具有优异的粘接性、耐磨性、力学性能、电绝缘性能、化学稳定性,以及收缩率低、易加工成型、较好的应力传递和成本低廉等优点,在电子仪表、电子电气绝缘材料、轻工、建筑、机械、航天航空、涂料、粘接等领域得到广泛应用。近年来,ＥＰ更是被广泛应用于半导体、集成电路、电器等电子电气封装材料方面,随着电子电气产品耐热等级的提高和有关安全技术的规范,且因环氧树脂的氧指数(ＬＯＩ)只有19 5左右,属于易燃性物质,燃烧时将产生很大烟尘,故对环氧树脂基电子电气制品提出了更高的阻燃要求。笔者研究了微胶囊红磷阻燃剂对环氧树脂基电子电气封装材料阻燃性能、力学性能及抑烟性能的影响,得出微胶囊红磷是环氧树脂基电子电气封装材料的高效阻燃剂。在添加量范围内它对材料的力学性能影响甚小,与硼酸锌复配时具有优良的抑烟性能,并在很大程度上克服溶滴现象,符合阻燃剂高效、无卤、低毒的发展趋势[1]。
1 实验 1.1 主要原料 1.2 仪器设备氧指数测定仪:ＨＣ 2,江苏江宁县分析仪器厂;冲击试验机:ＸＣＪ 40,河北承德试验机厂;电子万能试验机:ＷＤＳ 10,济南试验机厂。 1.3 工艺流程工艺流程如下:  1.4 性能测试与表征氧指数测试 2.1 微胶囊红磷添加量对材料阻燃性能的影响微胶囊红磷添加量对环氧树脂基电子电气封装材料阻燃性能的影响见表1。  由表1可以看出,微胶囊红磷是环氧树脂基电子电气封装材料的高效阻燃剂,它在材料中的添加量为10份时,即可使材料的阻燃级别达ＵＬ94Ｖ 0级,氧指数(ＬＯＩ)上升到28 2,且明显克服了熔滴现象。这是因为微胶囊红磷是一高磷含量的阻燃剂,在较高温度下,磷将与材料中和空气中的氧结合形成粘性的磷的含氧酸或磷酸酯,这类酸既可覆盖于被阻燃材料表面,又可在材料表面加速脱水炭化,形成的液膜和炭层则可将外部的氧、挥发性可燃物和热与内部的高聚物基质隔离开从而使燃烧中断。另外,在环氧树脂酸酐固化物中,磷酸酯还有气相阻燃作用,微胶囊红磷囊材中含的Ｎ也与Ｐ有一定的协效作用。 2.2 微胶囊红磷添加量对材料力学性能的影响 微胶囊红磷添加量对材料力学性能的影响分别见图1、图2和图3。 微胶囊红磷的添加量在一定范围内对材料的力学性能影响不大。由图1、图2和图3可知,随着微胶囊红磷添加量的增加,材料的拉伸强度略有下降,当添加量从0增加至14份时,材料的拉伸强度从48 84ＭＰａ下降至46 92ＭＰａ;材料的冲击强度则有所提高,从9 29ｋＪ·ｍ-2提高到10 28ｋＪ·ｍ-2;材料的弯曲强度先有所增加后略有减小,从130 2ＭＰａ变化至136 6ＭＰａ。这是因为红磷经有机树脂包覆后与树脂的相容性得到大幅度改善,添加的微胶囊红磷又是平均粒径为2 186μｍ的超细颗粒,所以对环氧树脂这一热固性树脂基材料力学性能的影响有上述结果。    2.3 微胶囊红磷及其复配体系的抑烟性能 微胶囊红磷及其复配体系的抑烟性能见表2。 从表2可见,环氧树脂基材燃烧时将释放出大量烟尘,且有严重熔滴现象,添加微胶囊红磷及其复配体系后,发现(Ｐ)/ＺＢ(微胶囊红磷/硼酸锌)复配体系对材料具有非常好的抑烟效果,这可能是因为硼酸锌与微胶囊红磷复配能极大地促进成炭层的形成,降低质量燃速,从而减少烟尘释出[5],并都能较好地克服材料的熔滴现象。同时也发现常用的抑烟剂ＭｏＯ3在该环氧树脂基材料中抑烟效果并不明显,由此可知,抑烟剂是与被抑烟材料相关的[6]。 3 结论 |
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