兩種DOPO衍生物對醇酸樹脂的化學(xué)改性及阻燃性能研究.pdf

1、醇酸樹脂是基于酯化反應(yīng)的縮聚型涂料樹脂之一，因制造工藝簡便且涂膜綜合性能優(yōu)良而得到了大量的應(yīng)用。但是醇酸樹脂具有易燃性，在生產(chǎn)、運(yùn)輸和儲存等過程中存在著較大的安全隱患，因此需要對其進(jìn)行阻燃處理。基于含鹵素阻燃劑的毒害性以及添加型阻燃劑對醇酸樹脂漆膜性能的損害，較好的阻燃處理方式是通過反應(yīng)型阻燃劑對醇酸樹脂進(jìn)行無鹵阻燃改性。
　　9，10-二氫-9-氧雜-10-膦菲-10-氧化物(DOPO)及其衍生物具有較高的熱穩(wěn)定性，可以作為添加

2、型阻燃劑或反應(yīng)型阻燃劑用于多種聚合物。本文以DOPO和馬來酸為原料，通過加成反應(yīng)合成2-[10-(9，10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物-10-基)]-馬來酸(DOPO-MA)，同理，以DOPO、二乙醇胺和多聚甲醛為原料合成6-（（雙(2-羥基乙基)氨基）甲基)-6H-二苯并-[c，e][1，2]-氧膦烷-6-氧化物(DHDOPO)。兩種DOPO衍生物阻燃劑分別與豆油脂肪酸、季戊四醇、鄰苯二甲酸酐等原料制備了DOPO-MA

3、阻燃醇酸樹脂(MAALK體系)和DHDOPO阻燃醇酸樹脂(DHALK體系)。FTIR和1H-NMR證明兩種阻燃劑分別參與了醇酸樹脂的縮聚反應(yīng)。錐形量熱儀測試結(jié)果表明，MAALK體系和DHALK體系的阻燃性能與未阻燃的醇酸樹脂(ALK)相比均得到改善，且隨著阻燃劑引入量的增加而提高。當(dāng)樹脂中磷含量達(dá)到2.5％時，50kW/m2熱流條件下，MAALK和DHALK的點(diǎn)燃時間從ALK的7s分別延長至16s和14s，熱釋放速率峰值(PHRR)由A

4、LK的1145 kW/m2分別降低至722 kW/m2和652 kW/m2，總熱釋放(THR)由ALK的82MJ/m2分別降低至45 MJ/m2和34 MJ/m2，殘?zhí)柯视葾LK的0.2％分別增加至12.9％和16.8％。TGA分析表明:含磷量達(dá)到2.5％時，MAALK和DHALK的熱穩(wěn)定性有明顯提高，且殘?zhí)柯蕪腁LK的1.43％分別提高至3.75％和8.92％。涂膜施工和應(yīng)用性能研究表明DHALK體系的耐沖擊性隨DHDOPO用量的增加

5、而下降，漆膜干燥時間較長不符合醇酸樹脂清漆的國標(biāo)要求，MAALK體系的漆膜干燥時間明顯長于國標(biāo)要求，且在DOPO-MA的用量較高時耐水性達(dá)不到國標(biāo)要求，其它性能均符合國標(biāo)。
　　為改善漆膜的干燥性能，一方面，在MAALK體系和DHALK體系的原料基礎(chǔ)上增加一定比例的亞麻油酸，合成兩種新的含磷醇酸樹脂體系:MADY體系和DHDY體系。錐形量熱儀測試結(jié)果表明，隨阻燃劑含量的增加MADY體系和DHDY體系的PHRR、THR均不斷下降，殘