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F级无卤阴燃环氧玻璃布层压板的研制与性能研究

作　者: 吴爽
导　师: 虞鑫海
学　校: 东华大学
专　业: 应用化学
关键词: 环氧树脂 电气绝缘材料 双马来酰亚胺树脂 DOPO 无卤阻燃 层压板
分类号: TQ323.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


环氧树脂具有很多突出的特性,广泛应用于电气绝缘材料、胶黏剂、电子元器件封装材料以及印制线路板等领域。但是,环氧树脂属于易燃材料,在给人们的生活带来巨大利益的同时,也存在安全隐患。因此提高环氧树脂的阻燃性意义重大。当前,最常用的环氧树脂阻燃剂是卤系阻燃剂。卤系阻燃剂具有很好的阻燃性能,但燃烧时会产生二噁英等有毒物质,损伤皮肤和内脏。本论文的目的就是开发一种无卤阻燃环氧玻璃布层压板,主要包括以下几部分：阻燃剂DOPO、DOPO-BMI的合成与表征；环氧E51-DOPO-BMI-DICY树脂体系的制备及其反应性研究；环氧酚醛-DOPO-BMI树脂体系制备及其性能研究；无卤阻燃玻璃布层压板的制备及其性能研究。合成了阻燃剂9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO),再利用DOPO与4,4’-双马来酰亚胺基二苯甲烷(BMI)合成了耐高温阻燃剂DOPO-BMI,利用FT-IR对DOPO和DOPO-BMI的特征吸收峰进行了表征,并对DOPO-BMI的溶解性进行了深入的研究。制备了两种含有阻燃剂DOPO-BMI的阻燃环氧树脂的组合物：环氧-DOPO-BMI-双氰胺；环氧酚醛-DOPO-BMI。并对它们的性能做了详细的研究。环氧E51-DOPO-BMI-双氰胺体系在160℃时的凝胶化时间仅有10秒左右,会使上胶和热压工艺难以控制；而环氧酚醛-DOPO-BMI体系在160℃时的凝胶化时间有150秒左右,上胶和热压工艺均易控制,所以本论文选择环氧酚醛-DOPO-BMI体系作为层压板材料的基体树脂。利用环氧酚醛-DOPO-BMI为基体树脂制备了一系列层压板,并对其性能进行了研究分析。研究了各种因素如玻璃布的前处理、层压板的含胶量、填料的加入、配方中DOPO-BMI与环氧酚醛的不同配比等对层压板性能的影响,得到了最佳配方与最佳工艺条件。制备的无卤阻燃环氧树脂玻璃布层压板,它的阻燃性能达到UL94 V-0级别；具有良好的电气性能,电击穿强度达到42kV/mm;良好的机械性能,25℃弯曲强度达到442MPa,150℃弯曲强度度达到281MPa,150℃弯曲强度度保有率达到64%；耐热性良好,耐温指数为175,耐温等级达到F级。

全文目录


摘要  5-7
ABSTRACT  7-11
第一章 绪论  11-27
  1.1 环氧树脂(EP)简介  11-14
    1.1.1 环氧树脂的发展历史与现状  11-12
    1.1.2 环氧树脂的性能及应用  12-14
  1.2 无卤阻燃环氧树脂体系研究进展  14-23
    1.2.1 阻燃剂概述  14-16
    1.2.2 聚合物阻燃机理  16-17
    1.2.3 无卤化阻燃环氧树脂研究  17-23
  1.3 绝缘层压板概述  23-25
    1.3.1 绝缘层压板种类  23-24
    1.3.2 绝缘层压板的生产加工  24-25
    1.3.3 玻璃布层压板的性能与应用  25
  1.4 本课题研究目的与内容  25-27
    1.4.1 本课题的目的  25-26
    1.4.2 本课题的研究内容  26-27
第二章 DOPO与DOPO-BMI的合成及表征  27-36
  2.1 引言  27-28
  2.2 实验原料及仪器设备  28-29
    2.2.1 实验原料  28-29
    2.2.2 实验仪器  29
  2.3 DOPO的合成与表征  29-31
    2.3.1 DOPO的合成  29-31
    2.3.2 DOPO的表征  31
  2.4 DOPO-BMI的合成、表征与溶解性研究  31-32
    2.4.1 DOPO-BMI的红外表征  32
    2.4.2 DOPO-BMI的溶解性研究  32
  2.5 结果与讨论  32-35
    2.5.1 DOPO  32-33
    2.5.2 DOPO-BMI  33-35
  2.6 本章小结  35-36
第三章 环氧E51-DOPO-BMI-DICY体系反应性研究  36-46
  3.1 引言  36-39
  3.2 实验原料及仪器设备  39
    3.2.1 实验原料  39
    3.2.2 实验仪器  39
  3.3 环氧-DOPO-BMI-DICY基体树脂的制备  39-40
  3.4 环氧E51-DOPO-BMI-DICY体系凝胶化时间的测定  40
  3.5 结果与讨论  40-45
  3.6 本章小结  45-46
第四章 环氧酚醛-DOPO-BMI体系性能研究  46-55
  4.1 引言  46-47
  4.2 实验原料及仪器设备  47
    4.2.1 实验原料  47
    4.2.2 实验仪器  47
  4.3 环氧酚醛-DOPO-BMI树脂溶液的制备  47-48
    4.3.1 环氧酚醛树脂的预聚  47-48
    4.3.2 环氧酚醛-DOPO-BMI树脂溶液的制备  48
  4.4 环氧酚醛-DOPO-BMI树脂体系性能测试  48-49
    4.4.1 凝胶化时间测试  48
    4.4.2 热性能  48-49
  4.5 结果与讨论  49-54
    4.5.1 环氧酚醛-DOPO-BMI树脂体系的反应性  49-50
    4.5.2 环氧酚醛-DOPO-BMI树脂体系的热性能  50-54
  4.6 本章小结  54-55
第五章 玻璃布层压板的制备及其性能研究  55-88
  5.1 引言  55
  5.2 实验原料及仪器设备  55-56
    5.2.1 实验原料  55-56
    5.2.2 实验仪器  56
  5.3 玻璃布层压板制备  56-58
    5.3.1 无碱玻璃布的处理  56
    5.3.2 环氧酚醛-DOPO-BMI体系树脂上胶液配制  56-57
    5.3.3 半固化片制备  57
    5.3.4 备料  57-58
    5.3.5 热压成型  58
  5.4 性能测试  58-64
    5.4.1 上胶液的一般性能  58-59
    5.4.2 半固化片性能  59-60
    5.4.3 层压板性能测试  60-64
  5.5 结果与讨论  64-87
    5.5.1 树脂上胶液的一般性能  64-65
    5.5.2 树脂体系的凝胶化时间  65
    5.5.3 半固化片的性能  65-66
    5.5.4 环氧酚醛-DOPO-BMI体系玻璃布层压板的性能研究  66-87
  5.6 本章小结  87-88
第六章 结论  88-90
参考文献  90-96
攻读学位期间的论文与发明专利  96-97
致谢  97

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 合成树脂与塑料工业 > 缩聚类树脂及塑料 > 环氧树脂及塑料
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