第1章緒論1

1.1環氧樹脂概述2

1.2無鹵阻燃環氧樹脂研究進展3

參考文獻16



第2章磷雜菲/三嗪雙基化合物阻燃環氧樹脂21

2.1磷雜菲/三嗪雙基化合物Trif-DOPO阻燃環氧樹脂22

2.1.1Trif-DOPO的制備22

2.1.2Trif-DOPO阻燃環氧樹脂的制備23

2.1.3LOI和UL 94垂直燃燒試驗25

2.1.4熱性能分析26

2.1.5Trif-DOPO的裂解行為27

2.1.6錐形量熱儀燃燒試驗28

2.1.7Trif-DOPO的基團協同阻燃機理32

2.1.8小結33

2.2磷雜菲/三嗪雙基化合物TAD阻燃環氧樹脂34

2.2.1TAD的制備34

2.2.2TAD阻燃環氧樹脂的制備34

2.2.3LOI和UL 94垂直燃燒試驗35

2.2.4熱性能分析36

2.2.5錐形量熱儀燃燒試驗37

2.2.6燃燒殘炭分析40

2.2.7TAD的氣相阻燃機理43

2.2.8小結46

2.3TAD/OMMT復合體繫阻燃環氧樹脂47

2.3.1TAD/OMMT復合體繫阻燃環氧樹脂的制備47

2.3.2LOI和UL 94垂直燃燒試驗48

2.3.3熱重-紅外聯用分析49

2.3.4熱臺-紅外聯用分析52

2.3.5錐形量熱儀燃燒試驗54

2.3.6燃燒殘炭分析57

2.3.7TAD/OMMT復合體繫的阻燃機理59

2.3.8小結61

2.4TAD/硼化物復合體繫阻燃環氧樹脂62

2.4.1TAD/硼化物復合體繫阻燃環氧樹脂的制備62

2.4.2LOI和UL 94垂直燃燒試驗62

2.4.3熱性能分析64

2.4.4錐形量熱儀燃燒試驗66

2.4.5燃燒殘炭分析69

2.4.6TAD/硼化物復合體繫的阻燃機理73

2.4.7小結74

2.5磷雜菲/三嗪雙基化合物TGD阻燃環氧樹脂75

2.5.1TGD的制備75

2.5.2TGD阻燃環氧樹脂的制備76

2.5.3LOI和UL 94垂直燃燒試驗77

2.5.4TGD的裂解行為78

2.5.5熱性能分析79

2.5.6錐形量熱儀燃燒試驗81

2.5.7燃燒殘炭分析83

2.5.8TGD阻燃環氧樹脂的裂解行為87

2.5.9TGD的阻燃機理88

2.5.10小結88

2.6TGD/MCA復合體繫阻燃環氧樹脂90

2.6.1TGD/MCA復合體繫阻燃環氧樹脂的制備90

2.6.2LOI和UL 94垂直燃燒試驗90

2.6.3錐形量熱儀燃燒試驗91

2.6.4熱性能分析93

2.6.5燃燒殘炭分析95

2.6.6TGD/MCA復合體繫的阻燃機理98

2.6.7小結99

2.7TGD/OMMT復合體繫阻燃環氧樹脂100

2.7.1TGD/OMMT復合體繫阻燃環氧樹脂的制備100

2.7.2LOI和UL 94垂直燃燒試驗101

2.7.3錐形量熱儀燃燒試驗102

2.7.4燃燒殘炭分析104

2.7.5熱性能分析107

2.7.6小結107

2.8磷雜菲/三嗪雙基化合物TOD阻燃環氧樹脂的行為與機理108

2.8.1TOD的制備108

2.8.2TOD的熱性能分析108

2.8.3TOD阻燃環氧樹脂的制備111

2.8.4LOI和UL 94垂直燃燒試驗111

2.8.5TOD阻燃環氧樹脂的熱性能分析113

2.8.6錐形量熱儀燃燒試驗114

2.8.7燃燒殘炭分析116

2.8.8小結117

參考文獻118



第3章磷雜菲/硅氧烷雙基化合物阻燃環氧樹脂119

3.1磷雜菲/硅氧烷雙基化合物DDSi-n阻燃環氧樹脂120

3.1.1DDSi-n和DBAS的制備120

3.1.2DDSi-n的熱性能分析123

3.1.3DDSi-n阻燃環氧樹脂的制備124

3.1.4LOI和UL 94垂直燃燒試驗125

3.1.5熱性能分析126

3.1.6錐形量熱儀燃燒試驗128

3.1.7燃燒殘炭分析130

3.1.8熱失重-紅外聯用分析132

3.1.9DDSi-n的裂解行為133

3.1.10抗衝擊性能分析135

3.1.11DDSi-n的阻燃增韌機理138

3.1.12小結139

3.2磷雜菲/硅氧烷雙基化合物TriDSi和TetraDSi阻燃環氧樹脂140

3.2.1TriDSi和TetraDSi的制備140

3.2.2TriDSi和TetraDSi的熱性能分析142

3.2.3TriDSi和TetraDSi阻燃環氧樹脂的制備143

3.2.4LOI和UL 94垂直燃燒試驗144

3.2.5熱性能分析144

3.2.6錐形量熱儀燃燒試驗146

3.2.7燃燒殘炭分析148

3.2.8TriDSi和TetraDSi的裂解行為149

3.2.9抗衝擊性能分析154

3.2.10TriDSi和TetraDSi的阻燃增韌機理156

3.2.11小結157

參考文獻158



第4章磷雜菲/硼酸酯雙基化合物阻燃環氧樹脂159

4.1磷雜菲/硼酸酯雙基化合物ODOPB-Borate阻燃環氧樹脂160

4.1.1ODOPB-Borate的制備160

4.1.2ODOPB-Borate的熱性能分析161

4.1.3ODOPB-Borate阻燃環氧樹脂的制備161

4.1.4LOI和UL 94垂直燃燒試驗162

4.1.5ODOPB-Borate的裂解行為164

4.1.6熱性能分析166

4.1.7錐形量熱儀燃燒試驗168

4.1.8燃燒殘炭分析171

4.1.9抗衝擊性能分析173

4.1.10ODOPB-Borate的基團協同阻燃機理173

4.1.11小結174

4.2基於ODOPB-Borate的復合體繫阻燃環氧樹脂175

4.2.1基於ODOPB-Borate的復合體繫阻燃環氧樹脂的制備175

4.2.2LOI和UL 94垂直燃燒試驗176

4.2.3錐形量熱儀燃燒試驗177

4.2.4熱性能分析179

4.2.5燃燒殘炭分析181

4.2.6小結182

參考文獻183



第5章磷雜菲/磷腈雙基化合物阻燃環氧樹脂185

5.1磷雜菲/磷腈雙基化合物HAP-DOPO阻燃環氧樹脂186

5.1.1HAP-DOPO的制備186

5.1.2HAP-DOPO阻燃環氧樹脂的制備187

5.1.3熱性能分析188

5.1.4LOI和UL 94垂直燃燒試驗191

5.1.5錐形量熱儀燃燒試驗192

5.1.6小結194

5.2磷雜菲/磷腈雙基化合物DOPO-Ar-PN阻燃環氧樹脂194

5.2.1DOPO-Ar-PN的制備194

5.2.2DOPO-Ar-PN阻燃環氧樹脂的制備196

5.2.3熱性能分析197

5.2.4LOI和UL 94垂直燃燒試驗198

5.2.5錐形量熱儀燃燒試驗199

5.2.6小結202

參考文獻202



第6章烷基次膦酸鋁阻燃環氧樹脂203

6.1烷基次膦酸鋁APHP阻燃環氧樹脂204

6.1.1APHP的制備204

6.1.2APHP的熱性能分析205

6.1.3APHP的熱失重-紅外聯用測試206

6.1.4APHP/EP/DDM阻燃環氧樹脂207

6.1.5APHP/EP/DDS阻燃環氧樹脂219

6.1.6APHP/BDP/EP/DDS阻燃環氧樹脂223

6.1.7小結231

6.2烷基次膦酸鋁TAHP阻燃環氧樹脂232

6.2.1TAHP的制備232

6.2.2TAHP的熱性能分析233

6.2.3TAHP的裂解行為233

6.2.4TAHP/TAD/EP/DDM阻燃環氧樹脂235

6.2.5TAHP/磷雜菲復合體繫阻燃環氧樹脂244

6.2.6小結258

參考文獻259



第7章磷雜菲單基衍生物阻燃環氧樹脂261

7.1磷雜菲單基衍生物TDBA阻燃環氧樹脂262

7.1.1TDBA的制備262

7.1.2TDBA阻燃環氧樹脂的制備263

7.1.3基團橋鍵結構對磷雜菲衍生物熱分解行為的影響264

7.1.4LOI和UL 94垂直燃燒試驗265

7.1.5錐形量熱儀燃燒試驗266

7.1.6熱性能分析270

7.1.7TDBA阻燃環氧樹脂裂解產物的紅外譜圖分析271

7.1.8TDBA的裂解行為273

7.1.9TDBA的阻燃機理275

7.1.10小結275

7.2磷雜菲單基衍生物DCAD阻燃環氧樹脂276

7.2.1DCAD的制備276

7.2.2DCAD阻燃環氧樹脂的制備277

7.2.3LOI和UL 94垂直燃燒試驗277

7.2.4錐形量熱儀燃燒試驗278

7.2.5熱失重-紅外聯用測試279

7.2.6燃燒殘炭分析283

7.2.7抗衝擊性能分析285

7.2.8玻璃化轉變溫度分析287

7.2.9小結287

參考文獻288



第8章六苯氧基環三磷腈阻燃環氧樹脂290

8.1六苯氧基環三磷腈HPCP阻燃環氧樹脂291

8.1.1HPCP的制備291

8.1.2HPCP阻燃環氧樹脂的制備292

8.1.3HPCP的熱性能分析292

8.1.4燃燒行為分析293

8.1.5HPCP的裂解行為294

8.1.6HPCP阻燃環氧樹脂的裂解行為296

8.1.7熱重-紅外聯用測試298

8.1.8燃燒殘炭分析299

8.1.9HPCP的阻燃機理299

8.1.10小結300

8.2HPCP/DOPO復合體繫阻燃環氧樹脂300

8.2.1HPCP/DOPO復合體繫阻燃環氧樹脂的制備300

8.2.2LOI和UL 94垂直燃燒試驗301

8.2.3錐形量熱儀燃燒試驗302

8.2.4熱性能分析304

8.2.5小結306

參考文獻306

環氧樹脂是一類具有優良電絕緣性、黏結性、密封性、耐化學腐蝕性以及耐熱性等特性的熱固性高分子材料，可用於層壓覆銅板、密封膠、防腐塗料以及承力構件等產品的制造，在電子電器、軌道交通及航空航天等高端制造領域有著廣泛應用。隻是大多數環氧樹脂都具有易燃特性，在空氣中很容易被引燃，而且引燃後難以自熄，並存在明顯的有焰熔滴現像，極易導致火災的進一步蔓延。因此，在實際應用中，尤其是在電子電器等火災易發和頻發領域，通過對環氧樹脂材料進行阻燃改性，提高環氧樹脂材料制件的抗引燃性和離焰自熄性等阻燃性能，降低環氧樹脂材料制品的火災安全隱患，是十分必要的。目前，環氧樹脂材料的阻燃改性研究主要圍繞本質阻燃環氧樹脂、阻燃固化劑以及阻燃添加劑3個方面進行，且多為基團阻燃體繫。

作為在電子電器、軌道交通及航空航天等高端制造領域都有廣泛應用的重要基礎材料，環氧樹脂材料阻燃和力學性能的高性能化始終是其持續發展和拓展應用的重要研究課題。在發展具有優異阻燃和力學性能等綜合性能的高性能阻燃環氧樹脂材料過程中，既要在發展高效阻燃劑和先進阻燃技術方面持續投入、深入研究，也要將已有的阻燃研究成果和理論知識進行整理歸納和繫統總結，為今後發展先進高性能阻燃環氧樹脂材料提供支撐。

本書第1章、第2章2.1、2.5、2.6、2.7、2.8、第3章、第7章由邱勇撰寫；第2章2.2、2.3、2.4和第4章由湯朔、錢立軍、邱勇撰寫；第5章5.1由高倫巴根撰寫；第5章5.2和第8章由邱勇、孫楠和高倫巴根撰寫；第6章6.1由王靖宇撰寫；第6章6.2由邱勇、房友友和高倫巴根撰寫。全書的研究工作是在錢立軍教授指導下完成的。

本書的研究成果由北京工商大學、中國輕工業先進阻燃劑工程技術研究中心、石油和化工行業高分子材料無鹵阻燃劑工程實驗室、山東海洋化工科學研究院、山東兄弟科技股份有限公司等機構共同完成，研究過程獲得了國家自然科學基金項目（22005009、51973006、51103002、21374003）、北京市自然科學基金項目（2212027）、北京市教育委員會科技發展計劃項目（KM202110011007）、北京高等教育“本科教學改革創新項目”、北京工商大學科技創新服務能力——青年教師科研啟動基金項目（QNJJ2020-20）的資助，文稿校對工作得到了蔡標、楊木森、王志鵬、李俊孝、陶夢偉、席保安的協助。本書的出版獲得了國家自然科學基金項目（51973006）、北京工商大學本科教學改革重點項目、國家重點研發計劃課題（2016YFB0302104）的資助。

目前，本領域的研究仍在不斷深入發展，新的技術和方法也在不斷更新，書中內容可能存在一定的局限和不足，懇請廣大讀者批評指正。



邱勇

2021年2月26日