发布时间:2026-01-15
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今天为大家系统讲解下我司新研发的环氧树脂阻燃陶瓷粉的技术原理,并且讲讲其运用领域及市场优势如何。众所周知,环氧树脂作为一种性能优异的热固性高分子材料,凭借其出色的力学强度、粘接性能、绝缘性和耐化学腐蚀性,在航空航天、电子信息、新能源、高端装备等众多领域得到了广泛应用。

一、核心原理:阻燃与陶瓷化的协同机制
环氧树脂阻燃陶瓷化的核心原理是:通过在环氧树脂基体中添加特定的陶瓷化阻燃剂,在常温下保证材料的原有优异性能;当遇到高温或火焰时,材料能够发生一系列物理化学变化,一方面实现阻燃效果,抑制火焰蔓延和有毒气体释放,另一方面形成连续、致密、高强度的陶瓷化层,从而在高温环境下保持结构完整性和一定的力学性能。
1.阻燃机制:气相与凝聚相协同阻燃
阻燃陶瓷化体系通常采用磷、硅、氮等元素的协同阻燃策略。在火焰作用下,含磷阻燃成分会分解产生PO·、HPO·等含磷自由基,这些自由基能够捕捉燃烧过程中产生的活性自由基,中断燃烧的链式反应,实现气相阻燃;同时,磷元素还能催化环氧树脂基体发生脱水、交联反应,促进炭层形成,减少可燃气体的释放。
2.陶瓷化机制:高温下的无机化转变
陶瓷化过程是材料从有机相到无机相的转变过程。体系中的陶瓷化填料(如氧化铝、氧化锆、碳化硅、莫来石等)在高温下具有良好的热稳定性,能够作为陶瓷化层的“骨架”;当温度升高到一定程度(通常400℃以上),环氧树脂基体发生热解,而陶瓷化填料之间会通过熔融、烧结等作用相互连接,同时与阻燃过程中形成的炭层、无机氧化物发生反应,逐渐形成连续、致密的陶瓷化层。
二.性能优势:多维度性能提升
经过阻燃陶瓷化改性的环氧树脂材料,在多个性能维度实现了显著提升,具体表现为:
1. 优异的阻燃性能:通过磷硅协同等阻燃机制,材料的氧指数可显著提高,垂直燃烧等级可达到UL94 V-0级。实验数据表明,当陶瓷化阻燃剂质量分数达到55%时,环氧树脂复合材料的氧指数可达29.5%,垂直燃烧等级达到V-0级,燃烧后余焰可在30秒内熄灭。
2. 良好的高温陶瓷化性能:在高温环境下,材料能够快速形成致密的陶瓷化层,该陶瓷化层在800℃以上仍能保持结构稳定,具有较高的力学强度和耐高温氧化性能。3. 优异的力学性能:通过陶瓷化填料的增强作用和界面相容性的改善,材料的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度等力学性能得到显著提升。
4. 良好的综合使用性能:在常温下,材料仍保持环氧树脂原有的优异绝缘性能、粘接性能和耐化学腐蚀性,可满足不同应用场景的使用需求。
三、应用领域:覆盖多行业高端需求
我司产品环氧树脂(EP)体系设计的功能性陶瓷化填充粉,通过引入成瓷填料与阻燃剂,实现“阻燃+高温陶瓷化”的双重特性。产品可赋予环氧制品遇火自支撑、成瓷致密、绝缘隔热的性能,适用于防火涂料、电子封装、结构件防护等领域。
1. 航空航天领域:用于航空发动机热端部件、卫星结构件、机舱内饰等。该材料能够在高温、高压、氧化环境下保持结构稳定,替代传统金属材料减轻结构重量,同时具备优异的阻燃性能,提升飞行安全性。
2. 电子信息领域:用于5G基站高频覆铜板、电子封装基板、变压器绝缘材料等。材料的低介电常数、低介电损耗特性可满足5G通信设备的高频化、小型化需求,同时优异的阻燃性能和耐高温性能可提升电子设备的可靠性和使用寿命。
3. 高端装备与建筑领域:用于高端装备的耐磨、耐腐蚀部件,如矿山机械、化工设备的内衬;也可制备成陶瓷化防火涂料,用于建筑钢结构、隧道、电力电缆等的防火防护。


(环氧树脂样条制品加入阻燃陶瓷粉后完全燃烧后的形状保持能力)
四、总结
环氧树脂阻燃陶瓷化技术通过合理的配方设计和优化的制备工艺,实现了阻燃与陶瓷化的协同效应,显著提升了环氧树脂材料的耐高温、阻燃、力学等综合性能,有效突破了传统环氧树脂的应用瓶颈。该技术已在航空航天、新能源、电子信息等多个高端领域得到应用,市场前景广阔。