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本论文合成了一种含氮环氧树脂(PT)、一种含磷环氧树脂(FD)和一种含氮固化剂(MPF),详细考察了它们的合成工艺、固化机理和共固化物的热性能,并研究了由以上无卤阻燃环氧树脂制备层压板的压制工艺,最后考察了覆铜板的结构与性能的关系。主要工作和结论如下。以苯酚、二甲苯甲醛树脂(XF)和三(2,3-环氧丙基)异氰脲酸酯(又称异氰脲酸三缩水甘油酯,triglycidyl isocyanurate,TGIC)为原料,经两步反应合成了一种新型含氮阻燃环氧树脂。采用GPC监测反应过程和转化率、IR和1H-NMR表征了该树脂的结构。通过该两步反应的研究,确定了苯酚改性二甲苯甲醛树脂(PXF)的最佳合成工艺,在碱性条件下PXF树脂与TGIC进行开环反应,制得了TGIC转化率85%以上的含氮环氧树脂,其环氧值在0. 30-0. 40eq/100g可调。通过DOPO(9,10-dihydro-oxa-10-phosph aphenanthrene-10-oxide)与邻甲酚酚醛环氧树脂(F51) 的一步反应,合成了一种多官能含磷环氧树脂(FD),环氧值为0. 25mol/100g,含磷量为4. 1wt%。通过DSC扫描确定其反应温度,环氧值滴定控制反应时间,确定了FD的最佳合成工艺。FTIR和1H-NMR表征了FD的结构。以三聚氰胺、甲醛和苯酚为原料经两步反应,制得了一种环氧树脂的含氮固化剂(三聚氰胺改性酚醛,MPF)。以GPC和红外监测反应的转化率,IR和1H-NMR表征了该固化剂的结构。通过两步反应的研究,确定了蜜胺甲醛(MF)和MPF的最佳合成条件。在碱性条件下,MF与酚醛预聚物脱水生成含氮量为12. 7%的MPF,苯酚的转化率在90%以上。用DSC考察含氮固化剂MPF的固化机理,结果表明MPF-F51体系的固化反应呈双放热峰机理,低温放热峰由氨基引起,不随固化剂用量改变,高温放热峰由酚羟基开环放热反应引起,峰值温度随固化剂用量减少而增大。通过MPF-F51固化物的F51热失重分析确定了MPF的固化工艺。用DSC考察了F51-MPF、PT-DICY和PT-DDS固化物的玻璃化转变温度。结果为F51-MPF固化物的Tg随着其含氮量的增加而增大。通过对F51-MPF、E31-MPF和FD-E31-MPF固化物的热失重分析,研究了含磷/氮环氧树脂固化物的热分解行浙江大学硕士学位论文一无卤阻燃环氧树脂的合成与性能研究为和动力学,考察了其耐热性能和残碳率与结构的关系。结果表明固化物中磷含量的提高使环氧固化物的初始热分解温度降低,而残碳率大幅度提高。 考察了F51一MPF和FD一E31一MPF层压板的压制工艺,得到最优压制工艺。 研究了FD/E31质量比和MPF固化剂用量对F51一MPF和FD一E31一MPF层压板的阻燃性能、热性能、吸水率、力学性能等的影响。结果表明含磷量的增加可大幅度提高FD一E31一MPF层压板的阻燃性能,同时导致耐热性能和抗剥强度有所下降,而对吸水率和抗弯强度的影响较小。FD/E31质量比为3/1、固化剂量为MPF/E31质量比=0.66~1.05时FD一E31一MPF层压板的综合性能最佳。 最后,考察了FD一E31一MPF层压板中含磷量和磷氮比与含磷环氧层压板阻燃性能的函数关系。结果表明磷含量和磷氮质量比与样条的垂直燃烧时间符合二次函数曲线,这说明它们存在最大有效使用量。拟合得到了含磷量和磷氮质量比与垂直燃烧时间的函数关系方程,为理论预测含磷环氧树脂的阻燃等级提供了重要依据。关键词:阻燃,环氧树脂,层压板(覆铜板),合成,结构与性能