環(huán)氧樹脂（EP）是一種重要的熱固性材料，因其優(yōu)異的耐化學(xué)腐蝕性和穩(wěn)定性，良好的光學(xué)透過(guò)率和附著力被廣泛應(yīng)用于膠粘劑、涂料和先進(jìn)納米復(fù)合材料等領(lǐng)域。然而，EP具有高易燃性和低分解溫度等特性，使得其在燃燒過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的CO、CO2和有毒煙霧，嚴(yán)重限制了EP的應(yīng)用領(lǐng)域。為了提高EP的阻燃性能，擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域，向其添加高效的阻燃劑，已成為提高EP基體阻燃性能的重要方向之一。近年來(lái)，綠色環(huán)保的無(wú)鹵阻燃劑被證明可顯著提高聚合物基體的火安全性能，具有發(fā)煙量小、無(wú)有毒有害氣體產(chǎn)生等特點(diǎn)，越來(lái)越受到阻燃劑領(lǐng)域的關(guān)注。
但在提高火安全性能的同時(shí)，綠色無(wú)鹵阻燃劑的添加會(huì)嚴(yán)重降低EP的透明性，限制了EP在某些特殊領(lǐng)域的應(yīng)用，例如太陽(yáng)能路面、發(fā)光二極管、多用途涂料等。因此，在提高EP火安全性能的同時(shí)，仍可保持其透明性的綠色無(wú)鹵阻燃材料研究是本領(lǐng)域的難點(diǎn)和研究熱點(diǎn)。不同尺寸的納米材料被證明具有顯著提高聚合物阻燃性能的作用，堿式硼酸鎂（MBH）作為一種具有吸引力的新型無(wú)鹵阻燃劑，因其低成本、環(huán)境友好和優(yōu)異的綜合性能，在阻燃領(lǐng)域具有應(yīng)用和研究?jī)r(jià)值。
為了有效提高EP的熱穩(wěn)定性和火安全性，保持高的光學(xué)透過(guò)率，青海鹽湖所劉志啟研究員團(tuán)隊(duì)制備了MBH，并通過(guò)高溫固化法，將1 wt% ~ 10 wt% 的MBH添加至環(huán)氧樹脂制備了EP/MBH復(fù)合材料。結(jié)果表明，由于MBH與EP的折射率相近，MBH添加量10 wt%時(shí)復(fù)合材料在800 ~ 400 nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)光學(xué)透過(guò)率依然大于70%。添加MBH使得EP/MBH復(fù)合材料的殘?zhí)剂刻岣撸疫_(dá)到難燃級(jí)別。相對(duì)于EP，EP/MBH材料的阻燃參數(shù)有明顯的下降，EP/5MBH復(fù)合材料最為突出，其熱釋放速率峰值（pHRR）、煙釋放速率峰值（pSPR）、CO釋放速率峰值（pCOP）、CO2釋放速率峰值（pCO2P）以及火災(zāi)蔓延指數(shù)（FIGRA）降低30% ~ 50%。阻燃劑機(jī)理研究表明，MBH阻燃EP為固相阻燃機(jī)理，MBH在阻燃過(guò)程中分解成為硼酸鎂，起到凝聚相阻燃的作用，阻止了熱量與可燃?xì)怏w的蔓延。詳情請(qǐng)見(jiàn)《鹽湖研究》2019年第4期——鹽湖化工專刊“研究亮點(diǎn)”：1-8頁(yè)。
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