摘 要

本文选用环氧树脂(epoxy)为基体，填充硅酸盐玻璃粉(SGF)制备了EPS，并采用SGF和聚磷酸铵(APP)制备了EPSA。通过实验，检测了EPS和EPSA的防火性能，形貌尺寸稳定性、力学性能等。

实验表明：未烧蚀前填料的加入使得冲击强度下降至，EPS的3.93kJ/m2和EPSA的3.14kJ/m2。当环氧树脂复合材料受到高温火焰烧蚀时，其中的SGF和APP分解产生收缩，EPS的线收缩率最大达10.07%，EPSA的线收缩率最大达15.01%。此外形成陶瓷保护层阻碍物质对流和热量的传输，使得EPS氧指数提升至27.4%，EPSA提升至25.3%。另外由于APP与SGF在高温下发生共晶反应，形成焦磷酸钠晶相和方石英晶相，不仅对复合材料维持原有形貌，而且提高了环氧树脂的弯曲强度，使EPS的弯曲强度最大15.166Mpa，EPSA的弯曲强度最大19.190Mpa，EPS吸水率最大16.49%，EPSA吸水率最大，24.60%。

关键字：环氧树脂 可瓷化 防火

Preparation and study of epoxy resin based fire-resistance composite materials

Abstract

In this paper, epoxy was used as the matrix, EPS was prepared by filling silicate glass powder (SGF), and EPSA was prepared by SGF and ammonium polyphosphate (APP). Through experiments, the fire performance, shape dimensional stability and mechanical properties of EPS and EPSA were tested.

Experiments have shown that the addition of the filler before ablation reduces the impact strength to 3.93 kJ/m2 for EPS and 3.14 kJ/m2 for EPSA. When the epoxy resin composite is subjected to high temperature flame ablation, the decomposition of SGF and APP produces shrinkage, the line shrinkage of EPS is up to 10.07%, and the line shrinkage of EPSA is up to 15.01%. In addition, the formation of a ceramic protective layer hinders the convection and heat transfer of the material, so that the EPS oxygen index is increased to 27.4% and the EPSA is increased to 25.3%. In addition, due to the eutectic reaction between APP and SGF at high temperature, the sodium pyrophosphate crystal phase and the cristobalite crystal phase are formed, which not only maintains the original morphology of the composite material, but also improves the bending strength of the epoxy resin and makes the bending strength of the EPS. The maximum bending strength is 15.166Mpa, the bending strength of EPSA is 19.190Mpa, the EPS water absorption rate is 16.49%, and the EPSA water absorption rate is the largest, 24.60%.

Key words:Epoxy resin; ceramic composite; fire-resistance

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 前言 1

1.1研究背景 1

1.2防火复合材料材料的研究进展 2

1.2.1阻燃型复合材料研究进展 2

1.2.2防火复合材料研究进展 4

1.3防火复合材料材料的防火机理 5

1.3.1常用阻燃机理 5

1.3.2可瓷化防火复合材料防火机理 6

1.4防火复合材料材料的研究意义与研究内容 7

第二章 实验部分 9

2.1实验原料 9

2.2实验配方 9

2.3实验仪器及设备 9

2.4实验流程 10

2.5试样表征 10

2.5.1烧蚀形貌 10

2.5.2氧指数 10

2.5.3线收缩率 10

2.5.4弯曲强度 11

2.5.5冲击强度 11

2.5.6吸水率 11

第三章 表征结果与分析 13

3.1烧蚀形貌 13

3.2氧指数 14

3.3线收缩率 14

3.4弯曲强度 15

3.5冲击强度 16

3.6吸水率 16

第四章 结论 18

参考文献 19

第一章 前言

1.1研究背景

现在的人民生活极大丰富，物质生活水平也极大提高，为了更舒适、便捷的生活，人们对建筑的依赖逐渐增加，因此对于建筑的安全性要求更不断增加，所以建筑装修过程中对于装修材料的选用也是非常重视的。火灾是影响建筑正常使用且比较常见的一种灾害，这种灾害一旦发生，不仅可能会造成一定的财产损失，甚至会威胁到居民的生命安全。

而现如今的建筑具有大型化、密集化、功能化等特点，使得火灾的预防和控制已成为一个严重的问题。由于这些建筑物的特点，引起火灾的原因多种多样。每一场火灾发生都是由可燃物在着火源与氧气情况下发生。就建筑火灾而言，其火势蔓延比其他火灾严重，常伴随着浓烟和明火，因为大量的浓烟的流动自下而上，烟气将伴随着大量的热量的传播，而这些浓烟无法排除出建筑，这些浓烟伴随着大量的能量，继续引燃其余的可燃物，造成大面积的火灾。此外，人员的疏散和救援更为困难，因为一旦发生火灾就会需要一些消防措施对明火和烟雾进行控制，由于浓烟降低能见度，以及消防和救援疏散工作，给安全疏散和救援工作带来很大困难。

如果在建筑装修过程中，尽量使用防火材料，可以在很大程度上避免或控制火灾情况，减少火灾造成的损害。因为如果在建筑物中使用防火材料，火灾的可能性将大大降低。即使发生火灾，由于防火材料不易燃，火灾条件也不会进一步扩大，甚至有些防火材料也能将火灾现场与其他区域隔离开来。为了保证许多大型公共场所的群众安全，在装修过程中使用防火材料是很常见的。

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