[发明专利]含磷的环氧树脂

说明书

技术领域

本发明总地涉及环氧树脂，特别是无卤素的含磷的环氧树脂。

背景技术

环氧树脂同时用于工业和消费电子产品，尤其是由于它们的耐化学性、机械强度和电学性质。例如，环氧树脂可以用于电子产品作为层压物、粘合剂材料和/或绝缘材料，例如夹层绝缘膜。为用于这些应用，环氧树脂需要提供某些必需的物理性质、热性质、电绝缘性质和耐湿性质。例如，对于环氧树脂有利的是用于具有高玻璃化转变温度(Tg)的电学应用。

但是，环氧树脂可以是可燃的。由此，不同的方法已经用于赋予环氧树脂阻燃性。已经采取两种主要方法以提供阻燃性。第一种方法利用卤素化合物。含卤素的化合物已经通常用于电子工业以赋予电气和电子组件以阻燃性。例如，四溴双酚-A(TBBA)通常是已经广泛用作环氧树脂的阻燃剂的含卤素的化合物。尽管含卤素的化合物可以是有效的，一些人认为它们从环境观点出发是不期望的，是由于在电子部件寿命终点的焚化过程中可能形成有害物质。由于第一种方法的环境关系，第二种方法是“环境友好的”方法，其中无卤素化合物用于赋予阻燃性。

发明内容

本发明的实施方式包括具有式(I)的化合物的含磷的环氧树脂：

(式I)

其中Z各自独立地为具有式(II)的化合物：

(式II)

，具有式(III)的化合物：

(式III)

，或具有式(IV)的化合物：

(式IV)

其中：

R₁和R₂各自独立地为氢或烷基部分；

式I化合物中的R是具有6至30个碳原子的脂环族二基，双环脂族二基，或三环脂族二基；和

其中Y和X各自独立地为氢，具有1至20个碳原子的脂族部分或具有6至20个碳原子的芳族烃部分。

本发明的实施方式也包括用含磷的环氧树脂形成的可固化组合物。对于各种实施方式，可固化组合物可以包括1重量百分比(wt%)至4wt%的磷含量。

本发明的实施方式也包括用含磷的环氧树脂形成的固化的环氧树脂。对于各种实施方式，固化的环氧树脂的玻璃化转变温度(Tg)为150摄氏度(℃)至200℃。

本发明的实施方式还包括制备含磷的环氧树脂的方法，该方法包括通过使苯酚和二醛的缩合反应产物环氧化提供官能度为至少3的环氧树脂，和使该环氧树脂与包含磷-氢部分的磷化合物反应。

具体实施方式

本发明的实施方式包括含磷的环氧树脂，其尤其可以用作自固化化合物和/或作为在可固化组合物中的组分以形成固化的环氧树脂。本发明的含磷的环氧树脂也可以与可固化组合物中的其它环氧树脂一起使用以增强用其它环氧树脂形成的固化的环氧树脂的耐热性(例如，本申请讨论的Td和Tg)。

本发明的含磷的环氧树脂也提供的优点是无卤素同时可用作部分用含磷的环氧树脂形成的固化的环氧树脂的阻燃剂。用含磷的环氧树脂形成的这种固化的环氧树脂也可以具有适宜的热性质和电学性质，可用于电子应用，包括电层压物，连接基材，内建膜(build-up films)，焊料掩模(solder masks)，铸件，和粘合剂。

特别地，本发明的含磷的环氧树脂可以提供热机械性能方面的改进，例如提高固化的环氧树脂的玻璃化转变温度。

本发明的改进可以包括提高用含磷的环氧树脂形成的固化的环氧树脂的玻璃化转变温度(Tg)，使得含磷的环氧树脂可以用于中-至-高范围应用，该应用经历的温度为至少150℃，优选为至少170℃的温度。而且，除了阻燃性之外，用本发明含磷的环氧树脂形成的可固化组合物也可以提供其它所需物理性质，例如耐热性。测量耐热性的一种方法是测量热分解温度(Td)，这是通过确定当以固定速率加热样品时5重量百分比(wt%)的固化的环氧树脂降解时的温度。本发明含磷的环氧树脂可以提供Td为至少330℃的固化的环氧树脂。

另外，本发明含磷的环氧树脂具有的环氧与磷的摩尔比可以为10:1至1:1，更优选为6:1至2:1，最优选为5:1至3:1。

对于各种实施方式，这样的含磷的环氧树脂可以由具有式(I)的化合物表示：

(式I)

其中Z各自独立地为具有式(II)的化合物：

(式II)

，具有式(III)的化合物：

(式III)