[发明专利]一种环氧树脂阻燃组合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及阻燃物领域，特别涉及一种环氧树脂阻燃组合物及其制备方法。 

背景技术

磷系阻燃剂种类很多，按照阻燃剂和基体树脂之间的结合关系可分为添加型和反应型，其中，添加型磷系阻燃剂具有加工方便、成本低廉的优点，但往往需要较高的阻燃剂添加量（30-50%）才能取得良好的阻燃效果，较高的阻燃剂添加量会降低材料的机械性能、电性能、吸水性能及绝缘性能等。此外在磷系阻燃剂的使用过程中，为了提高阻燃效果，降低使用量，还可添加阻燃协效剂，这些协效剂通常是含氮、硅的化合物或金属氧化物，如氧化铝、氧化镁等。 

二烷基次膦酸盐是近年来开发出来的添加型磷系阻燃剂。德国Clariant公司致力于此新型磷系阻燃剂的研究，发现次膦酸盐及以次膦酸盐为基础的阻燃剂可用于热塑性塑料，如PA（polyamide，聚酰胺）、PBT（polybutylene terephthalate，聚对苯二甲酸丁二醇酯）、纤维及纺织品的阻燃，特别是在含氧元素和氮元素的聚合物体系存在下具有优异的阻燃性能。德国专利DE-A-4430932公开了烷基次膦酸碱金属盐/热塑性聚酯阻燃材料的制备，阻燃剂添加量为30%时，材料具有较好的阻燃性能。德国专利DE-A-2447727公开了利用第II主族和第III主族的金属烷基次膦酸盐，制备阻燃聚酰胺模塑制品。美国专利US 6420459B1公开了烷基次膦酸盐阻燃的环氧树脂模塑材料，模塑材料中，加入39质量份聚酰胺固化剂，100质量份的环氧树脂，10质量份二乙基次膦酸铝和50质量份的氢氧化铝，阻燃性能通过V-0级。在未加氢氧化铝的体系中，100质量份环氧树脂和39质量份聚酰胺中，加入20份二乙基次膦酸铝的聚合物模塑品的阻燃等级为V-1级。该发明未公开模塑材料的机械性能和热性能。专利CN 1847352公开了包含烷基次膦酸盐阻燃的环氧树脂组合物，体系中除了次膦酸盐，也添加了大量的无机填料氢氧化铝做为协效剂。 

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题： 

在现有的烷基次膦酸盐阻燃聚合体系中，需要添加协效剂才能使该体系获得较好的阻燃效果，协效剂通常采用含氮的化合物，以单独的组分加入，而且协效剂的加入量也比较大，导致材料的机械性能较差。若采用的协效剂为一些无机含氮协效剂，如三聚氰胺等，由于这些无机含氮协效剂与树脂之间的相容性差，会进一步地恶化材料的机械性能。 

发明内容

为了解决阻燃组合物中需要通过添加协效剂来提高阻燃效果，导致阻燃组合物的机械性能以及阻燃剂与树脂之间的相容性差的问题，本发明实施例提供了一种环氧树脂阻燃组合物及其制备方法。所述技术方案如下： 

一方面，本发明实施例提供了一种环氧树脂阻燃组合物，所述组合物包括：环氧树脂、固化剂以及阻燃剂，所述阻燃剂为单酰胺基官能化的二烷基次膦酸、单酰胺基官能化的二烷基次膦酸酯和单酰胺基官能化的二烷基次膦酸金属盐中的至少一种，以100质量份的所述环氧树脂计，所述阻燃剂和所述固化剂的用量分别为10-50质量份和10-30质量份。 

优选地，以100质量份的所述环氧树脂计，所述阻燃剂用量为10-25质量份。 

具体地，所述单酰胺基官能化的二烷基次膦酸，及所述单酰胺基官能化的二烷基次膦酸酯，具有通式（1）的结构： 

所述单酰胺基官能化的二烷基次膦酸金属盐，具有通式（2）的结构： 

通式中，Y为H、C₁-C₁₈烷基、C₆-C₁₈芳基、C₆-C₁₈芳烷基、C₆-C₁₈烷基芳基、硅烷基和含氮化合物中的一种，M为铵离子及金属Mg、Ca、Al、Sb、Sn、Ge、Ti、Fe、Zr、Zn、Cd、Bi、Sr、Mn、Cu、Ni、Li、Na和K中的一种，R为C₁-C₁₈烷基、C₆-C₁₂芳基、C₇-C₁₈芳烷基、C₇-C₁₉烷基芳基与含有磷、氮、氧、硅或硫元素的C₁-C₁₈烷基、C₆-C₁₂芳基、C₇-C₁₈芳烷基及C₇-C₁₉烷基芳基中的一种。