[发明专利]含双酚A基磷氮化合物的固化剂及环氧组合物

说明书

技术领域

本发明涉及阻燃物质的技术领域，尤其涉及含双酚A基磷氮化合物的固化剂及环氧组合物。

背景技术

以手机、电脑、摄像机、电子游戏机为代表的电子产品、以空调、冰箱、电视影像、音响用品等为代表的家用、办公电器产品以及其他领域使用的各种产品，为了安全，很大部分的产品都要求其具备不同程度的阻燃性能。

为了使产品达到所要求的阻燃性能或等级，传统的技术常常使用向材料体系中添加如氢氧化铝水合物、氢氧化镁水合物等含有结晶水的金属氢氧化物等类的无机阻燃物质、和向体系材料中添加如溴化双酚A、溴化双酚A型环氧树脂等含溴量比较高的或含卤素量比较高的有机化学物质，为了提高这些含有卤素的有机化学物质的阻燃性，还常常在体系中再加入如三氧化二锑等对环境不友好的无机化学阻燃剂物质。

由于使用含卤素的阻燃物质，其燃烧时会产生无降解性或难降解的有毒物质如二恶英类有机卤素化学物质污染环境、影响人类及动物健康。

出于保护环境的目的，使用含磷、含氮等不含卤素的化合物代替含卤素化合物作为阻燃剂，特别是在电子、电气、电器产业上，采用具有反应性的单官能(一个分子中只有一个活性反应基团)9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物以下简称DOPO)，更多的是采用DOPO的衍生化合物作为阻燃成分，添加或不添加氢氧化铝水合物、氢氧化镁水合物达到阻燃的效果。

在电子领域，通常使用DOPO与线性酚醛型环氧树脂、邻甲基酚醛环氧树脂、双酚A酚醛型环氧树脂等高成本、多官能环氧树脂与DOPO反应的生成物(简称DOPO环氧树脂)广泛应用作为覆铜板用途的环氧树脂材料。

这些使用DOPO环氧树脂所制造的覆铜板，具有良好的阻燃性能，但黏结性、耐热性、加工性等存在不少的缺陷，不适合制造现代通信需要的高多层、高可靠性、高黏结性、良好的加工性能的需要，以及由于高成本的原因，不利于普及到如手机等要求低成本的消费电子等民用品领域。

在电子领域，通常使用DOPO与如双酚A、双酚F、酚醛树脂、苯酚、邻甲酚的醚化物反应制得含有DOPO骨架的含酚化合物(统称含磷酚醛树脂)当做环氧树脂固化剂或阻燃性物质添加剂，应用作为覆铜板用途的环氧树脂材料的阻燃剂。

这些使用含磷酚醛当做阻燃成分的一部分或全部所制得的覆铜板，可以达到阻燃的目的，但耐酸碱性、耐化学药品性、黏结性、耐热性、加工性等存在不少的缺陷，不适合制造现代通信需要的高多层、高可靠性、高黏结性、良好的加工性能的需要，以及由于高成本的原因，不利于普及到如手机等要求低成本的消费电子等民用品领域。

随着电子产业向短、小、薄、高多层化、高可靠性要求的进一步提高、民用消费电子的普及使用以及越来越严峻的环境污染的压力等因素的要求，市场迫切需要材料具有良好的阻燃性、耐热性、良好的机械性能的廉价阻燃性物质。

发明内容

有鉴于此，本发明一方面提供一种环氧树脂的固化剂，使用该固化剂获得的环氧树脂固化物具有良好阻燃性、耐热性、良好的机械性能的固化剂。

一种环氧树脂的固化剂，主要包含环氧树脂和固化剂，其组成的一部分或全部为双酚A基磷氮化合物。

上述双酚A基磷氮化合物的分子结构中包含彼此相连的双酚A基团和带由不饱和磷、氮原子所构成的磷氮骨架的基团(M)，所述带磷氮骨架的基团包含至少50wt％的带由三个磷、氮原子所构成的环状磷氮骨架的基团(M₁)、至多30wt％的带由至多两个磷、氮原子所构成的链状磷氮骨架的基团(M₂)以及至多45wt％的由至少四个磷、氮原子所构成的环状磷氮骨架的基团(M₃)

双酚A基磷氮化合物具有如式Ⅰ所示的分子结构：

式Ⅰ中，M表示磷腈基团；Mr表示芳环或非卤素取代的芳环，R表示含至少一个碳原子的脂肪烃基或芳香基。a、b、c均为大于或等于1的整数，b和c之和大于或等于2，a和b和c的和大于或等于6，n为大于或等于零的整数。

若M₁含量小于50wt％，或者M₂多于30wt％，则与环氧树脂反应后的生成物在使用中将会损害耐热性、耐水性和机械性能等必须性能；M₃的含量至多占磷腈基团总质量的45％。若超过该含量，则与环氧树脂反应后的生成物在使用中将有可能因粘度过大、使用不便，以及因分子量过大而使其性能受到损害等不良结果。