[发明专利]含磷及P-C键结构的阻燃固化剂、其制备方法及以其为原料的阻燃环氧树脂

说明书

技术领域

本发明涉及一种阻燃固化剂、其制备方法及以其为原料的阻燃环氧树脂。

背景技术

环氧树脂具有优异的机械性能和耐酸碱腐蚀等化学稳定性能，因此被大量应用于涂料、铸造、粘合剂、复合材料、半导体密封材料、电器设备的绝缘材料等领域，然而，传统的环氧树脂非常易燃，他们不能满足一些要求阻燃级别较高的应用领域，因此，提高环氧树脂的阻燃性已经称其为一个紧迫的问题，吸引了越来越多的关注。传统的环氧树脂阻燃方法是使用含卤阻燃剂对材料进行阻燃，虽然含卤素阻燃剂在环氧树脂阻燃上发挥了极好的阻燃作用，但卤系阻燃剂在热裂解或燃烧时会生成大量的浓烟和腐蚀性的有毒气体，如：多溴二苯并呋喃、二噁英等，基于环保和可持续发展的要求，一些含卤阻燃剂已被禁用，自2003年欧盟RoHS和WEEE两个指令的颁布，使得开发绿色无卤环保阻燃剂的呼声越来越高。

有机含磷阻燃剂在燃烧过程中具有低烟、无毒等优点，使用时更为环保，被公认是可替代含卤阻燃剂的重要产品之一，具有很好的发展前景。新型阻燃高分子材料发展的方向要求阻燃体系不仅具有良好的阻燃性能，还要满足阻燃效率高；阻燃剂与基体相容性好，不易迁移和渗出，不过多影响材料的物理机械性能、电气性能、以及加工性能；燃烧时有毒气体生成量及生烟量尽可能的少，对环境友好。目前有机含磷阻燃剂大多数为液体，如BDP、RDP、TPP等，存在着阻燃效率不高，耐热性差且易水解，与聚合物的相容性不好，加工困难等问题。在制备无卤阻燃环氧树脂材料过程中，大部分使用的是添加型的阻燃剂，存在着与环氧树脂基体相容性差，恶化材料的力学性能，而制备反应型的阻燃固化剂替代添加型阻燃剂能很好的克服上述的缺点。目前商品化的含磷阻燃剂及阻燃固化剂的分子结构中几乎都存在P-O酯键，然而，这些含磷环氧树脂中的P-O酯键易于水解，特别是在高压水煮条件下，水解后生成的P-OH具有很强的吸水性，导致材料性能明显下降。近年来随着电子产业的快速发展，电子电器线路板材料(由环氧树脂、固化剂和玻璃纤维布复合固化而成)成为了应用非常广泛的新材料，人们对电子电气工业用材料提出了更高的要求，对绿色环保的要求进一步提高，同时制得的阻燃产品需要满足阻燃剂添加量少、机械性能好、热稳定性高、耐水解、不迁移等特点。为此，迫切需要研究开发具有高效阻燃、相容性好、热稳定性高及耐水解的磷系阻燃剂，以适应快速发展的高新技术领域对阻燃材料的高要求。

发明内容

本发明是要解决现有含磷阻燃剂存在热稳定性差、易水解、与环氧树脂基体相容性不好的问题，提供一种含磷及P-C键结构的阻燃固化剂、其制备方法及以其为原料的阻燃环氧树脂。

本发明含磷及P-C键结构的阻燃固化剂的结构式为：

其中R为

上述含磷及P-C键结构的阻燃固化剂的制备方法，按以下步骤进行：

一、将二苯基氧磷和原料A加入到带有球形冷凝管、温度计、机械搅拌装置、恒压滴液漏斗和气体保护装置的四口圆底烧瓶中，在氮气保护下加热至烧瓶中的物质完全熔融；

二、然后逐滴加入溶剂，在通氮气及搅拌条件下，反应物在回流状态反应2～3h，之后冷却到室温，旋转蒸发去除溶剂，得到的沉淀经洗涤后干燥，得粗产品，对粗产品进行重结晶后，最终得到白色粉末状产物。

步骤一中原料A为对苯二醌、顺丁烯二酸或衣康酸。

步骤一中二苯基氧磷和原料A的摩尔比为1:1。

步骤二中溶剂为甲苯或丙酸，溶剂的加入量为能够溶解二苯基氧磷和原料A即可。

步骤二中洗涤的方法为用乙醇及乙酸进行多次洗涤。

以上述含磷及P-C键结构的阻燃固化剂为原料的阻燃环氧树脂包括环氧树脂和含磷及P-C键结构的阻燃固化剂。

本发明的有益效果：