[发明专利]含磷氮硼的羧酸化合物、其制备方法及阻燃环氧树脂的制备方法及应用

权利要求书

1.一种含磷氮硼的羧酸化合物，其特征在于：该羧酸化合物分子结构中含有磷杂菲、三嗪三酮、硼酸或有机硼酸基团以及羧基，其分子结构为TMDB-1，具体如下：

TMDB-1：

；

其中，R1和R2为羟基、烷基、芳基中的任意一种。

2.一种如权利要求1所述的含磷氮硼的羧酸化合物的制备方法，其特征在于：以三羟乙基异氰尿酸酯、顺丁烯二酸酐、9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物、硼酸或有机硼酸为原料通过酯化和加成反应合成。

3.根据权利要求2所述的含磷氮硼的羧酸化合物的制备方法，其特征在于：包括两步酯化反应和一步加成反应，具体步骤如下：

（1）酯化反应：按一定比例混合三羟乙基异氰尿酸酯、顺丁烯二酸酐以及适量溶剂a，升温至85～95℃，在氮气氛围下持续搅拌2～4h；

（2）加成反应：取一定量的9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物和溶剂a分批加入到步骤（1）的反应液中，升温至100-110℃并反应8-9h；

（3）酯化反应：将硼酸或有机硼酸溶于溶剂a中，并加入到步骤（2）的混合物中，然后继续反应2-3h；

（4）除杂提纯：将步骤（3）反应完后的溶液除去溶剂a，所得粗产物洗涤、干燥后得到白色固体产物。

4.根据权利要求3所述的含磷氮硼的羧酸化合物的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）-（3）中，当合成TMDB-1时，三羟乙基异氰尿酸酯、顺丁烯二酸酐、9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物、硼酸或有机硼酸的摩尔比为1：（2~2.1）：（2~2.1）：（1~1.05）。

5.根据权利要求3所述的含磷氮硼的羧酸化合物的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中，有机硼酸为甲基硼酸、乙基硼酸、苯硼酸、3-甲基苯硼酸、2-呋喃硼酸、3-呋喃硼酸中的任意一种。

6.根据权利要求3所述的含磷氮硼的羧酸化合物的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）-（4）中，溶剂a为二氧六环；所述步骤（4）中，使用去离子水对粗产物进行洗涤。

7.一种阻燃环氧树脂的制备方法，其特征在于：采用权利要求1所述的羧酸化合物或权利要求2-6中任一项所述的制备方法制备的羧酸化合物作为阻燃剂，将环氧树脂和所述阻燃剂按质量比10：(1-5)在130-150℃下均匀混合，待混合物温度冷却至60~80℃时，将酸酐类固化剂和促进剂加入到混合溶液中，再将混合物搅拌均匀后脱泡；最后，将混合溶液进行固化，固化制度为100℃/(3~4h)+130℃/(2~3h)+180℃/(1~2h)+200℃/(1~2h)。

8.根据权利要求7所述的阻燃环氧树脂的制备方法，其特征在于：所述环氧树脂为E-53、E-51、E-44双酚A型缩水甘油醚类环氧树脂中的任意一种。

9.根据权利要求7所述的阻燃环氧树脂的制备方法，其特征在于：所述酸酐类固化剂为甲基四氢邻苯二甲酸酐、甲基六氢邻苯二甲酸酐、甲基纳迪克酸酐中的至少一种；所述促进剂为叔胺、咪唑或季铵盐中的任意一种。

10.如权利要求7-9中任一项所述的阻燃环氧树脂的制备方法制备的阻燃环氧树脂在电子电气、航空航天、交通运输领域中的应用。