[发明专利]一种环氧基含磷聚硅氧烷及其制备方法与制备的环氧组合物

说明书

本发明公开了一种环氧基含磷聚硅氧烷，所述环氧基含磷聚硅氧烷的结构如通式(1)所示；将1～30wt％所述环氧基含磷聚硅氧烷、30～80wt％环氧树脂、5～60wt％固化剂和0～2wt％固化促进剂混合制得含环氧基含磷聚硅氧烷的环氧组合物。本发明制备的环氧基含磷聚硅氧烷不仅能有效的提高环氧树脂固化物的韧性，同时能大幅提高环氧树脂固化物的阻燃性能。有望在胶黏剂材料、复合材料、覆铜板材料以及电子封装材料领域得到应用。

技术领域

本发明涉及功能环氧树脂组合物技术领域，尤其涉及一种环氧基含磷聚硅氧烷及其制备方法与制备的环氧组合物。

背景技术

环氧树脂因其具有良好的电绝缘性能，优异的粘接强度，固化收缩率小，尺寸稳定性好，硬度高，耐溶剂，被广泛应用于胶粘剂、涂料、半导体封装材料、复合材料、建筑交通领域等。但是通常环氧树脂固化后交联密度高，内应力大，所得固化物韧性不足，脆性大，抗冲击性差，此外环氧树脂固化物容易燃烧，限制了其在许多方面的应用。因此，如何提高环氧树脂固化后的韧性和阻燃性具有重要研究意义和应用价值。

聚硅氧烷是一种主链由硅氧键组成的聚合物，具有十分优秀的综合性能，例如高的热稳定性、优秀的柔顺性、出色的阻燃性和强的疏水性能等，是环氧树脂一种优良的改性剂，带有反应性官能团(羟基、羧基、胺基、脂肪族环氧基)的聚硅氧烷能够参与环氧树脂基体的固化，可以有效避免相分离现象，但是这些柔性的反应性基团的存在常会引起环氧固化物玻璃化转变温度(T_g)的下降。发明一种增韧增强环氧树脂，又能提高环氧树脂阻燃性能的改性剂具有重要意义。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种环氧基含磷聚硅氧烷及其制备方法与制备的环氧组合物。本发明具有高韧性和良好阻燃性能。

本发明的技术方案如下：

本发明的第一个目的是提供一种环氧基含磷聚硅氧烷，所述环氧基含磷聚硅氧烷的结构如通式(1)所示；

通式(1)中，a为4～20范围内的整数；b、c分别为1～20范围内的整数；

R表示为

在本发明的一个实施例中，所述环氧基含磷聚硅氧烷中磷元素质量分数为1～10wt％。

本发明的第二个目的是提供一种所述的环氧基含磷聚硅氧烷的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

(1)将八甲基环四硅氧烷、1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷、1,1,3,3-四甲基二硅氧烷和阳离子开环聚合引发剂混合，在25～80℃下反应12～48h，制得含氢聚硅氧烷；

(2)将步骤(1)制备的含氢聚硅氧烷、1,2-环氧-4-乙烯基环己烷和溶剂混合，加入催化剂，在40～120℃下反应4～24h，制得环氧基聚硅氧烷；

(3)将步骤(2)制备的环氧基聚硅氧烷、含磷单体、催化剂和溶剂混合，在80～160℃下反应8～24h，得到环氧基含磷聚硅氧烷。

在本发明的一个实施例中，步骤(1)中，所述八甲基环四硅氧烷、1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷和1,1,3,3-四甲基二硅氧烷的摩尔比为4～16:2～16:1～2。

在本发明的一个实施例中，步骤(1)中，所述阳离子开环聚合引发剂为质子酸类或路易斯酸类；所述阳离子开环聚合引发剂用量为八甲基环四硅氧烷、1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷和1,1,3,3-四甲基二硅氧烷总质量和的0.1～1％。

优选地，所述质子酸为浓硫酸、磷酸、高氯酸、氯磺酸、氟磺酸、二氯乙酸、二氟乙酸、三氯乙酸、三氟乙酸或三氟甲磺酸；所述路易斯酸为三氟化硼、三氯化铝、四氯化钛、四氯化锡、氯化锌或五氯化锑。