[發(fā)明專利]一種含磷含氟協(xié)同阻燃化合物及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610053910.5
• 申請(qǐng)日: 2016-01-27
• 公開（公告）號(hào): CN105732715A
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 戴李宗;陳婷;劉誠;陳國榮;袁叢輝;陳顯明;曾碧榕;許一婷;羅偉昂
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廈門大學(xué)
• 主分類號(hào): C07F9/6574
• 分類號(hào): C07F9/6574
• 代理公司: 廈門南強(qiáng)之路專利事務(wù)所(普通合伙) 35200
• 代理人: 馬應(yīng)森

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及阻燃化合物，尤其是涉及一種含磷含氟協(xié)同阻燃化合物及其制備方法。

背景技術(shù)

近年來，隨著電子封裝技術(shù)的發(fā)展，對(duì)環(huán)氧樹脂的性能要求越來越高，如何在提高環(huán)氧樹脂的熱穩(wěn)定性、力學(xué)性能及阻燃性能的同時(shí)降低它的介電常數(shù)、吸濕性與膨脹系數(shù)，是亟待解決的問題。其中，利用多元素協(xié)同阻燃劑對(duì)環(huán)氧樹脂進(jìn)行改性，成為了改善環(huán)氧樹脂性能一個(gè)較有前景的方向。

GuL等人(GuL,ChenG,YaoY.Twonovelphosphorus–nitrogen-containinghalogen-freeflameretardantsofhighperformanceforepoxyresin[J].PolymerDegradationandStability,2014,108:68-75.)利用4,4'-二氨基二苯醚、4,4'-二氨基二苯砜分別與3-甲氧基-4羥基苯甲醛反應(yīng)，再加入9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物進(jìn)行縮合，制備了兩種含磷含氮的無鹵型阻燃劑，這兩種阻燃劑經(jīng)一鍋法制得，制備方便，產(chǎn)率較高。將此阻燃劑用于環(huán)氧樹脂的阻燃改性，在磷含量僅有0.73％～0.75％時(shí)材料的垂直燃燒性能即可達(dá)V-0級(jí)，并且材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度與殘?zhí)苛看蟠筇岣摺ｋm然這種阻燃劑有效提高了材料的阻燃性能，但由于其介電常數(shù)與吸濕性沒有得到改善，仍然無法滿足電子封裝材料的要求。

DingJP等人(DingJP,TaoZQ,FanL,etal.Synthesisandpropertiesoffluorinatedbiphenyl‐typeepoxyresin[J].Journalofappliedpolymerscience,2009,113(3):1429-1437.)利用聯(lián)苯二甲醚與間三氟甲基苯酚反應(yīng)得到了主鏈含氟的酚醛樹脂，再進(jìn)一步環(huán)氧化得到主鏈含氟的環(huán)氧樹脂。利用含氟的酚醛樹脂對(duì)含氟的環(huán)氧樹脂進(jìn)行固化，發(fā)現(xiàn)與不含氟的體系相比，環(huán)氧樹脂的熱穩(wěn)定性得到明顯提高，經(jīng)測試，改性后的環(huán)氧樹脂表面能降低，接觸角測試表明改性后的環(huán)氧具有疏水性能，且該環(huán)氧樹脂的體積電阻率可達(dá)0.5～0.8×10¹⁷Ω·cm，表面電阻率達(dá)0.8～4.6×10¹⁶Ω，使材料表現(xiàn)出良好的電氣絕緣性。氟元素的引入改善了材料介電性能與吸濕性，使其在電子封裝材料的應(yīng)用具有很大的前景，但是僅僅氟元素的引入，對(duì)材料的阻燃性能的提高并沒有起到很大的作用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于解決現(xiàn)有阻燃材料的缺點(diǎn)，提供一種含磷含氟協(xié)同阻燃化合物及其制備方法。

所述含磷含氟協(xié)同阻燃化合物的結(jié)構(gòu)式如下：

其中，R基團(tuán)可為或等。

所述含磷含氟協(xié)同阻燃化合物的制備方法，包括如下步驟：

1)將二氨基化合物與3,5-雙(三氟甲基)苯甲醛在第一溶劑中反應(yīng)，旋蒸，干燥后得到含碳氮雙鍵的中間體，其結(jié)構(gòu)式如下：

其中，R基團(tuán)可為或等；

在步驟1)中，所述第一溶劑可選自甲醇、乙醇、四氫呋喃、二氯甲烷、三氯甲烷等中的一種；所述二氨基化合物與第一溶劑的配比可為1g∶(1～20)mL，其中，二氨基化合物以質(zhì)量計(jì)算，第一溶劑以體積計(jì)算；所述反應(yīng)的條件可于25～90℃下反應(yīng)2～10h；所述二氨基化合物與3,5-雙(三氟甲基)苯甲醛的摩爾比可為1∶(2～3)；所述干燥可采用真空干燥。

2)將步驟1)制備的含碳氮雙鍵的中間體與9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物在第二溶劑中反應(yīng)，產(chǎn)物用沉淀劑進(jìn)行沉淀，再用沉淀劑洗滌，干燥后即得含磷含氟協(xié)同阻燃化合物。

在步驟2)中，所述含碳氮雙鍵中間體、9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物的摩爾比可為1∶(2～3)；所述第二溶劑可選自N,N-二甲基甲酰胺、二甲亞砜、乙酸乙酯、二氯甲烷、三氯甲烷等中的一種，所述含碳氮雙鍵中間體與第二溶劑的配比可為1g∶(1～20)mL，其中，含碳氮雙鍵中間體以質(zhì)量計(jì)算，第二溶劑以體積計(jì)算；所述反應(yīng)的條件可于25～90℃下反應(yīng)8～12h；所述沉淀劑可選自甲醇、乙醇、正己烷等中的一種；所述洗滌可洗滌3遍；所述干燥可采用真空干燥。

為了結(jié)合各種阻燃元素的優(yōu)勢，改善高分子材料介電常數(shù)、吸濕性與阻燃等性能，使環(huán)氧樹脂能更好地應(yīng)用于電子封裝材料領(lǐng)域中，本發(fā)明合成了一種含磷含氟協(xié)同阻燃化合物，并用于環(huán)氧樹脂的改性，大大提高環(huán)氧樹脂阻燃性能和介電常數(shù)等，使其能夠很好的應(yīng)用于電子封裝材料領(lǐng)域。

本發(fā)明的有益效果是：