[發明專利]一種硅磷鈦三元素協同阻燃環氧樹脂及其制備方法

有效

• 申請號: 201610200021.7
• 申請日: 2016-04-01
• 公開（公告）號: CN105733194B
• 公開（公告）日: 2017-08-04
• 發明（設計）人: 曾碧榕;劉永洲;楊麗;朱繼紅;戴李宗;陳國榮
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08K5/549;C07F9/6596
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所(普通合伙)35200
• 代理人: 馬應森

1.一種硅磷鈦三元素協同阻燃環氧樹脂，其特征在于由環氧樹脂、固化劑和含磷有機鈦雜化倍半硅氧烷組成；含磷有機鈦雜化倍半硅氧烷按質量百分比為環氧樹脂的1％～20％，固化劑的用量與環氧樹脂的環氧當量為化學計量比；

所述含磷有機鈦雜化倍半硅氧烷的分子結構式如下：

其中，R為非反應性基團，選自異丁基、異辛基、乙基、環己基、環戊基、苯基。

2.如權利要求1所述一種硅磷鈦三元素協同阻燃環氧樹脂，其特征在于所述環氧樹脂采用分子中含有至少兩個環氧基團的化合物，所述環氧樹脂選自縮水甘油醚、縮水甘油胺、縮水甘油酯中的一種；所述縮水甘油醚選自雙酚A型縮水甘油醚、雙酚F型縮水甘油醚、雙酚S型縮水甘油醚中的一種；所述縮水甘油胺選自苯胺縮水甘油胺、二氨基二苯甲烷四縮水甘油胺中的一種；所述縮水甘油酯選自二縮水甘油對(鄰)苯二甲酸酯中的一種。

3.如權利要求1所述一種硅磷鈦三元素協同阻燃環氧樹脂，其特征在于所述固化劑采用與環氧樹脂配合使用的胺類化合物或酸酐類化合物，所述胺類化合物選自4,4’-二氨基二苯甲烷、乙二胺、二乙烯三胺、間苯二胺中的一種；所述酸酐類化合物選自鄰苯二甲酸酐、均苯四甲酸酐、甲基環己烯四羧酸酐中的一種。

4.如權利要求1所述一種硅磷鈦三元素協同阻燃環氧樹脂，其特征在于所述含磷有機鈦雜化倍半硅氧烷由倍半硅氧烷三硅醇、有機鈦酸酯、乙醇胺、多聚甲醛、9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物合成所得，具體合成步驟如下：

1)在配有冷凝管的三口瓶中加入倍半硅氧烷三硅醇和三氯甲烷，氮氣保護下，加入有機鈦酸酯，攪拌溶解后在50～60℃反應4～6h，分離、提純、干燥得有機鈦雜化倍半硅氧烷；

2)將有機鈦雜化倍半硅氧烷溶于三氯甲烷與乙醇胺中，50～60℃反應8～10h，分離、提純、干燥得氨乙基有機鈦雜化倍半硅氧烷；

3)將氨乙基有機鈦雜化倍半硅氧烷、多聚甲醛和DOPO溶于三氯甲烷中，在50～60℃反應18～24h分離、提純、干燥后即得含磷有機鈦雜化倍半硅氧烷。

5.如權利要求4所述一種硅磷鈦三元素協同阻燃環氧樹脂，其特征在于按摩爾比，倍半硅氧烷三硅醇∶有機鈦酸酯＝1∶(1～1.3)，有機鈦雜化倍半硅氧烷∶乙醇胺＝1∶(1～1.3)，氨乙基有機鈦雜化倍半硅氧烷∶多聚甲醛∶DOPO＝1∶(1～1.4)∶(1～1.4)。

6.如權利要求4所述一種硅磷鈦三元素協同阻燃環氧樹脂，其特征在于所述有機鈦酸酯選自鈦酸正丁酯、鈦酸異丁酯、鈦酸異丙酯中的一種。

7.如權利要求1所述硅磷鈦三元素協同阻燃環氧樹脂的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

將環氧樹脂放入容器中加熱，再加入含磷有機鈦雜化倍半硅氧烷，攪拌后加入固化劑，繼續攪拌后倒入預熱的模具中，固化，在130～150℃下保溫2h，然后在150～170℃保溫2h，成型后即得硅磷鈦三元素協同阻燃環氧樹脂。

8.如權利要求7所述硅磷鈦三元素協同阻燃環氧樹脂的制備方法，其特征在于所述加熱的溫度為85～100℃，加熱的時間為20～40min；所述攪拌的時間為40～80min。

9.如權利要求7所述硅磷鈦三元素協同阻燃環氧樹脂的制備方法，其特征在于所述固化的溫度為120～130℃，固化的時間為4h。