[發明專利]一種倍半硅氧烷交聯的硅氮磷協同阻燃水性環氧樹脂及其制備方法

有效

• 申請號: 201611198763.7
• 申請日: 2016-12-22
• 公開（公告）號: CN107057517B
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發明（設計）人: 吳偉國
• 申請（專利權）人: 廣東一通科技股份有限公司
• 主分類號: C09D163/00
• 分類號: C09D163/00;C09D5/08;C09D5/18;C09D7/61;C09D7/63;C08G77/395;C08G77/388;C08G59/64
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 陳衛

1.一種倍半硅氧烷交聯的硅氮磷協同阻燃水性環氧樹脂，其特征在于，由50～70wt％環氧樹脂基料、8～12wt％含硅氮磷的倍半硅氧烷環氧樹脂固化劑、1.5～2wt％固化促進劑、7～15wt％發泡劑、5～10wt％成炭劑、3～10wt％成炭催化劑、4～9wt％顏填料和1.5～2wt％流平劑組成，并且上述各組分的含量之和為100％；具體地，所述倍半硅氧烷交聯的硅氮磷協同阻燃水性環氧樹脂由如下方法制備得到：首先合成含硅氮磷的倍半硅氧烷環氧樹脂固化劑，與環氧樹脂基料、固化促進劑、發泡劑、成炭劑、成炭催化劑、顏填料、流平劑混合后，球磨12～24h，再與水混合成水溶性環氧樹脂；

所述含硅氮磷的倍半硅氧烷環氧樹脂固化劑是由籠型倍半硅氧烷、9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物和多胺類物質反應合成得到；所述籠型倍半硅氧烷的結構式如下所示：

其中，R為含環氧結構的基團；

所述多胺類物質為含有兩個或兩個以上伯胺和/或仲胺活性基團的多胺類物質；

所述籠型倍半硅氧烷由如下方法制備得到：

(1)將異丙醇和5％四甲基氫氧化銨水溶液混合，在攪拌下滴加異丙醇和R-三甲氧基硅烷的混合液，并在60min內滴加完畢；其中，所述R-三甲氧基硅烷中，R為含環氧結構的基團；

(2)滴加結束后，室溫繼續攪拌5～8h，然后減壓蒸餾除去異丙醇，再加入甲苯或氯仿進行溶解，在70～90℃回流反應4～8h，調節溶液的pH值至中性，減壓蒸餾出去甲苯或氯仿，在50～70℃的溫度下真空干燥，得到無色透明的粘稠狀液體，即為環氧基封端的籠型倍半硅氧烷；

所述含硅氮磷的倍半硅氧烷環氧樹脂固化劑由如下方法制備得到：

S1.在氯仿中溶解籠型倍半硅氧烷，回流20～40min后，加入9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物和催化劑三苯基膦，繼續回流反應3～5h；

S2.步驟S1回流反應結束后，加入過量的多胺，回流反應40～80min，產物用水洗滌后再旋轉蒸發除去溶劑，產物干燥1～3h，研磨至100～200目，得到含硅氮磷的倍半硅氧烷環氧樹脂固化劑；

所述環氧樹脂基料為雙酚A型環氧樹脂、酚醛環氧樹脂、環氧基封端聚乙二醇或脂環族環氧樹脂；所述固化促進劑為咪唑衍生物；所述發泡劑為三聚氰胺或雙氰胺；所述成炭劑是有機多羥基化合物；所述成炭催化劑為磷酸銨、磷酸尿素、聚磷酸銨、聚磷酸鉀銨、聚磷酸鎂銨或磷酸三聚氰胺的一種或兩種以上物質的組合；所述顏填料為輕質碳酸鈣、硫酸鋇、石英粉、滑石粉、硅灰石、氧化鐵、氧化鋁、二氧化鈦、氧化鋅的一種或兩種以上物質的組合；所述流平劑為聚丙烯酸酯類及其共聚物、聚乙烯醇縮醛或醋酸纖維素材料中的一種或兩種以上物質的組合。