[發(fā)明專利]環(huán)氧樹脂用潛伏型阻燃固化劑及制備方法和其固化物的應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710136394.7
• 申請(qǐng)日: 2017-03-09
• 公開（公告）號(hào): CN107099022B
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王玉忠;徐英俊;陳力;饒文輝;戚敏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類號(hào): C08G59/50
• 分類號(hào): C08G59/50;C07F9/30;C07F9/12;C07F9/6574;C07F9/6506
• 代理公司: 成都科海專利事務(wù)有限責(zé)任公司 51202
• 代理人: 唐麗蓉

本發(fā)明公開的環(huán)氧樹脂用潛伏型阻燃固化劑，其由含磷有機(jī)酸或有機(jī)磷氯化物與咪唑類化合物一步反應(yīng)而成，反應(yīng)簡單快捷，產(chǎn)率高，副產(chǎn)物少，易于擴(kuò)大化生產(chǎn)。由于本發(fā)明提供的環(huán)氧樹脂用潛伏型阻燃固化劑是一種兼具磷及氮的咪唑類化合物，阻燃元素含量高，將之用于固化環(huán)氧樹脂適用期長，用量少，固化效率高，阻燃效果好，以5％以上的用量即可使所得的雙酚A型環(huán)氧樹脂固化物L(fēng)OI大于30％，UL?94為V?1或V?0級(jí)別，既保持了普通環(huán)氧樹脂優(yōu)異的熱性能、機(jī)械加工性能及絕緣性能，又具備突出的阻燃性能，應(yīng)用廣泛且特別適用于電子電氣制品和復(fù)合材料。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于環(huán)氧樹脂的固化劑及其制備和應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種潛伏型阻燃固化劑及制備方法和其固化物的應(yīng)用。

背景技術(shù)

環(huán)氧樹脂，作為一種有著良好三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的熱固性樹脂，因介電性能、力學(xué)性能、粘接性能、耐腐蝕性能優(yōu)異，固化收縮率和熱膨脹系數(shù)小，尺寸穩(wěn)定性好及工藝性好而被廣泛應(yīng)用。在工業(yè)生產(chǎn)中，為了控制工藝及簡化操作，常常將環(huán)氧預(yù)聚物、固化劑及其他成分作為單組份原料加以儲(chǔ)存、運(yùn)輸以及現(xiàn)場施工，此即要求預(yù)聚物體系在通常情況下儲(chǔ)存穩(wěn)定，而在實(shí)際應(yīng)用時(shí)能夠快速反應(yīng)固化。因而潛伏型固化劑，特別是熱致性潛伏固化劑備受關(guān)注。另外，隨著電子器件的不斷小型化，伴隨著過熱現(xiàn)象而帶來火災(zāi)隱患，以及環(huán)氧樹脂本身的易燃性，因而需要大量阻燃性能好且熱穩(wěn)定性佳的環(huán)氧樹脂。為了同時(shí)解決以上兩個(gè)問題，研發(fā)多功能的潛伏型阻燃固化劑顯得很有必要。

咪唑類化合物作為新興的環(huán)氧樹脂固化劑，在固化環(huán)氧樹脂過程中，既能利用仲氨基與環(huán)氧基加成，又能以叔氨基與環(huán)氧基團(tuán)反應(yīng)后以陰離子聚合催化環(huán)氧樹脂均相聚合固化。因其固化效率高，所得固化物的熱性能好、力學(xué)性能突出且絕緣性能好而被廣泛應(yīng)用于電子工業(yè)領(lǐng)域。但因其與環(huán)氧化合物經(jīng)混合后易反應(yīng)、不穩(wěn)定，甚至在常溫下就能較快速地發(fā)生反應(yīng)，故而難以適用于可大規(guī)模工業(yè)化的預(yù)聚物單組份體系。因而，對(duì)咪唑類化合物加以鈍化改性使之成為環(huán)氧樹脂用熱致性潛伏型固化劑很有意義。迄今已報(bào)道的方法包括制備微膠囊、有機(jī)酸成鹽、金屬有機(jī)配合物以及取代衍生物，但已有報(bào)道大多制備方案復(fù)雜，所得固化劑功能單一，難以滿足現(xiàn)有電子工業(yè)領(lǐng)域的各項(xiàng)要求。

Tan等人(ACS Appl.Mater.Interfaces 2015,7,17919-17928)通過界面離子交換反應(yīng)制備了多官能度有機(jī)胺改性聚磷酸銨，并將之作為阻燃固化劑用以制備高阻燃性能環(huán)氧樹脂固化物，當(dāng)阻燃固化劑用量為10％，其固化物的LOI為28.5％，UL-94為V-0級(jí)別，且可有效降低燃燒過程中的煙釋放，但其固化所需溫度較高，固化周期長，不具備潛伏固化劑所要求的快速反應(yīng)固化性。劉萍等人(CN1537878)利用帶有長鏈取代基的咪唑衍生物與低分子量環(huán)氧樹脂于二甲苯中反應(yīng)，而后將此加成物用做環(huán)氧樹脂的潛伏型固化劑，其適用期長，且所得固化物有較高的柔性，非常適用于電子元器件的封裝，但遺憾的是制備所用溶劑沸點(diǎn)較高，除去難度大，且固化劑功能單一，不具備阻燃性能，使所得固化物的應(yīng)用范圍有較大限制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷和問題，提供一種環(huán)氧樹脂用潛伏型阻燃固化劑及制備方法和其固化物的應(yīng)用，用該固化劑固化的環(huán)氧樹脂在常溫穩(wěn)定性好，在中溫下固化快，所得固化物既保持了普通環(huán)氧樹脂優(yōu)異的熱性能、機(jī)械加工性能及絕緣性能，又具備突出的阻燃性能，其可以應(yīng)用于澆注、浸漬和層壓料及粘接劑、涂料和封裝材料，特別是用于電子電氣制品和復(fù)合材料。

本發(fā)明提供的環(huán)氧樹脂用潛伏型固化劑，其結(jié)構(gòu)通式為：

式中的R₁和R₂都為H，或R₁和R₂分別為CH₃和H，或R₁和R₂分別為C₂H₅和CH₃。