[發明專利]磷氮阻燃型咪唑類潛伏性固化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201711182509.2
• 申請日: 2017-11-23
• 公開（公告）號: CN107814913B
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發明（設計）人: 楊爽;胡業發;章橋新;周祖德;丁國平;王鈞
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: C08G59/50
• 分類號: C08G59/50;C07F9/6574
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 張秋燕;崔友明

本發明公開了磷氮阻燃型咪唑類潛伏性固化劑，其分子結構式如下：其制備方法：以9，10?二氫?9?氧雜?10?磷雜菲?10?氧化物(DOPO)、含活潑N?H鍵的咪唑類化合物以及異氰尿酸三縮水甘油酯(TGIC)為原料，通過咪唑類化合物中的N?H鍵和DOPO中的P?H鍵與TGIC中環氧基團的加成反應，得到含磷雜菲和三嗪三酮環的磷氮阻燃型咪唑類潛伏性固化劑。該磷氮阻燃型咪唑類潛伏性固化劑對環氧樹脂具有阻燃效果好、潛伏性優良、固化活性高的特點。

技術領域

本發明涉及阻燃型環氧樹脂潛伏性固化劑及其制備方法，用于本質阻燃單組分環氧樹脂體系。

背景技術：

環氧樹脂具有良好的力學性能、粘接性能、耐化學腐蝕性能、電學性能以及尺寸穩定性等優點，廣泛應用于涂料、粘接劑、層合板以及電子工業等領域。但普通環氧樹脂屬于易燃材料，要擴大其應用范圍，就必須對其進行阻燃改性。

另一方面，潛伏性固化劑是國內外環氧樹脂固化劑領域的研究熱點。與目前普遍采用的雙組分環氧樹脂體系相比，由潛伏性固化劑與環氧樹脂混合配制而成的單組分環氧樹脂體系具有簡化生產操作工藝、降低環境污染、提高產品質量、便于大規模工業化生產等優點。咪唑類固化劑能引發環氧樹脂進行陰離子鏈式聚合，具有固化效率高、固化物耐化學介質性能、力學性能和電絕緣性能好等特點,具有廣闊的應用前景。然而，普通咪唑類固化劑在常溫下的固化活性高，其與環氧樹脂組成的單組分體系貯存期較短。

發明內容：

本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術存在的不足而提供一類磷氮阻燃型咪唑類潛伏性固化劑及其制備方法，對環氧樹脂具有阻燃效果好、潛伏性優良、固化活性高的特點。

本發明為解決上述提出的問題所采用的技術方案為：

磷氮阻燃型咪唑類潛伏性固化劑，其分子結構式如下：

其中，R₁選自包括但并不限于氫、甲基、乙基、苯基或十一烷基等中的一種，R₂選自包括但并不限于氫、甲基或苯基等中的一種。

本發明以9，10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物(DOPO)、含活潑N-H鍵的咪唑類化合物以及異氰尿酸三縮水甘油酯(TGIC)為原料，通過咪唑類化合物中的N-H鍵和DOPO中的P-H鍵與TGIC中環氧基團的加成反應，得到含磷雜菲和三嗪三酮環的磷氮阻燃型咪唑類潛伏性固化劑。合成路線圖如下：

上述磷氮阻燃型咪唑類潛伏性固化劑的制備方法，包括以下步驟：

(1)將異氰尿酸三縮水甘油酯(TGIC)加入反應瓶中，然后在130-140℃、攪拌條件下將9，10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物(DOPO)粉末逐批次加入到反應瓶中；DOPO粉末加入完畢后，在130-140℃繼續反應4-6h，然后冷卻，得到DOPO與TGIC的加成物DOPO-TGIC粉末；

(2)將含活潑N-H鍵的咪唑類化合物和反應溶劑在反應瓶中混合均勻，然后在130-150℃、攪拌條件下將步驟(1)中制備的DOPO-TGIC粉末逐批次加入反應瓶中；DOPO-TGIC粉末加入完畢后，在130-150℃繼續反應5-10h；反應結束后，旋蒸除去反應溶劑，得到磷氮阻燃型咪唑類潛伏性固化劑。

按上述方案，所述制備方法中，所述含活潑N-H鍵的咪唑類化合物原料的分子式如下：

其中，R₁選自包括但并不限于氫、甲基、乙基、苯基或十一烷基等中的一種，R₂選自包括但并不限于氫、甲基或苯基等中的一種。