[發明專利]一種氮磷雜環化合物在環氧樹脂阻燃改性中的應用

有效

• 申請號: 201810124543.2
• 申請日: 2018-02-07
• 公開（公告）號: CN108395574B
• 公開（公告）日: 2019-12-24
• 發明（設計）人: 姚強;李準
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: C08K5/5399
• 分類號: C08K5/5399;C08L63/00;C07F9/6584
• 代理公司: 33224 杭州天勤知識產權代理有限公司
• 代理人: 劉誠午

本發明提供一種氮磷雜環化合物在環氧樹脂阻燃改性中應用，所述磷氮雜環化合物作為阻燃劑具有式(Ⅰ)所示結構，將磷氮雜環阻燃劑與環氧樹脂和胺類或酚類固化劑，在一定溫度下完成固化反應，獲得阻燃環氧樹脂；得到的阻燃環氧樹脂的可燃性降低，具有永久阻燃性，垂直燃燒測試通過V?0級別。本發明提供的氮磷雜環化合物作為阻燃劑在環氧樹脂阻燃改性中的應用方法，操作簡便，工藝簡單，通用性廣，有利于大規模工業生產。

技術領域

本發明屬于高分子材料阻燃改性技術領域，具體涉及一種氮磷雜環化合物在環氧樹脂阻燃改性中的應用。

背景技術

環氧樹脂是一種在工業上被廣泛應用的熱固性樹脂。由于其具有良好的機械性能，優異的電絕緣性、耐化學腐蝕性、粘結性等，可用于封裝材料、電器膠黏劑、印刷電路板等。但是，由于其自身存在的易燃風險，在很大程度上限制了其應用。因此，阻燃環氧樹脂及其制備是提高材料阻燃性能，拓寬材料應用范圍的有效方法。

目前對于環氧樹脂的阻燃改性通常包括引入溴系阻燃劑、無機阻燃劑、磷系阻燃劑等。其中，溴系阻燃劑在燃燒過程中釋放出大量有毒物質，對人體健康及環境安全造成嚴重威脅；無機阻燃劑與基體的相容性較差，且添加量較高，使得高分子材料的機械性能受損嚴重。因此，磷系阻燃劑以其高效、低毒、環保等優點，日益受到國內外學者的廣泛關注。

已有環氧樹脂用的磷系阻燃劑通常是含磷的環氧樹脂，含磷的酚類擴鏈劑或固化劑，或者是含磷的胺類固化劑(見Levchik and Weil,Polymer International,2004,53:1901-1929)。含磷的環氧樹脂需要事先制備，并且同大規模生產的不含磷的環氧樹脂競爭，經濟性差。而含磷的酚類擴鏈劑或固化劑都需要同環氧樹脂反應，從而同大規模生產的不含磷的胺類固化劑競爭，經濟性也不利。

為了使用已有的工業化大生產的環氧樹脂和各類胺類固化劑，添加型的磷系阻燃劑更經濟可行。添加型的磷系阻燃劑不跟環氧樹脂和固化劑的反應，不改變環氧樹脂和固化劑的用量，對各種環氧樹脂和固化劑都適用(譬如美國專利US8536256)。且可以很方便地通過調節添加型阻燃劑的用量，來達到阻燃的目的。但添加型的磷系阻燃劑遷移性高，不利于長久阻燃。

發明內容

為了克服以上已有磷系阻燃劑的缺點，本發明提供一種氮磷雜環化合物在環氧樹脂阻燃改性中的應用，通過該氮磷雜環化合物作為阻燃劑改性的環氧樹脂具有永久阻燃性。

所述的氮磷雜環化合物，其結構式如式(Ⅰ)所示：

其中，R₁、R₂獨立地任選自C₁～C₁₈的烷基、C₆～C₁₈的芳基，其中所述芳基可任選經C₁～C₁₈烷基取代；

R₃任選自直連鍵，C₁～C₁₈的亞烷基、C₆～C₁₈的亞芳基、C₃～C₁₂亞環烷基或C₃～C₁₂亞環烯基，其中所述亞芳基、亞環烷基或亞環烯基可任選經C₁～C₆烷基取代；

所述的R₃為直連鍵的定義為：R₃為直接將式(Ⅰ)氮磷化合物中兩個N原子下的亞甲基連起來的鍵，碳原子數為0；

R₄任選自C₁～C₁₈的烷基、C₆～C₁₈的芳基；

k任選自0、1。