[發(fā)明專利]一種乙二胺四亞甲基膦酸金屬鹽/環(huán)氧樹脂復(fù)合物、其制備方法和應(yīng)用

有效

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• 申請日: 2020-03-10
• 公開（公告）號: CN111234462B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王正洲;王文多
• 申請（專利權(quán)）人: 南京同寧新材料研究院有限公司
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08K5/5317;C09J163/00;C09J11/06
• 代理公司: 南京泰普專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32360
• 代理人: 竇賢宇

本發(fā)明公開了一種乙二胺四亞甲基膦酸金屬鹽/環(huán)氧樹脂復(fù)合物、其制備方法和應(yīng)用，屬于阻燃材料制備技術(shù)領(lǐng)域。該復(fù)合物包括以下重量份含量的組分：雙酚A型環(huán)氧樹脂60?80份，乙二胺四亞甲基膦酸金屬鹽3?10份，固化劑20?30份。本發(fā)明通過將乙二胺四亞甲基膦酸制成乙二胺四亞甲基膦酸金屬鹽，再與環(huán)氧樹脂進行復(fù)合，制備出乙二胺四亞甲基膦酸金屬鹽/環(huán)氧樹脂復(fù)合物，該復(fù)合物不僅具有優(yōu)異的阻燃性能，而且還具有優(yōu)異的力學(xué)性能影響；解決了傳統(tǒng)無鹵阻燃劑阻燃效率低、添加量大時會嚴重損害材料的力學(xué)性能等缺點的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于阻燃材料制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種乙二胺四亞甲基膦酸金屬鹽/環(huán)氧樹脂復(fù)合物、其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

環(huán)氧樹脂（EP）是指分子中含有兩個以上環(huán)氧基團的一類聚合物的總稱。憑借其粘結(jié)性好、化學(xué)穩(wěn)定性高、熱穩(wěn)定性好、電絕緣優(yōu)異、機械性能良好等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于粘合劑、復(fù)合材料、電子器件等領(lǐng)域。然而，環(huán)氧樹脂的易燃性在很大程度上制約了其在一些領(lǐng)域中的應(yīng)用，如當(dāng)其應(yīng)用于電子電氣、建筑等領(lǐng)域時需要對其進行阻燃處理。傳統(tǒng)的鹵素阻燃劑燃燒時會產(chǎn)生大量有毒有害氣體；金屬氫氧化物以及無機阻燃劑添加量通常較大，嚴重影響了環(huán)氧樹脂的力學(xué)性能；DOPO及其衍生物在環(huán)氧樹脂中阻燃效果較好，但其阻燃環(huán)氧樹脂燃燒時發(fā)煙量進一步增加。近年來，隨著人們環(huán)保意識的增強，以及對阻燃劑性能要求的提高，新型環(huán)保、高效的環(huán)氧樹脂阻燃劑的研發(fā)越來越引起人們高度重視。

有機膦酸金屬鹽作為一種新型阻燃劑受到廣泛關(guān)注，如二乙基次磷酸鋁（ADP），甲基乙基次磷酸鋁（AMP）等。文獻報道[Liu, et al. Comparative study of aluminumdiethylphosphinate and aluminum methylethylphosphinate-filled epoxy flame-retardant composites, Polym. Compos., 33 (2012) 918-926.]，ADP和AMP的加入可以一定程度上提高環(huán)氧樹脂的阻燃性能。然而，這類膦酸鹽的阻燃效率較低，通常需要20%以上的添加量才能達到較高的阻燃效果[Liu, et al. A New flame-retardant epoxycomposites based on silica and metal salt of phosphinate, in: AppliedMechanics and Materials, Trans Tech Publ, 2013, 1461-1464.]。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：提供一種乙二胺四亞甲基膦酸金屬鹽/環(huán)氧樹脂復(fù)合物、其制備方法和應(yīng)用，以解決傳統(tǒng)無鹵阻燃劑阻燃效率低、添加量大時會嚴重損害材料的力學(xué)性能等缺點的問題。

技術(shù)方案：一種乙二胺四亞甲基膦酸金屬鹽/環(huán)氧樹脂復(fù)合物，以重量百分數(shù)計，包括如下組分：雙酚A型環(huán)氧樹脂60-80份，乙二胺四亞甲基膦酸金屬鹽3-10份，固化劑20-30份。

作為一個優(yōu)選方案，所述乙二胺四亞甲基膦酸金屬鹽至少包括乙二胺四亞甲基膦酸錫、乙二胺四亞甲基膦酸鋁、乙二胺四亞甲基膦酸鋅、乙二胺四亞甲基膦酸銅或乙二胺四亞甲基膦酸鎂中的一種。

作為一個優(yōu)選方案，所述乙二胺四亞甲基膦酸金屬鹽的制備工藝如下：將乙二胺四亞甲基膦酸溶于氫氧化鈉溶液中，調(diào)節(jié)溶液pH至5-6，將所得溶液與金屬氯化物、硫酸鹽或硝酸鹽加入到反應(yīng)容器中，再加入適量水，充分攪拌若干時間后，將產(chǎn)物過濾、水洗和干燥，得到乙二胺四亞甲基膦酸金屬鹽。

作為一個優(yōu)選方案，所述金屬氯化物、硫酸鹽或硝酸鹽至少包括氯化錫、硫酸鋁、硫酸鋅、硝酸銅中的一種.

作為一個優(yōu)選方案，所述乙二胺四亞甲基膦酸和金屬氯化物、硫酸鹽或硝酸鹽的摩爾比為1:2~1:4。

作為一個優(yōu)選方案，所述乙二胺四亞甲基膦酸金屬鹽的制備工藝中，反應(yīng)溫度為常溫，反應(yīng)時間為24-48h，pH為5-6。