[發明專利]一種改性環氧樹脂及其制備方法

有效

• 申請號: 202011092948.6
• 申請日: 2020-10-13
• 公開（公告）號: CN112142954B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: 鐘偉;蘭加水;朱蔚銘;石永有;張志鑫
• 申請（專利權）人: 萬新（廈門）新材料有限公司;愛克立（廈門）健康科技有限公司
• 主分類號: C08G59/56
• 分類號: C08G59/56;C08G59/50
• 代理公司: 廈門知昱見行專利代理事務所(特殊普通合伙) 35281
• 代理人: 俞海橋

本發明公開了一種改性環氧樹脂，其各組分為環氧樹脂、固化劑和阻燃劑，其由含磷酰苯并咪唑反應型阻燃劑與雙酚A型環氧樹脂攪拌至均一混合液后，與固化劑混合溶解得到環氧樹脂混合液，再倒入模具中進行升溫分段固化，最后冷卻而得。本發明的優點：含磷酰苯并咪唑反應型阻燃劑以三乙胺為縛酸劑，通過2?氨基苯并咪唑與磷酰二氯反應制備而得，該方法具有操作簡單，反應條件易控，易于實現工業化生產的特點；本發明提供的阻燃劑改性的環氧樹脂具有良好的阻燃性、耐熱性以及優異的力學性能，可廣泛應用于電子電器、建筑材料、復合材料等領域，具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明涉及一種改性環氧樹脂及其制備方法，特別涉及一種含磷酰苯并咪唑反應型阻燃劑改性環氧樹脂及其制備方法，屬于阻燃劑改性環氧樹脂技術領域。

背景技術

環氧樹脂具有良好的機械性能、化學穩定性及易成型等優點被廣泛應用于表面涂層、復合材料、半導體封裝和電子電器裝置等領域，是一類應用最廣泛的熱固性樹脂。然而，環氧樹脂高度易燃的缺陷限制了其在電子電器、化學化工等諸多領域的應用，因此阻燃型環氧樹脂的開發對于環氧樹脂的應用和發展具有重要意義。

傳統的鹵素阻燃劑對環氧樹脂具有阻燃效率高及性價比突出等特點而得到廣泛應用，但基于環保及安全等因素其應用受到了限制。磷氮阻燃劑因其無毒、高效，成為鹵系阻燃劑的重要替代品之一。含磷阻燃劑通過自由基捕獲和多聚磷酸的形成來抑制燃燒，而含氮阻燃劑在燃燒過程中會釋放惰性氣體。因此，含磷、含氮阻燃劑通過磷、氮的協同作用賦予優異的阻環氧樹脂燃性能。多聚磷酸銨(APP)是一種應用廣泛的無鹵阻燃劑，但添加量達到20wt％時仍不能使環氧樹脂達到UL94 V-0級。此外，與純環氧樹脂相比，APP的添加還會導致交聯密度降低，影響其耐熱性能(Polymer Degradation and Stability，2019，162，129-137)。熱穩定性的降低限制了這類材料的應用范圍。

本發明旨在提供一種含磷酰苯并咪唑反應型阻燃劑改性的環氧樹脂的制備方法，制備的阻燃劑結構中含有P、N元素又能賦予阻燃改性環氧樹脂良好的阻燃性能。并且該阻燃機中還含有N-H基團，可參與環氧樹脂的固化反應，與環氧樹脂相容性好，使用過程不易發生遷移，提高改性環氧樹脂的力學性能。同時，多芳環基團可提高其熱穩定性能。本發明制備的磷酰苯并咪唑阻燃劑克服了部分阻燃劑的加入使環氧樹脂熱穩定性變差的問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題，在于提供一種改性環氧樹脂及其制備方法。

本發明通過下述方案實現：一種改性環氧樹脂，其各組分重量份如下：環氧樹脂77～81重量份，固化劑13～18重量份，阻燃劑1～10重量份。

一種改性環氧樹脂的制備方法，其按照以下步驟進行：

步驟一、將雙酚A型環氧樹脂(E51)與含磷酰苯并咪唑反應型阻燃劑在90～100℃攪拌至完全溶解；

步驟二、將步驟一中得到的混合液與固化劑在90～100℃攪拌，直至固化劑完全溶解，再放入60～80℃真空烘箱下除去氣泡得到改性的環氧樹脂混合液；

步驟三、將步驟二得到的改性的環氧樹脂混合液倒入模具中，進行升溫分段固化，固化后冷卻至室溫，得到了一種含磷酰苯并咪唑反應型阻燃劑改性的環氧樹脂。

所述含磷酰苯并咪唑反應型阻燃劑的結構如下：

其中，

所述步驟三中的升溫分段固化，第一段固化溫度為：90-110℃，固化2-3h；第二段固化溫度為：140-160℃，固化時間為2-3h。

所述步驟二中采用的固化劑為二氨基二苯甲烷或二氨基二苯砜。

所述步驟一中采用的含磷酰苯并咪唑反應型阻燃劑的制備方法如下：