CN110698645A - 基于磷杂菲/硅氧烷双基簇状化合物的增韧型无卤阻燃环氧树脂材料 - Google Patents

基于磷杂菲/硅氧烷双基簇状化合物的增韧型无卤阻燃环氧树脂材料 Download PDF

Info

Publication number
CN110698645A
CN110698645A CN201910927874.4A CN201910927874A CN110698645A CN 110698645 A CN110698645 A CN 110698645A CN 201910927874 A CN201910927874 A CN 201910927874A CN 110698645 A CN110698645 A CN 110698645A
Authority
CN
China
Prior art keywords
epoxy resin
phosphaphenanthrene
siloxane
cluster compound
resin material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910927874.4A
Other languages
English (en)
Inventor
钱立军
邱勇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Technology and Business University
Original Assignee
Beijing Technology and Business University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Technology and Business University filed Critical Beijing Technology and Business University
Priority to CN201910927874.4A priority Critical patent/CN110698645A/zh
Publication of CN110698645A publication Critical patent/CN110698645A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G59/00Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
    • C08G59/14Polycondensates modified by chemical after-treatment
    • C08G59/1433Polycondensates modified by chemical after-treatment with organic low-molecular-weight compounds
    • C08G59/1488Polycondensates modified by chemical after-treatment with organic low-molecular-weight compounds containing phosphorus
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L63/00Compositions of epoxy resins; Compositions of derivatives of epoxy resins

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Epoxy Resins (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

本发明涉及基于磷杂菲/硅氧烷双基簇状化合物的增韧型无卤阻燃环氧树脂材料,属于在普通环氧树脂中添加特定助剂成分获得抗冲击阻燃环氧树脂材料的技术领域;本发明采用两种反应型的磷杂菲/硅氧烷双基簇状化合物TriDSi和TetraDSi,将TriDSi和/或TetraDSi中星型聚集的磷杂菲/硅氧烷双基链段与环氧树脂分子键接,利用星型聚集的双基链段的增韧和阻燃作用,高效地赋予了环氧树脂材料优异的综合性能,从而使本发明公布的基于磷杂菲/硅氧烷双基簇状化合物的增韧型无卤阻燃环氧树脂材料能够更好地应用于具有特定防火安全要求和更高物理机械性能需求的电子电器和复合材料结构件等领域。

Description

基于磷杂菲/硅氧烷双基簇状化合物的增韧型无卤阻燃环氧 树脂材料
技术领域
本发明涉及基于磷杂菲/硅氧烷双基簇状化合物的增韧型无卤阻燃环氧树脂材料,属于在普通环氧树脂中添加特定助剂成分获得抗冲击阻燃环氧树脂材料的技术领域。
背景技术
发展高性能阻燃聚合物材料,提高聚合物材料的防火安全性能,既是聚合物材料研究领域的重要研究课题,更是社会安全和发展的必要保障;通常情况下,在聚合物材料阻燃功能化的过程中,由于阻燃成分的引入,常常会影响到聚合物材料原有的各项性能,例如力学性能、热性能以及加工性能等;要获得各方面性能俱佳的聚合物材料往往比较困难,其性能短板也极大的制约聚合物材料的应用价值;因此,在阻燃聚合物材料的研究过程中,应该有效维持甚至是进一步提高材料的阻燃性能及各项物理机械性能,这是发展高性能阻燃聚合物材料的基本要求。
本发明采用磷杂菲/硅氧烷双基簇状化合物(简称TriDSi和TetraDSi)作为环氧树脂材料的反应型添加剂,构建了一种新型高效的同步增韧和阻燃体系,获得了具有优异综合性能的高性能阻燃环氧树脂材料,这在目前的文献和己公布的材料中均未见报道。
磷杂菲/硅氧烷双基簇状化合物TriDSi和TetraDSi的化学结构如下:
发明内容
本发明将磷杂菲/硅氧烷双基簇状化合物TriDSi和TetraDSi作为环氧树脂材料的反应型添加剂,利用磷杂菲/硅氧烷双基簇状化合物上的酚羟基与环氧树脂中的环氧基之间的开环加成反应,先将一定数量的磷杂菲/硅氧烷双基簇状化合物键接到环氧树脂分子结构上,再加入适量的固化剂,加热固化,制得具有优异综合性能的增韧型无卤阻燃环氧树脂材料,为环氧树脂材料构建了一种高效的同步增韧和阻燃体系。
本发明涉及的基于磷杂菲/硅氧烷双基簇状化合物的增韧型无卤阻燃环氧树脂材料制备工艺如下:
(1)将一定数量的磷杂菲/硅氧烷双基簇状化合物加入到环氧树脂中,搅拌升温至磷杂菲/硅氧烷双基簇状化合物完全溶解后,在特定温度下,加入反应促进剂,促进磷杂菲/硅氧烷双基簇状化合物上的酚羟基与环氧树脂中的环氧基之间的开环加成反应;
(2)磷杂菲/硅氧烷双基簇状化合物和环氧树脂反应结束后,降温至一定的温度,加入能够与环氧树脂中剩余环氧基团进行等当量反应的固化剂,搅拌至固化剂充分溶解或分散后,先在真空条件下脱除混合体系中的空气,再经过加热固化,制得目标的增韧型无卤阻燃环氧树脂材料。
优选的,步骤(1)中所述的环氧树脂是环氧值在0.40-0.60的缩水甘油醚型环氧树脂和酚醛环氧树脂中的一种或多种的混合。
优选的,步骤(1)中所述的磷杂菲/硅氧烷双基簇状化合物是TriDSi和TetraDSi中的一种或两者的混合。
优选的,步骤(1)中所述的磷杂菲/硅氧烷双基簇状化合物与环氧树脂的质量比为4:100-50:100。
优选的,步骤(1)中所述的酚羟基和环氧基之间的开环加成反应促进剂为有机氯化膦促进剂,更优选的是苄基三苯基氯化膦;促进剂与环氧树脂的质量比为0.1:100-5:100。
优选的,步骤(1)中所述的磷杂菲/硅氧烷双基簇状化合物的溶解温度是100-180℃,与环氧树脂的反应温度是120-160℃,反应时间为0.5-6小时。
优选的,步骤(2)中所述的环氧树脂固化剂为二氰二胺(DICY)、4,4’-二氨基二苯砜(DDS)、线性酚醛树脂(PN)以及4,4’-二氨基二苯甲烷(DDM)中的一种或多种的组合。
优选的,步骤(2)中所述的固化剂溶解或分散温度是80-185℃,环氧树脂固化温度是100-220℃,固化时间为1-20小时。
采用上述工艺制备的基于磷杂菲/硅氧烷双基簇状化合物的增韧型无卤阻燃环氧树脂材料,相对于现有无卤阻燃环氧树脂材料而言,不仅同时具备优异的抗冲击性能和突出的阻燃效率,更重要的是,还同时具备很高的初始分解温度和玻璃化转变温度,是现有无卤阻燃环氧树脂都达不到的;例如,在DDM固化的环氧树脂体系中,基于磷杂菲/硅氧烷双基簇状化合物的增韧型无卤阻燃环氧树脂材料的1%初始分解温度达到了377℃,玻璃化转变温度达到了170℃;本发明涉及的基于磷杂菲/硅氧烷双基簇状化合物的增韧型无卤阻燃环氧树脂材料,实现了具有优异综合性能的高性能阻燃环氧树脂材料的制备,使其在印刷线路板和复合材料结构件等领域具有了更好的应用前景。
具体实施方式
实施例1
将100g环氧值为0.51的双酚A二缩水甘油醚环氧树脂加热至142℃,加入7.97g的TriDSi,搅拌至TriDSi完全溶解后,加入0.25g促进剂苄基三苯基氯化磷,恒温搅拌反应1.5小时后,降温至100℃,加入24.79g固化剂DDM,搅拌至DDM完全溶解,并进行3分钟的120℃真空脱气后,先在120℃固化2小时,再在170℃固化4小时,制得的改性环氧树脂材料1%初始分解温度达到了373℃,玻璃化转变温度达到了167℃,冲击强度为24.7kJ/m2,极限氧指数为35.2%,并通过了UL94 V-0级。
实施例2
将100g环氧值为0.51的双酚A二缩水甘油醚环氧树脂加热至130℃,加入7.96g的TetraDSi,搅拌至TetraDSi完全溶解后,加入0.30g促进剂苄基三苯基氯化磷,恒温搅拌反应2.5小时后,降温至105℃,加入24.77g固化剂DDM,搅拌至DDM完全溶解,并进行3分钟的120℃真空脱气后,先在120℃固化2小时,再在170℃固化4小时,制得的改性环氧树脂材料1%初始分解温度达到了375℃,玻璃化转变温度达到了168℃,冲击强度为23.6kJ/m2,极限氧指数为36.0%,并通过了UL94 V-0级。
实施例3
将100g环氧值为0.54的酚醛环氧树脂加热至140℃,加入10.13g的TriDSi,搅拌至TriDSi完全溶解后,加入0.60g促进剂苄基三苯基氯化磷,恒温搅拌反应3小时后,降温至100℃,加入31.50g固化剂PN,搅拌至PN完全溶解,并进行3分钟的120℃真空脱气后,先在150℃固化2小时,再在180℃固化2小时,再在200℃固化1小时,制得的改性环氧树脂材料1%初始分解温度达到了378℃,玻璃化转变温度达到了179℃,冲击强度为19.1kJ/m2,极限氧指数为33.2%,通过了UL94 V-0级。
实施例4
将100g环氧值为0.51的双酚A二缩水甘油醚环氧树脂加热至150℃,加入5.21g的TetraDSi,搅拌至TetraDSi完全溶解后,加入0.22g促进剂苄基三苯基氯化磷,恒温搅拌反应1小时后,降温至100℃,加入58.3g固化剂DDM,搅拌至DDM完全溶解,并进行3分钟的120℃真空脱气后,先在120℃固化2小时,再在170℃固化4小时,制得的改性环氧树脂材料1%初始分解温度达到了375℃,玻璃化转变温度达到了169℃,冲击强度为16.6kJ/m2,极限氧指数为34.6%,并通过了UL94 V-1级。
实施例5
将100g环氧值为0.51的双酚A二缩水甘油醚环氧树脂加热至160℃,加入19.90g的TetraDSi,搅拌至TetraDSi完全溶解后,加入0.80g促进剂苄基三苯基氯化磷,恒温搅拌反应4小时后,升温至185℃,加入29.94g固化剂DDS,搅拌至DDS完全溶解,并进行3分钟的120℃真空脱气后,先在160℃固化2小时,再在180℃固化2小时,再在200℃固化2小时,制得的改性环氧树脂材料1%初始分解温度达到了377℃,玻璃化转变温度达到了170℃,冲击强度为29.6kJ/m2,极限氧指数为40.1%,并通过了UL94 V-0级。

Claims (9)

1.基于磷杂菲/硅氧烷双基簇状化合物的增韧型无卤阻燃环氧树脂材料,其特征在于,是以磷杂菲/硅氧烷双基簇状化合物作为环氧树脂材料的反应型添加剂,所述的磷杂菲/硅氧烷双基簇状化合物是TriDSi和TetraDSi中的一种或两者的混合,且TriDSi和TetraDSi化学结构分别为:
Figure FDA0002219402890000011
2.基于磷杂菲/硅氧烷双基簇状化合物的增韧型无卤阻燃环氧树脂材料,其特征在于,包括如下制备步骤:
(1)将磷杂菲/硅氧烷双基簇状化合物加入到环氧树脂中,搅拌升温至磷杂菲/硅氧烷双基簇状化合物完全溶解后,在特定的温度下,加入反应促进剂,促进磷杂菲/硅氧烷双基簇状化合物上的酚羟基与环氧树脂中的环氧基之间的开环加成反应;
(2)磷杂菲/硅氧烷双基簇状化合物和环氧树脂反应结束后,加入能够与环氧树脂中剩余环氧基团进行等当量反应的固化剂,搅拌至固化剂充分溶解或分散后,加热固化,制得目标的增韧型无卤阻燃环氧树脂材料。
3.根据权利要求2所述的基于磷杂菲/硅氧烷双基簇状化合物的增韧型无卤阻燃环氧树脂材料,其特征在于,所述的环氧树脂是指环氧值在0.40-0.60的缩水甘油醚型环氧树脂和酚醛环氧树脂中的一种或多种的混合。
4.根据权利要求2所述的基于磷杂菲/硅氧烷双基簇状化合物的增韧型无卤阻燃环氧树脂材料,其特征在于,所述的磷杂菲/硅氧烷双基簇状化合物与环氧树脂的质量比为4:100-50:100。
5.根据权利要求2所述的基于磷杂菲/硅氧烷双基簇状化合物的增韧型无卤阻燃环氧树脂材料,其特征在于,所述的开环加成反应促进剂为有机氯化膦促进剂,更优选的是苄基三苯基氯化膦。
6.根据权利要求2所述的基于磷杂菲/硅氧烷双基簇状化合物的增韧型无卤阻燃环氧树脂材料,其特征在于,所述的反应促进剂与环氧树脂的质量比为0.1:100-5:100。
7.根据权利要求2所述的基于磷杂菲/硅氧烷双基簇状化合物的增韧型无卤阻燃环氧树脂材料,其特征在于,所述的磷杂菲/硅氧烷双基簇状化合物与环氧树脂的反应温度是120-160℃,反应时间为0.5-6小时。
8.根据权利要求2所述的基于磷杂菲/硅氧烷双基簇状化合物的增韧型无卤阻燃环氧树脂材料,其特征在于,步骤(2)中所述的环氧树脂固化剂为二氰二胺、4,4’-二氨基二苯砜、线性酚醛树脂以及4,4’-二氨基二苯甲烷中的一种或多种的组合。
9.根据权利要求2所述的基于磷杂菲/硅氧烷双基簇状化合物的增韧型无卤阻燃环氧树脂材料,其特征在于,所述的固化剂溶解或分散温度是80-185℃,环氧树脂固化温度是100-220℃,固化时间为1-20小时。
CN201910927874.4A 2019-09-27 2019-09-27 基于磷杂菲/硅氧烷双基簇状化合物的增韧型无卤阻燃环氧树脂材料 Pending CN110698645A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910927874.4A CN110698645A (zh) 2019-09-27 2019-09-27 基于磷杂菲/硅氧烷双基簇状化合物的增韧型无卤阻燃环氧树脂材料

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910927874.4A CN110698645A (zh) 2019-09-27 2019-09-27 基于磷杂菲/硅氧烷双基簇状化合物的增韧型无卤阻燃环氧树脂材料

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110698645A true CN110698645A (zh) 2020-01-17

Family

ID=69197090

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910927874.4A Pending CN110698645A (zh) 2019-09-27 2019-09-27 基于磷杂菲/硅氧烷双基簇状化合物的增韧型无卤阻燃环氧树脂材料

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110698645A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115850340A (zh) * 2022-11-14 2023-03-28 江南大学 一种丁香酚基含硅阻燃剂及其制备方法和应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140322541A1 (en) * 2013-04-24 2014-10-30 Elite Electronic Material (Kunshan) Co., Ltd Halogen-free resin composition, copper clad laminate using the same, and printed circuit board using the same
CN104845049A (zh) * 2015-06-05 2015-08-19 厦门大学 一种含磷阻燃型有机无机杂化倍半硅氧烷与环氧树脂杂化材料的制备方法
CN109535657A (zh) * 2018-12-02 2019-03-29 北京工商大学 一种磷硅系抗冲击无卤阻燃环氧树脂材料及其制备方法
CN110105397A (zh) * 2019-04-28 2019-08-09 北京工商大学 多反应官能度磷杂菲/硅氧烷双基大分子阻燃剂及其制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140322541A1 (en) * 2013-04-24 2014-10-30 Elite Electronic Material (Kunshan) Co., Ltd Halogen-free resin composition, copper clad laminate using the same, and printed circuit board using the same
CN104845049A (zh) * 2015-06-05 2015-08-19 厦门大学 一种含磷阻燃型有机无机杂化倍半硅氧烷与环氧树脂杂化材料的制备方法
CN109535657A (zh) * 2018-12-02 2019-03-29 北京工商大学 一种磷硅系抗冲击无卤阻燃环氧树脂材料及其制备方法
CN110105397A (zh) * 2019-04-28 2019-08-09 北京工商大学 多反应官能度磷杂菲/硅氧烷双基大分子阻燃剂及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
朱洪法: "《精细化工常用原料手册》", 31 December 2003, 金盾出版社 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115850340A (zh) * 2022-11-14 2023-03-28 江南大学 一种丁香酚基含硅阻燃剂及其制备方法和应用
CN115850340B (zh) * 2022-11-14 2023-11-28 江南大学 一种丁香酚基含硅阻燃剂及其制备方法和应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102199351B (zh) 热固性树脂组合物、半固化片及层压板
JP3092009B2 (ja) 難燃剤及び該難燃剤を含有した熱硬化性難燃性樹脂組成物
CN108997714B (zh) 用于环氧树脂的反应型阻燃剂及其阻燃环氧树脂
CN101333327B (zh) 一种用于印制电路覆铜板的复合改性聚苯醚/环氧材料及其制备方法
JP3574803B2 (ja) リン及びシリコン変性の難燃性エポキシ樹脂
CN113234103B (zh) 磷腈阻燃剂及其制备方法和应用
KR20020068400A (ko) 에폭시 수지 조성물 및 전자 부품
JP2003286320A (ja) アリル基含有熱硬化性樹脂及び硬化物
CN110760163B (zh) 一种无卤阻燃环氧树脂组合物及其应用
CN110156958B (zh) 一种生物基磷杂菲固化剂阻燃环氧树脂材料及其制备方法
CN101659677B (zh) 三聚膦腈环氧树脂及其制备方法
CN112851912B (zh) A3+b2型超支化环氧树脂前驱体、改性组合物、其制备方法与应用
CN110698645A (zh) 基于磷杂菲/硅氧烷双基簇状化合物的增韧型无卤阻燃环氧树脂材料
CN112851911B (zh) 生物基a2+b3型超支化环氧树脂前驱体、改性组合物、其制备方法与应用
CN114031940A (zh) 一种低介电常数无卤阻燃环氧-氰酸酯树脂及其制备方法
CN109438673B (zh) 低羟基含磷环氧树脂和覆铜板用组合物及其制备方法
KR101044656B1 (ko) 난연 화합물
CN111718470B (zh) 一种反应型磷杂菲/次磷酸盐双基阻燃环氧树脂材料及其制备方法
CN109575237B (zh) 一种双酚s改性双酚a甲醛酚醛环氧树脂及其合成方法
CN114685937A (zh) 阻燃环氧树脂复合材料及其制备方法
CN112708128A (zh) 改性聚苯醚树脂、聚苯醚复合材料及其制备方法、印制线路板
EP2123712A1 (en) Epoxy resin composition and electronic part
TWI618713B (zh) Phosphazene compound, prepreg and composite metal substrate
CN1974658A (zh) 一种无卤阻燃环氧树脂胶液及其制备方法和用途
CN112175234B (zh) 一种无卤高效阻燃剂、阻燃环氧树脂及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200117

RJ01 Rejection of invention patent application after publication