[发明专利]阻燃性环氧树脂、该阻燃性环氧树脂的制备方法，以及包含该阻燃性环氧树脂的阻燃性环氧树脂组合物

说明书

技术领域

本发明涉及一种阻燃性环氧树脂、该阻燃性环氧树脂的制备方法，以及包含该阻燃性环氧树脂的阻燃性环氧树脂组合物。

背景技术

作为在常规可燃性聚合物材料中使用的阻燃剂，主要使用在阻燃性和经济效益方面有优势的卤系阻燃剂。特别地，在大多数常见树脂中使用具有优异的阻燃性的溴系化合物，为了提高难以赋予阻燃性的树脂的阻燃性，溴系阻燃剂与阻燃增强剂或助剂(例如，包括三氧化锑的锑系阻燃剂等)一起使用。然而，溴系阻燃剂在着火时产生诸如HBr等的有毒气体，从而会发生窒息，另外，存在在焚烧时产生强致癌物质二恶英的担忧。此外，由于与溴系阻燃剂一起使用的锑系阻燃剂本质上是致癌的，所以以欧洲为首，在世界范围其使用正逐渐被管制。

因此，目前对无卤阻燃化合物的研究正在进行，目前正在开发各种环境友好型阻燃化合物。无卤阻燃化合物的实例包括磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、硅系阻燃剂、硼系阻燃剂、金属氧化物和金属氢氧化物。有望可以替代卤系阻燃剂的阻燃化合物的实例为磷系化合物或氮系化合物。

作为磷系化合物特别有用的是9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(以下简称为“DOPO”)。DOPO可以用作添加剂，但是通过与环氧树脂的反应能够产生磷系改性环氧树脂，因此，当用作环氧树脂组合物的主要成分时提供阻燃性。

主要使用DOPO的原因是它具有高达14.5％的P含量，并且具有单侧方向开放的结构()，因此容易表现出阻燃性。此外，由于与环氧基的较高的反应性，磷系改性环氧树脂的制备容易。

虽然使用DOPO的常规磷系改性环氧树脂可以确保阻燃性，但是对提高P含量存在限制。随着P含量提高，性能会劣化。因此，迫切需要开发直接参与反应的环氧树脂，从而通过提高P含量提高性能同时保证阻燃性。

发明内容

技术问题

本发明旨在提供一种具有改进的阻燃性和通过提高P含量来满足耐热性、吸湿性和粘合性的阻燃性环氧树脂、该阻燃性环氧树脂的制备方法，以及包含该阻燃性环氧树脂的阻燃性环氧树脂组合物。

技术方案

本发明的第一优选实施方案提供一种包含由下述化学式1表示的化合物的阻燃性环氧树脂。

<化学式1>

其中，X₁是由下述化学式2至化学式11表示的化合物，X₂是由下述化学式12表示的化合物，l是1至10，m是0至10，n是1至10的整数。

<化学式2>

<化学式3>

<化学式4>

<化学式5>

<化学式6>

<化学式7>

<化学式8>

<化学式9>

<化学式10>

<化学式11>

<化学式12>

由化学式1表示的化合物的磷含量可以为6质量％至8质量％。

由化学式1表示的化合物的玻璃化转变温度可以为150至190℃。

由化学式1表示的化合物的重均分子量可以为500至1500g/mol。

由化学式1表示的化合物的环氧当量可以为350至500g/eq。

本发明的第二优选实施方案提供一种阻燃性环氧树脂的制备方法，包括：(S1)通过使含有磷(P)原子的氢醌类化合物与氯代醇类化合物反应来制备中间体化合物；以及(S2)使中间体化合物与选自磷系化合物、双酚类化合物的任意一种或两种以上的混合物反应。

在(S1)中，含有磷(P)原子的氢醌类化合物以相对于氯代醇类化合物1/6至1/2的摩尔比加入。

含有磷(P)原子的氢醌类化合物与氯代醇类化合物反应后，在100至760托的压力下，在100至200℃下进行除去含水盐层的分离过程和除去未反应的氯代醇类化合物和水的脱气过程。

在脱气过程之前，含有磷(P)原子的氢醌类化合物和氯代醇类化合物在100至760托的压力下，在保持在50至80℃的温度的同时初次老化2至24小时，然后在保持在50至100℃的温度的同时二次老化10min至4h。