[发明专利]一种含磷含氟协同阻燃化合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及阻燃化合物，尤其是涉及一种含磷含氟协同阻燃化合物及其制备方法。

背景技术

近年来，随着电子封装技术的发展，对环氧树脂的性能要求越来越高，如何在提高环氧树脂的热稳定性、力学性能及阻燃性能的同时降低它的介电常数、吸湿性与膨胀系数，是亟待解决的问题。其中，利用多元素协同阻燃剂对环氧树脂进行改性，成为了改善环氧树脂性能一个较有前景的方向。

GuL等人(GuL,ChenG,YaoY.Twonovelphosphorus–nitrogen-containinghalogen-freeflameretardantsofhighperformanceforepoxyresin[J].PolymerDegradationandStability,2014,108:68-75.)利用4,4'-二氨基二苯醚、4,4'-二氨基二苯砜分别与3-甲氧基-4羟基苯甲醛反应，再加入9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物进行缩合，制备了两种含磷含氮的无卤型阻燃剂，这两种阻燃剂经一锅法制得，制备方便，产率较高。将此阻燃剂用于环氧树脂的阻燃改性，在磷含量仅有0.73％～0.75％时材料的垂直燃烧性能即可达V-0级，并且材料的玻璃化转变温度与残炭量大大提高。虽然这种阻燃剂有效提高了材料的阻燃性能，但由于其介电常数与吸湿性没有得到改善，仍然无法满足电子封装材料的要求。

DingJP等人(DingJP,TaoZQ,FanL,etal.Synthesisandpropertiesoffluorinatedbiphenyl‐typeepoxyresin[J].Journalofappliedpolymerscience,2009,113(3):1429-1437.)利用联苯二甲醚与间三氟甲基苯酚反应得到了主链含氟的酚醛树脂，再进一步环氧化得到主链含氟的环氧树脂。利用含氟的酚醛树脂对含氟的环氧树脂进行固化，发现与不含氟的体系相比，环氧树脂的热稳定性得到明显提高，经测试，改性后的环氧树脂表面能降低，接触角测试表明改性后的环氧具有疏水性能，且该环氧树脂的体积电阻率可达0.5～0.8×10¹⁷Ω·cm，表面电阻率达0.8～4.6×10¹⁶Ω，使材料表现出良好的电气绝缘性。氟元素的引入改善了材料介电性能与吸湿性，使其在电子封装材料的应用具有很大的前景，但是仅仅氟元素的引入，对材料的阻燃性能的提高并没有起到很大的作用。

发明内容

本发明目的在于解决现有阻燃材料的缺点，提供一种含磷含氟协同阻燃化合物及其制备方法。

所述含磷含氟协同阻燃化合物的结构式如下：

其中，R基团可为或等。

所述含磷含氟协同阻燃化合物的制备方法，包括如下步骤：

1)将二氨基化合物与3,5-双(三氟甲基)苯甲醛在第一溶剂中反应，旋蒸，干燥后得到含碳氮双键的中间体，其结构式如下：

其中，R基团可为或等；

在步骤1)中，所述第一溶剂可选自甲醇、乙醇、四氢呋喃、二氯甲烷、三氯甲烷等中的一种；所述二氨基化合物与第一溶剂的配比可为1g∶(1～20)mL，其中，二氨基化合物以质量计算，第一溶剂以体积计算；所述反应的条件可于25～90℃下反应2～10h；所述二氨基化合物与3,5-双(三氟甲基)苯甲醛的摩尔比可为1∶(2～3)；所述干燥可采用真空干燥。

2)将步骤1)制备的含碳氮双键的中间体与9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物在第二溶剂中反应，产物用沉淀剂进行沉淀，再用沉淀剂洗涤，干燥后即得含磷含氟协同阻燃化合物。

在步骤2)中，所述含碳氮双键中间体、9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物的摩尔比可为1∶(2～3)；所述第二溶剂可选自N,N-二甲基甲酰胺、二甲亚砜、乙酸乙酯、二氯甲烷、三氯甲烷等中的一种，所述含碳氮双键中间体与第二溶剂的配比可为1g∶(1～20)mL，其中，含碳氮双键中间体以质量计算，第二溶剂以体积计算；所述反应的条件可于25～90℃下反应8～12h；所述沉淀剂可选自甲醇、乙醇、正己烷等中的一种；所述洗涤可洗涤3遍；所述干燥可采用真空干燥。

为了结合各种阻燃元素的优势，改善高分子材料介电常数、吸湿性与阻燃等性能，使环氧树脂能更好地应用于电子封装材料领域中，本发明合成了一种含磷含氟协同阻燃化合物，并用于环氧树脂的改性，大大提高环氧树脂阻燃性能和介电常数等，使其能够很好的应用于电子封装材料领域。

本发明的有益效果是：