[发明专利]一种无卤阻燃环氧体系及其制备方法

说明书

本发明提供了一种无卤阻燃环氧体系的制备方法。使用含羟基或氨基的无卤阻燃剂分别改性环氧树脂和酸酐固化剂；本发明的制备过程简单，兼顾了低成本、优异的物理性能和加工性能，适用于电子元器件粘结、封装以及电气设备主绝缘材料的传统浇注工艺和自动压力凝胶工艺(APG)工艺；制备得到的无卤阻燃环氧树脂UL 94－V0 1.5mm以上厚度阻燃。

技术领域

本发明涉及无卤阻燃环氧树脂制备领域，具体涉及一种无卤阻燃环氧体系及其制备方法。

背景技术

环氧树脂因其具有较好的绝缘性、粘结性、良好的力学性能、成型工艺性能和相对低的成本等优势，广泛应用于电子元器件的粘结、封装以及电气设备的主体绝缘材料。但是易燃的环氧树脂应用在电气设备的主绝缘、电子元器件的封装和印刷线路板的基材，存在巨大的火灾隐患。为此，科学界对环氧树脂的阻燃性能做了非常多的基础研究工作[1-3]，并有一部分技术应用在生产实践中。环氧树脂的阻燃研究和实践的正在从含溴阻燃环氧树脂转向无卤阻燃和无卤无磷无铅领域。含溴阻燃环氧树脂主要应用在印刷线路板等领域，研究表明[4]，含溴环氧树脂在燃烧时会释放出有毒物质，如强酸性气体，在火灾时致人中毒而无法逃离；在废弃处理时又可能产生如多溴二苯并呋喃等强致癌物。所以欧盟等发达国家提出Rosh以及Reach认证程序，要求电子电气等领域禁止使用含溴的卤系阻燃剂制备阻燃环氧树脂，人们将目光投向了“无卤”阻燃型环氧树脂体系。在电气绝缘用环氧树脂体系中，大致可以通过使用三种策略来实现无卤阻燃：第一，使用或者混用各种含磷结构的环氧树脂以及固化剂[5-6]。这个策略的确可以兼顾阻燃效果和制备的物理性能。但是含磷结构的环氧树脂和固化剂的制备过程复杂，制备的电气绝缘用环氧树脂成本高。第二，添加含磷或者含氮的有机小分子在环氧树脂或者固化剂配方体系中实现产品的阻燃效果。此策略使用无卤阻燃剂制备的环氧树脂电气绝缘材料阻燃效果优异，但是由于大部分小分子无卤阻燃剂具有挥发性大，热稳定性差和吸水率高等缺点，使得制备的环氧树脂电气绝缘材料在机械性能、耐湿热性能和绝缘性能等方面存在缺陷[7]。第三，添加无机阻燃材料在环氧树脂配方体系中实现产品的阻燃效果。实现此策略需要添加大量的无机填料，使得配方体系的粘度升高影响加工性能，而且高填料的环氧树脂配方体系使得其机械性能急剧下降。

[1]张文超，吹熄阻燃环氧树脂机理及应用研究[D].北京:北京理工大学，2013

[2]任华，新型耐热、阻燃环氧树脂及固化剂的合成和性能研究[D].杭州:浙江大学，2008。

[3]李洪霞，无卤阻燃型环氧树脂电子封装材料的制备及性能研究[D].哈尔滨:哈尔滨理工大学，2015。

[4]Wang C.S.，Berman J.，Walker L.，Mendoza A.J.,Appl.Polym.Sci.,2003,43:1315.

[5]Liu Y.L.,J.Polym.Sci.Part A:Polym.Chem.,2002,40:359.

[6]Wang X.,Zhang Q.,Eur.Polym.J.,2004,40:385.

[7]Green J.J.,Fire.Sci.,1992,10:470.

发明内容

本发明的目的在于提供一种兼顾低成本、物理性能和加工性能优异，适用于电子元器件粘结、封装以及电气设备主绝缘材料的传统浇注工艺和自动压力凝胶工艺(APG)工艺，UL 94－V0 1.5mm以上厚度阻燃的无卤阻燃环氧体系。

本发明的另一目的在于提供一种制备方法简单，成本低，适合工业化大规模应用的无卤阻燃环氧体系的制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种无卤阻燃环氧体系的制备方法，使用含羟基或氨基的无卤阻燃剂分别改性环氧树脂和酸酐固化剂；

其中，改性环氧树脂过程为：