[发明专利]磷氮阻燃型咪唑类潜伏性固化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了磷氮阻燃型咪唑类潜伏性固化剂，其分子结构式如下：其制备方法：以9，10‑二氢‑9‑氧杂‑10‑磷杂菲‑10‑氧化物(DOPO)、含活泼N‑H键的咪唑类化合物以及异氰尿酸三缩水甘油酯(TGIC)为原料，通过咪唑类化合物中的N‑H键和DOPO中的P‑H键与TGIC中环氧基团的加成反应，得到含磷杂菲和三嗪三酮环的磷氮阻燃型咪唑类潜伏性固化剂。该磷氮阻燃型咪唑类潜伏性固化剂对环氧树脂具有阻燃效果好、潜伏性优良、固化活性高的特点。

技术领域

本发明涉及阻燃型环氧树脂潜伏性固化剂及其制备方法，用于本质阻燃单组分环氧树脂体系。

背景技术：

环氧树脂具有良好的力学性能、粘接性能、耐化学腐蚀性能、电学性能以及尺寸稳定性等优点，广泛应用于涂料、粘接剂、层合板以及电子工业等领域。但普通环氧树脂属于易燃材料，要扩大其应用范围，就必须对其进行阻燃改性。

另一方面，潜伏性固化剂是国内外环氧树脂固化剂领域的研究热点。与目前普遍采用的双组分环氧树脂体系相比，由潜伏性固化剂与环氧树脂混合配制而成的单组分环氧树脂体系具有简化生产操作工艺、降低环境污染、提高产品质量、便于大规模工业化生产等优点。咪唑类固化剂能引发环氧树脂进行阴离子链式聚合，具有固化效率高、固化物耐化学介质性能、力学性能和电绝缘性能好等特点,具有广阔的应用前景。然而，普通咪唑类固化剂在常温下的固化活性高，其与环氧树脂组成的单组分体系贮存期较短。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足而提供一类磷氮阻燃型咪唑类潜伏性固化剂及其制备方法，对环氧树脂具有阻燃效果好、潜伏性优良、固化活性高的特点。

本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：

磷氮阻燃型咪唑类潜伏性固化剂，其分子结构式如下：

其中，R₁选自包括但并不限于氢、甲基、乙基、苯基或十一烷基等中的一种，R₂选自包括但并不限于氢、甲基或苯基等中的一种。

本发明以9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)、含活泼N-H键的咪唑类化合物以及异氰尿酸三缩水甘油酯(TGIC)为原料，通过咪唑类化合物中的N-H键和DOPO中的P-H键与TGIC中环氧基团的加成反应，得到含磷杂菲和三嗪三酮环的磷氮阻燃型咪唑类潜伏性固化剂。合成路线图如下：

上述磷氮阻燃型咪唑类潜伏性固化剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将异氰尿酸三缩水甘油酯(TGIC)加入反应瓶中，然后在130-140℃、搅拌条件下将9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)粉末逐批次加入到反应瓶中；DOPO粉末加入完毕后，在130-140℃继续反应4-6h，然后冷却，得到DOPO与TGIC的加成物DOPO-TGIC粉末；

(2)将含活泼N-H键的咪唑类化合物和反应溶剂在反应瓶中混合均匀，然后在130-150℃、搅拌条件下将步骤(1)中制备的DOPO-TGIC粉末逐批次加入反应瓶中；DOPO-TGIC粉末加入完毕后，在130-150℃继续反应5-10h；反应结束后，旋蒸除去反应溶剂，得到磷氮阻燃型咪唑类潜伏性固化剂。

按上述方案，所述制备方法中，所述含活泼N-H键的咪唑类化合物原料的分子式如下：

其中，R₁选自包括但并不限于氢、甲基、乙基、苯基或十一烷基等中的一种，R₂选自包括但并不限于氢、甲基或苯基等中的一种。