[发明专利]一种聚合反应型环氧树脂阻燃剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种聚合反应型环氧树脂阻燃剂及其制备方法，属于环氧树脂阻燃剂技术领域。结构式是：其中聚合度n为5‑200间的整数。制备方法为：在惰性气体的保护下，将季戊四醇和蒸馏过的三氯氧磷加入溶剂A中，先在室温下混合至体系稳定后，缓慢升温至无氯化氢气体放出，洗涤，抽滤，干燥得中间体螺环磷酸酯二酰氯。将对氨基苯磺酰胺加入到溶剂B中，搅拌至澄清透明，再加入中间体螺环磷酸酯二酰氯，搅拌至体系混合均匀后，加入缚酸剂，在50～60℃搅拌回流2小时，缓慢升温至60～80℃反应8～12小时，洗涤，抽滤，干燥，得白色粉状固体。本发明的阻燃剂，抗吸潮性好，阻燃效率高，在环氧树脂中，添加量为10％时，极限氧指数达到30.2％；垂直燃烧测试等级可达UL‑94V‑0级别。

技术领域

本发明涉及一种聚合反应型环氧树脂阻燃剂及其制备方法，属于环氧树脂阻燃剂技术领域。

背景技术

近年来，高分子材料迅猛发展，对材料的综合性能也提出了更严格的要求。环氧树脂作为一种应用最为广泛的热固性树脂，具有粘结强度高、尺寸稳定性好、力学性能优异、绝缘性好以及化学性质稳定等优点，具有良好的发展前景和研究价值。然而，易燃是环氧树脂的主要缺点之一，在应用上受到了诸多限制。因此，以环氧树脂为基材加入阻燃剂制备阻燃环氧复合材料一直是人们研究的热点。

中国专利申请公开号CN 107815277 A中公开了一种阻燃电子材料，其中环氧树脂所用阻燃剂含有溴元素，燃烧后会释放出具有毒性的腐蚀性气体，与环保理念相悖。

中国专利申请公开号CN 103304819 A中公开了一种含磷环氧树脂阻燃剂及其制备方法。添加阻燃剂后的环氧树脂虽然能达到UL-94V-0级别，但添加量较大。

中国专利申请公开号CN 107400194 A中公开了新型无卤反应型阻燃固化剂及其制备方法。该阻燃固化剂分子量低，在环氧树脂中添加量为15wt％，UL-94才能达到V-0级，极限氧指数仅为27％，阻燃效率一般。

发明内容

本发明的目的是为了解决添加型阻燃剂存在的含卤、分子量小、添加量大、与基体相容性不佳、易吸潮、阻燃效率不高等问题，而提供一种聚合反应型环氧树脂阻燃剂及其制备方法。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的。

一种聚合反应型环氧树脂阻燃剂，结构式是：

其中聚合度n为5-200间的整数。

一种聚合反应型环氧树脂阻燃剂及其制备方法，具体步骤如下：

步骤一、在惰性气体的保护下，将季戊四醇和蒸馏过的三氯氧磷加入溶剂A中，先在室温下混合至体系稳定后，缓慢升温至一定温度，搅拌反应至无氯化氢气体放出，用二氯甲烷、三氯甲烷或丙酮对产物进行洗涤，抽滤，再于真空烘箱中85℃下干燥12h，得中间体螺环磷酸酯二酰氯。

步骤二、在惰性气体的保护下，将对氨基苯磺酰胺加入到溶剂B中，搅拌至澄清透明，再加入步骤一合成的中间体螺环磷酸酯二酰氯，搅拌至体系混合均匀后，加入缚酸剂，在50～60℃搅拌回流2小时，缓慢升温至60～80℃反应8～12小时，用丙酮洗涤，抽滤，80℃真空干燥2h，得白色粉状固体。

步骤一、步骤二中所述的惰性气体为氮气、氩气和氦气中的一种；

步骤一所述的季戊四醇和三氯氧磷的摩尔比为1：(3～7)；

步骤一所述的溶剂A为无水乙腈、甲苯的任意一种；

步骤一所述的一定温度对应溶剂A，分别为80℃、105℃；

步骤二所述的溶剂包括无水乙腈、四氢呋喃、二甲基亚砜。

步骤二所述的螺环磷酸酯二酰氯与对氨基苯磺酰胺的摩尔比为1：(1.0～1.2)；