[发明专利]一种无卤阻燃环氧树脂组合物及其应用

说明书

本发明涉及高分子材料领域，具体为一种无卤阻燃环氧树脂组合物及其应用，该组合物含有环氧树脂和具有二苯基氧膦阻燃基团的无卤复合阻燃剂，包括环氧树脂100份，主阻燃剂5～15份，协效阻燃剂0～10份，固化剂2～30份，固化促进交联剂0～1份。进一步包含增强纤维、增韧剂、填料、硅烷偶联剂、溶剂中至少两种以上的混合物。该含有二苯基氧化膦基团的复合阻燃剂阻燃效率高添加量，与环氧树脂具有优异的相容性分散性，固化过程中可以与环氧树脂达到分子间的分散，保持环氧树脂原有的透明状态。最终固化的阻燃树脂组合物具有低成本、较高透明度、低吸水率、较高玻璃转化温度、较高热稳定性、较低介电常数和介电损耗、高阻燃等特性。

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，具体涉及到一种无卤阻燃环氧树脂组合物及其应用。

背景技术

环氧树脂是以分子链中含有活泼的环氧基团为其特征，其固化后的环氧树脂由于具有优异的电性能，良好的力学性能以及优秀的化学稳定性，被广泛应用于航空、涂料、建筑、胶粘剂、电子覆铜板等众多领域。由于环氧树脂在燃烧的过程中产生大量的黑烟，同时氧指数在20左右，具有较大的火焰传播危害，因此一般要进行阻燃改性。目前阻燃环氧树脂应用较多是在环氧树脂中引入卤族原子(氯、溴等)，但是用卤系化合物作阻燃剂，普遍存在产生腐蚀性气体，烟密度大等问题，因而在越来越多的领域受到限制，因此环氧树脂的阻燃技术逐渐朝着高效率、高阻燃性、低发烟和低毒性方向发展。

其中含磷阻燃剂具有阻燃效率高，燃烧过程中不释放有毒有害物质等优点，成为阻燃环氧树脂的研究热点，目前工业中用于环氧树脂的无卤阻燃剂主要以DOPO类、聚膦腈(HPCTP)、二乙基次磷酸铝(ADP)等磷系阻燃剂为主，常用的反应型阻燃DOPO其一些衍生物，普遍存在的问题是：其制备的阻燃环氧树脂降低了阻燃环氧树脂的Tg，介电性能比较差。添加型磷系阻燃剂由于使用方便，Tg高等优点广泛使用，但目前添加型阻燃剂在工业应用中通常存在各种缺点：如熔点低，易析出，相容性不好，力学性能下降等问题。

随着电子科技的高速发展，移动通讯、服务器、大型计算机等电子产品的信息处理不断向着“信号传输高频化和高速数字化”的方向发展，目前覆铜板的基体树脂以双酚型环氧树脂为主且对其提出了越来越高的要求。CN102051026A公开了一种无卤阻燃环氧树脂组合物及其应用，采用的是含磷环氧树脂以及固化剂和填料体系，含磷环氧树脂是采用线性酚醛环氧树脂和DOPO反应制备而成；CN102127289公开了无卤阻燃环氧树脂组合物及使用其制作的胶膜与覆铜板，是以DOPO衍生物制备的含磷酚醛或者环氧树脂为阻燃剂反应制备而成。具有工艺复杂，吸水率大，耐热性不足，产品介电性能差的缺点。目前DOPO及其衍生物阻燃剂由于膦杂菲环结构容易产生羟基从而对阻燃材料的吸水性和介电性能的产生不良影响，环氧树脂加入DOPO基阻燃剂已经不能5G等高频高速的电子材料的要求，二苯基氧膦(DPO)基团不含膦杂菲环并且磷含量更高，相比DOPO基团阻燃剂在添加量，阻燃效率，耐水性，耐热性以及介电性能等方面具有明显的优势。并且带有两个DPO基团中间以烷基以及带芳香环取代基的烷基为桥段的阻燃剂具有不吸水、低介电、高熔点、高分解温度、并且与环氧树脂具有很好的相容性分散性多种优良特性，在阻燃环氧树脂可以最大限度的保持环氧自身的透明度，高Tg，低介电，高热稳定性，拓宽了阻燃环氧树脂的应用领域，尤其是在电子电气行业中具有较大的应用空间。DPO衍生物体系阻燃环氧树脂在电子行业中，相比常用的阻燃聚苯醚，阻燃聚酰亚胺，聚四氟乙烯基材，该阻燃环氧树脂体系具有成本低，透明性高，粘结强度高，加工方便等优势，在电子行业市场空间更大，应用领域更广。高频高速技术的发展对材料的阻燃性能及介电等物性的提出了更高的要求，我们通过遴选带有DPO基团阻燃剂复配与环氧体系相容性好，极性低的有机无卤磷氮系协效阻燃体系，最终达到高阻燃，低添加量，低介电，高热稳定性高玻璃化转变温度等优良特性的阻燃环氧树脂体系。

发明内容

基于上述技术问题，本发明提供一种无卤阻燃环氧树脂组合物及其应用，该组合物材料具有无卤环保、透明度高、阻燃效果好、热稳定性高、吸水率低，介电性能优等优点，本发明制备的组合物可广泛用于对阻燃、介电性能有较高要求的半固化片、电子胶黏剂、层压板、涂覆膜、覆铜板和灌封材料等领域。