專利名稱：一種反應(yīng)型含磷環(huán)氧樹脂阻燃劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種阻燃劑及其制備方法，特別是涉及一種反應(yīng)型含磷環(huán)氧樹脂阻燃劑及 其制備方法。
背景技術(shù)：
環(huán)氧樹脂作為一種性能優(yōu)良的高分子材料，廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域，但由于 它的易燃性使其應(yīng)用受到限制，所以如何提高環(huán)氧樹脂體系的阻燃性能一直是人們研究的點。2003年2月13日，歐盟在其《官方公報》上發(fā)布了《電氣及電子設(shè)備廢棄物處理 法》(WEEE)和《電子電氣設(shè)備中限制使用某些有害物質(zhì)指令》(RoHS)，對無鹵、無鉛的環(huán)保 電子材料加以規(guī)范。因此，針對鹵系阻燃劑的環(huán)境危害性問題，如何取代鹵素，研制高效、低 毒、低煙的無鹵環(huán)保型阻燃劑及新型阻燃環(huán)氧樹脂材料成為了國內(nèi)外學者的研究熱點。環(huán)氧樹脂的阻燃研究的方向也日益趨向于無鹵化。但是，環(huán)氧樹脂的無鹵阻燃研 究還存在一些問題，如傳統(tǒng)的無機阻燃劑因添加量大而導(dǎo)致環(huán)氧樹脂的物理、機械性能惡 化；普通磷系阻燃劑耐濕熱性能低下，制品丟棄后磷易溶出，對環(huán)境造成污染等。磷菲類化合物9，10- 二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物(簡稱D0P0)及其衍 生物作為一種新型含磷阻燃劑，具有無鹵、無煙、無毒，不遷移，阻燃性能持久等優(yōu)點，而且 具有在提高環(huán)氧樹脂的阻燃性、熱穩(wěn)定性和有機溶解性的同時，對基體材料的機械性能影 響較小的優(yōu)點而備受關(guān)注?，F(xiàn)在對于DOPO阻燃體系的研究主要集中在含有DOPO基團的阻 燃型環(huán)氧樹脂固化劑和阻燃環(huán)氧單體方面。然而有關(guān)研究表明，有些含有DOPO基團的阻燃劑在添加到環(huán)氧樹脂體系后，會引 起基體樹脂的交聯(lián)密度降低，從而導(dǎo)致體系的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度下降；或者阻燃劑本身含有 大量剛性芳環(huán)，導(dǎo)致其在環(huán)氧樹脂中的溶解度不足，從而影響體系的整體性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種反應(yīng)型含磷環(huán)氧樹脂阻燃劑(D0P0CPA)及其制備方 法，該化合物具有較高的熱穩(wěn)定性和成炭率，在用于固化環(huán)氧樹脂時，低于2、的含磷量即 可使材料通過垂直燃燒UL94 V-O等級。該種化合物可作為阻燃添加劑用于多種聚合物中， 以提高聚合物的阻燃性能。本發(fā)明工藝生產(chǎn)條件簡單、產(chǎn)品純度及產(chǎn)率較高、后處理過程簡 便。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的
一種反應(yīng)型含磷環(huán)氧樹脂阻燃劑，該阻燃劑為4-((6-氧-6-氫-二苯[c，e] [1，2]-磷 雜菲-6-)-碳?；?_鄰苯二甲酸酐(D0P0CPA)，制備原料包括D0P0、偏苯三甲酸酐酰氯， 具有以下結(jié)構(gòu)
權(quán)利要求
1. 一種反應(yīng)型含磷環(huán)氧樹脂阻燃劑，其特征在于，該阻燃劑為4- ((6-氧-6-氫-二苯 [c, e] [1，2]-磷雜菲-6-)-碳?；?-鄰苯二甲酸酐(D0P0CPA)，制備原料包括D0P0、偏苯 三甲酸酐酰氯，具有以下結(jié)構(gòu)
2. 一種反應(yīng)型含磷環(huán)氧樹脂阻燃劑的制備方法，其特征在于，合成D0P0CPA的方法分 為兩個步驟進行，第一步將偏苯三甲酸酐酰氯和DOPO加入到反應(yīng)器中，加入一定量有機 溶劑，在惰性氣體保護，一定溫度下攪拌進行反應(yīng)一定時間，獲得化合物D0P0CPA ；第二步 將反應(yīng)混合液冷卻后在惰性溶劑中進行沉淀析出D0P0CPA，經(jīng)抽濾并用惰性溶劑洗滌沉淀， 烘干得到白色或淡黃色粉末狀產(chǎn)物，即為反應(yīng)型含磷環(huán)氧樹脂阻燃劑D0P0CPA ； 上述過程可以用化學反應(yīng)式表示為
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種反應(yīng)型含磷環(huán)氧樹脂阻燃劑的制備方法，其特征在于， 所述的在第一步合成D0P0CPA中，偏苯三甲酸酐酰氯和DOPO投料摩爾比為1:1到5:1。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種反應(yīng)型含磷環(huán)氧樹脂阻燃劑的制備方法，其特征在于， 所述的在第一步合成D0P0CPA中，所用有機溶劑為苯、甲苯、二甲苯、四氫呋喃、氯苯、二氯 苯、二氯甲苯、三氯苯溶劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種反應(yīng)型含磷環(huán)氧樹脂阻燃劑的制備方法，其特征在于， 所述的在第一步合成D0P0CPA中，所用惰性氣體為氮氣、氬氣或氦氣。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種反應(yīng)型含磷環(huán)氧樹脂阻燃劑的制備方法，其特征在于， 所述的在第一步合成D0P0CPA中，反應(yīng)溫度控制在0-240°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種反應(yīng)型含磷環(huán)氧樹脂阻燃劑的制備方法，其特征在于， 所述的在第一步合成D0P0CPA中，反應(yīng)時間為I-M小時。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種反應(yīng)型含磷環(huán)氧樹脂阻燃劑的制備方法，其特征在于， 所述的在第二步中，所用于沉淀和洗滌的惰性溶劑是石油醚、戊烷、環(huán)己烷、正己烷溶劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種反應(yīng)型含磷環(huán)氧樹脂阻燃劑的制備方法，其特征在于， 所述的在第二步中，烘干溫度為80-200°C。
全文摘要
一種反應(yīng)型含磷環(huán)氧樹脂阻燃劑及其制備方法，阻燃劑4-((6-氧-6-氫-二苯[c,e][1,2]-磷雜菲-6-)-碳?；?-鄰苯二甲酸酐(DOPOCPA)，合成第一步將偏苯三甲酸酐酰氯和DOPO進行反應(yīng)，獲得化合物DOPOCPA；第二步將反應(yīng)混合液冷卻后在惰性溶劑中進行沉淀析出，經(jīng)抽濾、洗滌、烘干等步驟得到白色或淡黃色粉末狀產(chǎn)物。該化合物具有較高的熱穩(wěn)定性和成炭率，在用于固化環(huán)氧樹脂時，低于2%的含磷量即可使材料通過垂直燃燒UL94V-0等級。該種化合物可作為阻燃添加劑用于多種聚合物中，以提高聚合物的阻燃性能。本發(fā)明工藝生產(chǎn)條件簡單、產(chǎn)品純度及產(chǎn)率較高、后處理過程簡便。
文檔編號C08K5/5313GK102134304SQ20111005084
公開日2011年7月27日 申請日期2011年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月3日
發(fā)明者曹俊, 梁兵, 王長松 申請人:沈陽化工大學