一种可低温固化的无色透明无卤阻燃环氧树脂及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种可低温固化的无色透明无卤阻燃环氧树脂及其制备方法，属于环氧树脂的制备领域。该可低温固化的无色透明无卤阻燃环氧树脂按照重量份数计包括：无卤阻燃固化剂15‑40份，环氧树脂40份，所述的无卤阻燃固化剂的结构通式如式(一)所示。本发明专利技术还提供一种可低温固化的无色透明无卤阻燃环氧树脂的制备方法。由于本发明专利技术提供的环氧树脂所用阻燃固化剂是由含磷氮的反应中间体和聚乙烯亚胺制备的，不仅保持了原有聚乙烯亚胺无色透明、固化环氧树脂效率高等优异功能，还赋予了其阻燃的效果，因而使得制备的环氧树脂不仅呈现无色透明状，可低温固化，且具有良好的阻燃效果：达到UL‑94的V‑0级别时，透光率≥85％。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于环氧树脂的制备
，具体涉及一种可低温固化的无色透明无卤阻燃环氧树脂及其制备方法。
技术介绍
环氧树脂是一种重要的热固性树脂，以优异的力学性能，电性能和粘结性能著称，广泛的应用于电子电器、化工防腐、航空航天、玻璃钢复合材料制备等领域，目前全世界生产能力已经超过200万吨/年。然而近年随着环氧树脂需求和应用领域的拓宽，在某些特殊领域，如LED灯，特种粘合剂，工艺品，特殊模具等，无色透明环氧树脂的需求日益增加；[1]人们对其要求也日益提高，其中易燃性成为了限制其广泛应用的重要因素。目前工业中常用的阻燃环氧树脂大多为溴化环氧树脂，而溴化环氧树脂毒性较大，燃烧时会释放出大量的有毒有害气体。随着人们环保意识的提高，各国纷纷出台法律法规限制含卤环氧树脂的使用，生产非卤化阻燃环氧树脂成为了研究的热点。目前无卤阻燃环氧树脂大多采用共混阻燃剂的方式，制得的环氧制品易发黄，阻燃剂分散不均匀且阻燃效率较低，故改善阻燃效率与提高制品无色透明性成为了环氧树脂研究的热点问题。目前无色透明环氧树脂大多采用酸酐高温固化的方式，阻燃效果较差；某些氨基固化剂固化环氧树脂时虽然固化温度低，时间短，但毒性大且制品易发黄。故可低温固化的无色透明无卤阻燃环氧树脂的研究和应用一直处于停滞状态。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供了一种可低温固化的无色透明无卤阻燃环氧树脂及其制备方法，该环氧树脂不仅可低温固化，具有良好的阻燃效果，而且还呈现出无色透明状。本专利技术首先提供一种可低温固化的无色透明无卤阻燃环氧树脂，按照重量份数计，包括：无卤阻燃固化剂 15-40份环氧树脂 40份所述的无卤阻燃固化剂的结构通式如式(一)所示：式(一)中，R1，R2和R3可以相同或不同，均选自苯环、脂环胺、醇胺或脂肪胺中的一种；m＝0-10；其中结构I可与聚乙烯亚胺上任意伯胺或仲胺反应，且结构I的数量≥1。优选的是，所述的无卤阻燃固化剂结构式如(1)-(7)所示：优选的是，所述的无卤阻燃固化剂的制备方法，该方法包括：步骤一：将磷酰氯溶于溶剂中，得到磷酰氯溶液；步骤二：将胺类单体溶于溶剂中，得到胺溶液；步骤三：将步骤二得到的胺溶液和步骤一得到的磷酰氯溶液混合，得到混合溶液；步骤四：将有机多胺单体溶于溶剂中，得到有机多胺溶液；步骤五：将步骤三得到的混合溶液和步骤四得到的有机多胺溶液混合，得到液态无色透明环氧树脂的无卤阻燃固化剂。优选的是，所述的磷酰氯选自三氯氧磷、二苯基磷酰氯或苯基磷酰二氯中的一种。优选的是，所述的胺类单体选自乙醇胺、乙二胺、哌嗪中的一种。优选的是，所述的有机多胺选自聚乙烯亚胺、四乙烯五胺或三乙烯四胺中的一种。优选的是，所述的步骤三的混合温度为0-80℃，混合时间为2-6h。优选的是，所述的胺溶液和磷酰氯溶液的摩尔比为10:(0-5)。优选的是，所述的步骤五的混合温度为0-80℃，混合时间为2-7h。优选的是，所述的混合溶液和有机多胺溶液的摩尔比为1:(0.5-10)。本专利技术还提供一种可低温固化的无色透明无卤阻燃环氧树脂的制备方法，包括：将无卤阻燃固化剂常温下与环氧树脂混合均匀并搅拌至气泡消失，将混合物均匀的倒入模具中，然后于-20-50℃温度下固化环氧树脂，固化时间为2-60h，得到可低温固化的无色透明无卤阻燃环氧树脂。本专利技术的有益效果本专利技术首先提供一种可低温固化的无色透明无卤阻燃环氧树脂，按照重量份数计，包括：无卤阻燃固化剂15-40份，环氧树脂40份，所述的无卤阻燃固化剂的结构通式如式(一)所示。由于本专利技术提供的环氧树脂所用阻燃固化剂是由含磷氮的反应中间体和聚乙烯亚胺制备的，不仅保持了原有聚乙烯亚胺无色透明、耐黄变性能好、固化环氧树脂效率高等优异功能，还赋予了其阻燃的效果，因而使得制备的环氧树脂不仅呈现无色透明状，可低温固化，且具有良好的阻燃效果，为环氧树脂领域增添了一种新的品种。且由于本专利技术提供的阻燃固化剂是由含磷氮的反应中间体和聚乙烯亚胺制备的，反应后依然有大量残留的-NH-和-NH2基团，其对环氧的固化活性依然很高，因而可以在低温下固化环氧树脂，且固化时间较短。本专利技术还提供一种可低温固化的无色透明无卤阻燃环氧树脂的制备方法，该制备方法简单方便，易于控制和工业化生产。附图说明图1为本专利技术实施例2所制备的无卤阻燃固化剂的红外谱图。图2为本专利技术实施例9、10和12制备得到的环氧树脂板的样图。具体实施方式本专利技术首先提供一种可低温固化的无色透明无卤阻燃环氧树脂，按照重量份数计，包括：无卤阻燃固化剂 15-40份环氧树脂 40份所述的无卤阻燃固化剂的结构通式如式(一)所示：式(一)中，R1，R2和R3可以相同或不同，均选自苯环、脂环胺、醇胺或脂肪胺中的一种；m＝0-10；其中结构I可与聚乙烯亚胺上任意伯胺或仲胺反应，且结构I的数量≥1。按照本专利技术，所述的无卤阻燃固化剂结构式优选如(1)-(7)所示：按照本专利技术，所述的无卤阻燃固化剂的制备方法，优选包括：步骤一：将磷酰氯溶于溶剂中，得到磷酰氯溶液；步骤二：将胺类单体溶于溶剂中，得到胺溶液；步骤三：将步骤二得到的胺溶液和步骤一得到的磷酰氯溶液混合，得到混合溶液；步骤四：将有机多胺单体溶于溶剂中，得到有机多胺溶液；步骤五：将步骤三得到的混合溶液和步骤四得到的有机多胺溶液混合，得到液态无色透明环氧树脂的无卤阻燃固化剂。按照本专利技术，将磷酰氯溶于溶剂中搅拌，得到磷酰氯溶液；所述的溶剂没有特殊限制，能溶解磷酰氯即可，优选为二氯甲烷、甲苯或氯仿；所述的磷酰氯优选选自三氯氧磷、二苯基磷酰氯或苯基磷酰二氯中的一种。所述的搅拌是在惰性气体氛围下进行。按照本专利技术，将胺类单体溶于溶剂中搅拌，得到胺溶液；所述的溶剂没有特殊限制，能溶解胺类单体即可，优选为二氯甲烷、甲苯或氯仿；所述的胺类单体优选选自脂环胺，醇胺，脂肪胺中的任一种；所述的脂环胺优选为哌嗪，醇胺优选为乙醇胺，脂肪胺优选为乙二胺。所述的搅拌是在惰性气体氛围下进行。按照本专利技术，将上述胺溶液和磷酰氯溶液混合，优选是将胺溶液缓慢滴加到磷酰氯溶液中搅拌，优选在0-80℃下反应2-6h，得到混合溶液。所述的胺溶液和磷酰氯溶液的摩尔比优选为10:(0-5)。按照本专利技术，将有机多胺单体溶于溶剂中搅拌，得到有机多胺溶液；所述的溶剂没有特殊限制，能溶解有机多胺即可，优选为二氯甲烷、甲苯或氯仿；所述的有机多胺优选选自聚乙烯亚胺、四乙烯五胺或三乙烯四胺中的一种。所述的搅拌是在惰性气体氛围下进行。按照本专利技术，将上述混合溶液和有机多胺溶液混合，优选是将混合溶液缓慢滴入到有机多胺溶液搅拌，优选在0-80℃下反应2-7h，得到液态无色透明环氧树脂的无卤阻燃固化剂。所述的混合溶液和有机多胺溶液的摩尔比优选为1:(0.5-10)。本专利技术还提供一种可低温固化的无色透明无卤阻燃环氧树脂的制备方法，包括：将无卤阻燃固化剂常温下与环氧树脂混合均匀并搅拌至气泡消失，将混合物均匀的倒入模具中，然后于-20-50℃温度下固化环氧树脂，固化时间为2-60h，得到可低温固化的无色透明无卤阻燃环氧树脂。下面给出实施例以对本专利技术作进一步说明。有必要在此指出的是以下实施例不能理解为对本专利技术保护范围的限制，如果该领域的技术熟练人员根据上述本
技术实现思路
对本专利技术做出一些非本质的改进和调整，仍属于本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可低温固化的无色透明无卤阻燃环氧树脂，其特征在于，按照重量份数计，包括：无卤阻燃固化剂  15‑40份环氧树脂        40份所述的无卤阻燃固化剂的结构通式如式(一)所示：式(一)中，R1，R2和R3可以相同或不同，均选自苯环、脂环胺、醇胺或脂肪胺中的一种；m＝0‑10；其中结构I可与聚乙烯亚胺上任意伯胺或仲胺反应，且结构I的数量≥1。

【技术特征摘要】
1.一种可低温固化的无色透明无卤阻燃环氧树脂，其特征在于，按照重量份数计，包括：无卤阻燃固化剂 15-40份环氧树脂 40份所述的无卤阻燃固化剂的结构通式如式(一)所示：式(一)中，R1，R2和R3可以相同或不同，均选自苯环、脂环胺、醇胺或脂肪胺中的一种；m＝0-10；其中结构I可与聚乙烯亚胺上任意伯胺或仲胺反应，且结构I的数量≥1。2.根据权利要求1所述的一种可低温固化的无色透明无卤阻燃环氧树脂，其特征在于，所述的无卤阻燃固化剂结构式如(1)-(7)所示：3.根据权利要求1所述的一种可低温固化的无色透明无卤阻燃环氧树脂，其特征在于，所述的无卤阻燃固化剂的制备方法，该方法包括：步骤一：将磷酰氯溶于溶剂中，得到磷酰氯溶液；步骤二：将胺类单体溶于溶剂中，得到胺溶液；步骤三：将步骤二得到的胺溶液和步骤一得到的磷酰氯溶液混合，得到混合溶液；步骤四：将有机多胺单体溶于溶剂中，得到有机多胺溶液；步骤五：将步骤三得到的混合溶液和步骤四得到的有机多胺溶液混合，得到液态无色透明环氧树脂的无卤阻燃固化剂。4.根据权利要求3所述的一种可低温固化的无色透明无卤阻燃环氧树脂，其特征在于，所述的磷...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵珠宝，张明鑫，金晶，任亮，韩业，谭志勇，
申请(专利权)人：长春工业大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22