一种无卤阻燃型光固化环氧树脂组合物制造技术

本发明专利技术提供了一种用于光固化环氧树脂阻燃的无卤膨胀型阻燃剂，所述阻燃剂由加热时能够生成磷酸的磷系化合物、多羟基化合物、氮系化合物和其他助剂的一种或几种组成，以无卤膨胀型阻燃剂重量份数为１００份计，加热时能够生成磷酸的化合物用量为３０～８５重量份、多羟基化合物用量为１０～５０重量份、含氮化合物用量为５～３５重量份、其他助剂用量为０～１０重量份。本发明专利技术提供了一种应用范围广、达到高阻燃效果、成本低、不采用有机磷阻燃剂的无卤阻燃型光固化环氧树脂组合物。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种阻燃制品组合物，特别是一种光固化环氧树脂组合物。技术背景卤系(重点是溴系)阻燃剂因其添加量少、阻燃效果显著而在阻燃领域占有 主导地位。但是卤系阻燃剂在分解过程中会产生有毒、遮蔽性气体。因此，人们对卤系阻燃剂的使用日益审慎。欧盟2006年7月1日开始实施《关于在电气、电子 设备中限制使用某些有害物质指令》(简称ROHS指令)，规定了首批实施的有害 物质和近期关注环境管理物质名单。在电子电气设备中禁止使用多溴联苯(PBB)、 多溴二苯醚(PBDE)和甲醛。企业出口欧盟的产品都需符合以上的要求，并且要 展示相应的证明文件，不符合要求的产品将会被拒绝进入欧盟市场。特别是涉及印 刷电路板产品时更为严格，这是由于印刷电路板几乎会出现在每一种电子设备当 中，因此，对制作印刷电路板原材料提出了更高的要求。为此，有必要采用无卤阻燃剂。目前，膨胀型阻燃剂(IFR)是现代发展极快的 一类无卤阻燃剂，以磷、氮为主要成分，不含卤素和锑化物，主要分为混合型膨胀 阻燃剂和单体型膨胀阻燃剂。含有这类阻燃剂的高聚物受热时可分解出不燃性气体 (氨气、水蒸气等)，并在表面生成一层均匀的碳质泡沬层,起到隔热、隔氧和抑烟的 作用,并防止产生熔滴现象,对长时间或重复暴露在火焰中具有很好的耐受性,因此 有良好的阻燃性能。此外，针对各种具体的材料，需要添加有针对性的特定无卤阻燃剂。对于无 囱阻燃型光固化环氧树脂组合物，较常采用的阻燃剂为含磷阻燃剂。由于单质磷易 自燃， 一般不采用，而采用磷化合物阻燃剂。磷化合物阻燃剂分为反应型和添加型 两种。 一般来说，添加型阻燃剂成本低，阻燃效果好，使用方便。但在加工过程中， 添加型的有机阻燃剂会被溶解或被萃取在有机溶剂中；有机磷阻燃剂的加入会导致 层压板某些性能变差，如耐湿性偏低、玻璃化转变温度有所降低。添加型的阻燃剂 在加工过程中的迁移会对电子电器的使用带来不利影响。为此，需要选择不会被溶解、萃取在有机溶剂中的含磷阻燃剂(或磷系阻燃剂)。中国专利ZL9880244.6公开了在环氧树脂中加入磷酸酯或类似的方法，然而，该技术方案的不足之处在于，由于高吸水性和容易水解问题，该方法的应用范围有 限。此外，中国专利ZL95196516.6公开了加入无机阻燃剂的方法，该办法虽然 对一般的无卤阻燃环氧树脂的阻燃性能有一定提升作用，但是其提升的阻燃效果有 限，必须加入大量无机阻燃剂才能达到高阻燃效果(例如达到UL94V-0的阻燃标 准)，并且，该专利披露的配方中使用了脲醛树脂和酚醛树脂，使得配方中存在微 量的甲醛，难以符合ROHS指令的要求。中国专利CN 1488672A公开了一种反应型的具有高阻燃性能的环氧树脂组 合物，但是反应型的阻燃型环氧树脂的制备、生产成本明显较高，不利于大规模、 批量生产。中国专利CN1548473公开了一种由特定结构的苯并嗯嗪树脂、阻燃环、阻燃 剂等组成的无卣阻燃胶液。其不足之处在于，其胶液配方中含有机磷化合物阻燃剂， 而且，由该胶液制作的电子电器材料的固化温度较高，高温固化的时间较长，这些 给电子电器材料中印刷电路板等的可靠性及加工等方面带来较大的不便。综上所述，本领域缺乏一种应用范围广、达到高阻燃效果、成本低、不采 用有机磷阻燃剂的无卤阻燃型光固化环氧树脂组合物。因此，本领域迫切需要 开发一种达到上述要求的无卤阻燃型光固化环氧树脂组合物。
技术实现思路
本专利技术的目的在于获得一种应用范围广、达到高阻燃效果、成本低、不采 用有机磷阻燃剂的无卤膨胀型阻燃剂。本专利技术的另一目的在于获得一种应用范围广、达到高阻燃效果、成本低、 不采用有机磷阻燃剂的无卤阻燃型光固化环氧树脂组合物。本专利技术的另一目的在于获得一种应用范围广、达到高阻燃效果、成本低、 不采用有机磷阻燃剂的阻燃材料。本专利技术还有一个目的在于获得一种所述的无卤膨胀型阻燃剂的用途，其应 用范围广、达到高阻燃效果、成本低。在本专利技术的第一方面，提供了一种用于光固化环氧树脂阻燃的无卤膨胀型 阻燃剂，它包括加热时能够生成磷酸的磷系化合物、多羟基化合物、氮系化合 物和其他助剂的一种或几种，以无卤膨胀型阻燃剂重量份数为100份计，加热时能够生成磷酸的磷系化合物用量为30~85重量份、多羟基化合物用量为10~50重量份、含氮化合物用 量为5~35重量份、其他助剂用量为0~10重量份。在本专利技术的一个具体实施方式中，所述加热时能够生成磷酸的磷系化合物 选自聚磷酸铵、磷酸铵、脲磷酸盐、三聚氰胺磷酸盐、三聚氰胺焦磷酸盐、 焦磷酸铵、磷酸二氢铵或其组合。优选地，所述聚磷酸铵为微胶囊包覆的聚磷酸铵。在本专利技术的一个具体实施方式中，所述多羟基化合物选自季戊四醇、双季 戊四醇、三季戊四醇、甘露醇、木糖醇、蔗糖、淀粉、糊精、纤维素及其衍生物、聚酰胺、酚醛树脂、聚氨酯或其组合。在本专利技术的一个具体实施方式中，所述氮系化合物选自三聚氰胺、氰脲酸 三聚氰胺、三聚氰二胺、苯丙三聚氰二胺、双氰胺、尿素、碳酸氢铵或其组合。本专利技术的一个具体实施方式中，所述其他助剂选自有机助剂、经表面处理 的无机助剂或其组合。在本专利技术的一个具体实施方式中，所述有机助剂选自聚硅氧烷、硅油、三 羟甲基蜜胺、双磷酸季戊四醇蜜胺盐、甲基胍胺、琥珀酰胍胺、氰脲酸、三羟 甲基氰脲酸酯、三羟乙基异氰脲酯及其衍生物、异氰脲酸三縮水甘油酯、或其 组合。在本专利技术的一个具体实施方式中，所述经表面处理的无机助剂包括无机助 剂和对所述无机助剂进行表面处理的表面处理剂，以所述无机助剂重量份数为100份计，所述表面处理剂用量为O. 1~10重量份；其中，所述无机助剂选自硅灰石、二氧化硅、硅酸钙、滑石粉、白土、沸 石、高岭土、锆英砂、蒙脱土、云母、膨润土、分子筛、碳酸钙、硫酸钙、氧 化钙、氧化铝、三氧化硼、硼酸铵、二氧化钛、氧化锌、氧化镁、氧化铝、氢 氧化铝、水镁石、氢氧化镁、碱式碳酸钙或其组合。在本专利技术的一个具体实施方式中，所述表面处理剂选自硅垸偶联剂、钛酸 酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、阴离子表 面活性剂或其组合。本专利技术的另一方面提供一种阻燃环氧树脂组合物，该组合物包括以下组分(A) 光固化环氧树脂组分50% 90重量％，以所述阻燃环氧树脂组合物 总重量计算；(B) 本专利技术的无卤膨胀型阻燃剂组分10% 50重量％，以所述阻燃环氧 树脂组合物总重量计算。在本专利技术的一个具体实施方式中，所述组分(A)的光固化环氧树脂组分包 括光固化环氧树脂单体、光固化引发剂、和可任选的助剂；以光固化环氧树脂单体重量份数为100份计，光固化引发剂用量为0. 1~20 重量份；可任选的助剂的用量为0~10重量份。优选地，所述组分(A)的光固化环氧树脂单体是可在200 750mn紫外光 辐射或可见光照射下，在光固化引发剂和可任选的助剂的作用下，可进行固化 聚合的含有不饱和基团的预聚物或齐聚物。优选地，所述组分(A)的光固化引发剂选自2， 4, 6 (三甲基苯甲酰基)二苯基 氧化膦，2，4，6-三甲基苯甲酰基膦酸乙酯，2-甲基-1-- 2-吗 啉基-l-丙酮，2-异丙基硫杂蒽酮，4-二甲氨基-苯甲酸乙酯，1-羟基-环已基-苯基甲酮，2-羟基-2-甲基-1-苯基-l-丙酮，安息香双甲醚，邻苯甲酰苯甲酸 甲酯，4-氯二苯甲本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于光固化环氧树脂阻燃的无卤膨胀型阻燃剂，它包括加热时能够生成磷酸的磷系化合物、多羟基化合物、氮系化合物和其他助剂的一种或几种，　以无卤膨胀型阻燃剂重量份数为１００份计，加热时能够生成磷酸的磷系化合物用量为３０～８５重量份、多羟基 化合物用量为１０～５０重量份、含氮化合物用量为５～３５重量份、其他助剂用量为０～１０重量份。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈涛，刘彦明，郝冬梅，陈崇伟，尹亮，林倬仕，
申请(专利权)人：上海化工研究院，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]