含磷三氮唑有机胺盐阻燃固化剂及其在环氧树脂中的应用制造技术

本发明专利技术公开了含磷三氮唑有机胺盐阻燃固化剂及其在环氧树脂中的应用。本发明专利技术利用三氮唑含显酸性的仲胺基团，采用含磷三氮唑与有机胺为原料通过酸碱反应制得含磷三氮唑有机胺盐阻燃固化剂。本发明专利技术提供的含磷三氮唑有机胺盐不仅具有阻燃活性的磷杂菲基团和三氮唑基团，还具有固化环氧树脂的功能基团，集阻燃、固化功能于一体，将其应用于阻燃固化环氧树脂，所得环氧树脂具有优异的阻燃性能和力学性能。本发明专利技术所制备的环氧树脂阻燃材料易于工业化生产、不含卤素，符合绿色环保理念。

【技术实现步骤摘要】
含磷三氮唑有机胺盐阻燃固化剂及其在环氧树脂中的应用
本专利技术涉及阻燃固化剂
，具体涉及含磷三氮唑有机胺盐阻燃固化剂及其在环氧树脂中的应用。
技术介绍
环氧树脂(EP)作为一种重要的高分子材料，以其优异的粘接性能、机械性能、耐化学性能、绝缘性能，在涂料、层压板材、电子器件、胶黏剂、航天航空等工业领域中发挥着重要的作用。但由于环氧树脂具有很强的可燃性，在燃烧过程中产生大量的烟并释放有毒气体，因而在电子器件、建筑、航天航空等阻燃性要求高的领域中的应用受到一定程度的限制。因此，当下开发降低环氧树脂可燃性的阻燃剂具有重要意义。磷系阻燃剂在燃烧过程中以其优异的成炭能力、低烟、低毒性等绿色环保特点，成为当下阻燃环氧树脂材料的研究热点。含磷三氮唑含有磷氮阻燃元素具有协同阻燃效应，因而是一种高效阻燃剂。此外，含磷三氮唑含有氢键和π-π键可增强环氧树脂的力学性能。然而其对环氧树脂改性时需同固化剂混合使用，未实现阻燃固化为一体。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种有机胺改性的含磷三氮唑有机胺盐阻燃固化剂及其制备方法，以解决环氧树脂阻燃和机械性能难以平衡的问题。本专利技术所述的含磷三氮唑有机胺盐阻燃固化剂的结构式为以下任意一种：所述含磷三氮唑有机胺盐阻燃固化剂的制备方法如下：将一定量的含磷三氮唑化合物和有机胺加入到安装有温度计、机械搅拌器的三口烧瓶中，加入一定量的溶剂，混合均匀，进行升温反应一段时间，将所得溶液进行旋蒸除去溶剂，烘干，得到含磷三氮唑有机胺盐阻燃固化剂。所述含磷三唑化合物的结构式为：所述有机胺为脂肪胺或芳香胺。所述脂肪胺包含乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、聚乙烯亚胺；所述芳香胺包含咪唑、2-甲基咪唑、二氨基二苯基甲烷和间苯二胺。所述含磷三氮唑化合物与有机胺的摩尔用量比为1-2:1。所述含磷三氮唑化合物与溶剂的摩尔用量比为1:15-25。所述溶剂为甲醇、乙醇、水中的其中一种。所述反应温度为60-90℃，反应时间为1-9小时。上述含磷三氮唑有机胺盐阻燃固化剂中可用于制备阻燃固化环氧树脂。本专利技术采用以上技术方案，提供了一种利用有机胺对含磷三氮唑改性得到的含磷三氮唑有机胺盐，具有以下优点：1、本专利技术制备的含磷三氮唑有机胺盐阻燃固化剂含有具有固化活性的氨基和咪唑基团，使含磷三氮唑不仅是阻燃剂，也是固化环氧树脂的固化剂。2、本专利技术制备含磷三氮唑有机胺盐阻燃固化剂的过程，简单易操作且绿色环保无污染。3、本专利技术制备的含磷三氮唑有机胺盐阻燃固化剂应用于环氧树脂中，所得环氧树脂材料具有优异的阻燃性能和力学性能。具体实施方式(一)本专利技术的含磷三氮唑有机胺盐阻燃固化剂合成实施例如下：实施例1将0.1mol的含磷三氮唑化合物和0.1mol乙二胺加入到安装有温度计、机械搅拌器的三口烧瓶中，加入60.69ml(1.5mol)的甲醇溶液，混合均匀，升温至65℃反应5小时。将所得溶液进行旋蒸除去溶剂，得到粘稠状液体。烘干，其产率为66％。实施例2将0.1mol的含磷三氮唑化合物和0.1mol乙二胺加入到安装有温度计、机械搅拌器的三口烧瓶中，加入27.00ml(1.5mol)的去离子水，混合均匀，升温至90℃反应5小时。将所得溶液进行旋蒸除去溶剂，得到粘稠状液体。烘干，其产率为76％。实施例3将0.1mol的含磷三氮唑化合物和0.1mol乙二胺加入到安装有温度计、机械搅拌器的三口烧瓶中，加入87.47ml(1.5mol)的乙醇溶液，混合均匀，升温至80℃反应5小时。将所得溶液进行旋蒸除去溶剂，得到粘稠状液体。烘干，其产率78％。实施例4将0.1mol的含磷三氮唑化合物和0.1mol乙二胺加入到安装有温度计、机械搅拌器的三口烧瓶中，加入36.00ml(2.0mol)的去离子水，混合均匀，升温至90℃反应9小时。将所得溶液进行旋蒸除去溶剂，得到粘稠状液体。烘干，其产率85％。实施例5将0.1mol的含磷三氮唑化合物和0.1mol乙二胺加入到安装有温度计、机械搅拌器的三口烧瓶中，加入116.63ml(2.0mol)的乙醇溶液，混合均匀，升温至80℃反应9小时。将所得溶液进行旋蒸除去溶剂，得到粘稠状液体。烘干，其产率79％。实施例1-5所得产物结构式为：实施例6将0.2mol的含磷三氮唑化合物和0.1mol乙二胺加入到安装有温度计、机械搅拌器的三口烧瓶中，加入36.00ml(2.0mol)的去离子水，混合均匀，升温至90℃反应9小时。将所得溶液进行旋蒸除去溶剂，得到粘稠状液体。烘干，其产率82％。实施例7将0.2mol的含磷三氮唑化合物和0.1mol乙二胺加入到安装有温度计、机械搅拌器的三口烧瓶中，加入45.00ml(2.5mol)的去离子水，混合均匀，升温至90℃反应9小时。将所得溶液进行旋蒸除去溶剂，得到粘稠状液体。烘干，其产率86％。实施例6-7所得产物结构式为：实施例8将0.1mol的含磷三氮唑化合物和0.1mol二乙烯三胺加入到安装有温度计、机械搅拌器的三口烧瓶中，加入80.00ml(2.0mol)的甲醇溶液，混合均匀，升温至75℃反应5小时。将所得溶液进行旋蒸除去溶剂，得到粘稠状液体。烘干，其产率80％。实施例9将0.1mol的含磷三氮唑化合物和0.1mol二乙烯三胺加入到安装有温度计、机械搅拌器的三口烧瓶中，加入36.00ml(2.0mol)的去离子水，混合均匀，升温至90℃反应9小时。将所得溶液进行旋蒸除去溶剂，得到粘稠状液体。烘干，其产率85％。实施例10将0.1mol的含磷三氮唑化合物和0.1mol加入到二乙烯三胺安装有温度计、机械搅拌器的三口烧瓶中，加入116.63ml(2.0mol)的乙醇溶液，混合均匀，升温至75℃反应9小时。将所得溶液进行旋蒸除去溶剂，得到粘稠状液体。烘干，其产率86％。实施例8-10所得产物结构式为：实施例11将0.2mol的含磷三氮唑化合物和0.1mol二乙烯三胺加入到安装有温度计、机械搅拌器的三口烧瓶中，加入116.63ml(2.0mol)的乙醇溶液，混合均匀，升温至80℃反应5小时。将所得溶液进行旋蒸除去溶剂，得到粘稠状液体。烘干，其产率80％。实施例12将0.2mol的含磷三氮唑化合物和0.1mol二乙烯三胺加入到安装有温度计、机械搅拌器的三口烧瓶中，加入36.00ml(2.0mol)的去离子水，混合均匀，升温至90℃反应5小时。将所得溶液进行旋蒸除去溶剂，得到粘稠状液体。烘干，其产率83％。实施例13将0.2mol的含磷三氮唑化合物和0.1mol二乙烯三胺加入到安装本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.含磷三氮唑有机胺盐阻燃固化剂，其特征在于：其结构式为以下十五种结构式中任一种：/n

【技术特征摘要】
1.含磷三氮唑有机胺盐阻燃固化剂，其特征在于：其结构式为以下十五种结构式中任一种：








2.如权利要求1所述的含磷三氮唑有机胺盐阻燃固化剂的制备方法，其特征在于：将含磷三氮唑化合物和有机胺加入到安装有温度计、机械搅拌器的三口烧瓶中，加入溶剂，混合均匀，进行升温反应，然后将所得溶液进行旋蒸除去溶剂，烘干，得到含磷三氮有机胺盐阻燃固化剂；
所述含磷三氮唑化合物的结构式为：





3.权根据利要求2所述的含磷三氮唑有机胺盐阻燃固化剂的制备方法，其特征在于：所述有机胺为脂肪胺或芳香胺。


4.根据权利要求3所述的含磷三氮唑有机胺盐阻燃固化剂的制备方法，其特征在于：所述脂肪胺包含乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺或聚乙烯亚胺。


5.根据权利要求3所述的含...

【专利技术属性】
技术研发人员：简荣坤，刘鑫铎，艾远芳，庞付渠，郑贤庭，
申请(专利权)人：福建师范大学，
类型：发明
国别省市：福建;35