一种具高磷及恶唑烷酮含量的环氧树脂化合物、制备方法及包含该化合物的固化组合物技术

本发明专利技术提供具高磷及恶唑烷酮含量的环氧树脂化合物、制备该些环氧树脂化合物的方法、包含该些环氧树脂的可固化组合物、以及透过固化该些具高磷及恶唑烷酮含量的可固化环氧树脂化合物的固化环氧树脂化合物。本发明专利技术公开的具高磷及恶唑烷酮含量的环氧树脂化合物其能够增加或保持高磷含量，减少仲醇形成，并引入恶唑烷酮结构以提升含磷环氧树脂的阻燃性能、耐热性及介电性能。

【技术实现步骤摘要】
一种具高磷及恶唑烷酮含量的环氧树脂化合物、制备方法及包含该化合物的固化组合物
本专利技术涉及具高磷及恶唑烷酮含量的环氧树脂化合物、制备方法及包含该化合物的固化组合物。
技术介绍
由于环氧树脂具有良好的耐溶剂性、优异的机械强度及电绝缘性能，因此广泛使用于许多领域。例如，环氧树脂通常应用于涂料、电绝缘材料、印刷电路板层压板、电子封装材料、建筑及建筑材料以及导航相关技术。然而，环氧树脂因耐热性不佳并且容易燃烧，而对其使用造成显著的限制。因此，相关产业一直致力于改善环氧树脂的阻燃性及耐热性。有许多可用于改善环氧树脂的阻燃性的技术，但最常见的是将阻燃剂基团引入环氧树脂化合物中，其中，通常是将卤素引入环氧树脂中，该些卤素可有效地对环氧树脂赋予阻燃性，但会释放出具有腐蚀性及毒性的卤化氢气体。除了含有卤素的化合物外，另一种改善阻燃性的方法为引入含磷化合物，因其效率极佳而为优选。例如，含磷化合物9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(9,10-dihydro-9-oxa-10-phosphaphenanthrene10-oxide，DOPO)与环氧树脂中的许多有机官能基高度反应。DOPO具有能够与缺电子化合物反应的活性氢原子，缺电子化合物例如苯醌、环氧乙烷、丁烯二酸、双马来亚酰胺、二胺基二苯甲酮、对苯二甲醛、以及其衍生物。DOPO及其衍生物已在学术及工业上被广泛应用，然而，DOPO及其衍生物与树脂中的环氧基团反应而在结构中形成仲羟基，致使所得的含磷环氧树脂难以保持高耐热性及良好的介电性能。为了解决此问题，传统的含磷环氧树脂中的磷含量限制在约2％至4％。即使以此含磷量，在保持高耐热性及良好的介电性能上仍存有困难。因此，需要开发一种异氰酸酯改质的环氧树脂，其能够增加或保持高磷含量，减少仲醇形成，并引入恶唑烷酮结构以提升含磷环氧树脂的阻燃性能、耐热性及介电性能。
技术实现思路
于一方面，本专利技术是揭露一种如式(I)的化合物：其中，R1、R2、R3及R4在每次出现时独立地选自由H、C1至C10未经取代的烷基、C1至C10经取代的烷基、C1至C10未经取代的烷氧基、C1至C10经取代的烷氧基、C3至C10未经取代的环烷基及C3至C10经取代的环烷基所组成的群组；a是1至5之间的整数；b是0至5之间的整数；R5是独立地选自由C1至C10未经取代的烷基、C1至C10经取代的烷基、C1至C10未经取代的烷氧基、C1至C10经取代的烷氧基、C3至C10未经取代的环烷基及C3至C10经取代的环烷基及Ar3所组成的群组；其中Ar3是选自由下列所组成的群组：及Ar1及Ar2是独立地选自由下列所组成的群组：及A是选自由下列所组成的群组：及m及n是0至4的独立整数；其中R6及R7是独立地选自由H、C1至C10未经取代的烷基、C1至C10经取代的烷基、C1至C10未经取代的烷氧基、C1至C10经取代的烷氧基、C3至C10未经取代的环烷基及C3至C10经取代的环烷基所组成的群组；R8是不存在或选自由-CH2-、-(CH3)2C-、-CO-,-SO2-及-O-所组成的群组；且R9是不存在或为-(CH2)p-，其中p是1至20的整数。进一步的，其中R5是C1至C6无取代基的烷基或C1至C6含取代基的烷基。进一步的，其中Ar1和Ar2是独立地为：其中R6是氢或C1至C4未经取代的烷基，R9是不存在或为-(CH2)p-，其中p是1至4的整数。进一步的，其中R6是氢且R9是不存在。进一步的，其中A是：其中m是0至2的独立整数；R6是独立地选自由H、C1至C6未经取代的烷基及C1至C6经取代的烷基所组成的群组。进一步的，其中R1、R2、R3及R4在每次出现时是独立地选自由氢、C1至C4未经取代的烷基及C1至C4经取代的烷基所组成的群组。进一步的，其中磷含量为至少3.5wt％。进一步的，其中恶唑烷酮含量为至少0.4[eq/kg]。另一方面，本专利技术是揭露制备式(I)化合物的方法。一种制备式(I)化合物的方法：包括将一式(II)化合物：与一式(III)化合物接触，O＝C＝N-A-N＝C＝O式(III)；及至少一催化剂；其中其中R1、R2、R3及R4在每次出现时独立地选自由H、C1至C10未经取代的烷基、C1至C10经取代的烷基、C1至C10未经取代的烷氧基、C1至C10经取代的烷氧基、C3至C10未经取代的环烷基及C3至C10经取代的环烷基所组成的群组；a是1至5之间的整数；b是0至5之间的整数；R5是独立地选自由C1至C10未经取代的烷基、C1至C10经取代的烷基、C1至C10未经取代的烷氧基、C1至C10经取代的烷氧基、C3至C10未经取代的环烷基及C3至C10经取代的环烷基及Ar3所组成的群组；其中Ar3是选自由下列所组成的群组：及Ar1及Ar2是独立地选自由下列所组成的群组：及A是选自由下列所组成的群组：及m及n是0至4的独立整数；R6及R7是独立地选自由H、C1至C10未经取代的烷基、C1至C10经取代的烷基、C1至C10未经取代的烷氧基、C1至C10经取代的烷氧基、C3至C10未经取代的环烷基及C3至C10经取代的环烷基所组成的群组；R8是不存在或选自由-CH2-、-(CH3)2C-、-CO-,-SO2-及-O-所组成的群组；且R9是不存在或为-(CH2)p-，其中p是1至20的整数。进一步的，其中R5是C1至C6未经取代的烷基或C1至C6经取代的烷基。进一步的，其中Ar1和Ar2是独立地为其中R6是氢或C1至C4未经取代的烷基，R9是不存在或为-(CH2)p-，其中p是1至4的整数。进一步的，其中A是：其中m是一0至1的独立整数；R6是H。进一步的，其中包含式(II)的化合物与包含式(III)的化合物的重量比为约20.0：1.0至约5.0：1.0。进一步的，其中该至少一种催化剂包含咪唑，且式(II)的含磷双酚化合物与该催化剂的重量比为500：1至50：1。另一方面，本专利技术是揭示一种可固化组合物。该可固化组合物包括：(a)至少一式(I)化合物；(b)至少一硬化剂；以及(c)至少一催化剂。进一步的，其中该可固化组合物进一步包含至少一溶剂、至少一添加剂或其组合。进一步的，其中该固化组合物具有高于180℃的玻璃转移温度，其是使用示差扫描量热仪测量。再一方面，本专利技术是揭示另一种可固化组合物态样。该可固化组合物态样包括：一固化组合物，该固化组合物是通过固化该可固化组合物所制备，该可固化组合物包括：(a)至少一如式(I)化合物；(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具高磷及恶唑烷酮含量的环氧树脂化合物：其特征在于，结构式如式(I)/n

【技术特征摘要】
20190423 US 16/391,4411.一种具高磷及恶唑烷酮含量的环氧树脂化合物：其特征在于，结构式如式(I)



其中，



R1、R2、R3及R4在每次出现时独立地选自由H、C1至C10未经取代的烷基、C1至C10经取代的烷基、C1至C10未经取代的烷氧基、C1至C10经取代的烷氧基、C3至C10未经取代的环烷基及C3至C10经取代的环烷基所组成的群组；
a是1至5之间的整数；
b是0至5之间的整数；
R5是独立地选自由C1至C10未经取代的烷基、C1至C10经取代的烷基、C1至C10未经取代的烷氧基、C1至C10经取代的烷氧基、C3至C10未经取代的环烷基及C3至C10经取代的环烷基及Ar3所组成的群组；其中Ar3是选自由下列所组成的群组：



Ar1及Ar2是独立地选自由下列所组成的群组：



A是选自由下列所组成的群组：



其中m及n是0至4的独立整数；



R6及R7是独立地选自由H、C1至C10未经取代的烷基、C1至C10经取代的烷基、C1至C10未经取代的烷氧基、C1至C10经取代的烷氧基、C3至C10未经取代的环烷基及C3至C10经取代的环烷基所组成的群组；
R8是不存在或选自由-CH2-、-(CH3)2C-、-CO-,-SO2-及-O-所组成的群组；
且
R9是不存在或为-(CH2)p-，其中p是1至20的整数。


2.如权利要求1所述的具高磷及恶唑烷酮含量的环氧树脂化合物，其特征在于，其中R5是C1至C6无取代基的烷基或C1至C6含取代基的烷基。


3.如权利要求1所述的具高磷及恶唑烷酮含量的环氧树脂化合物，其特征在于，其中Ar1和Ar2是独立地为：



其中R6是氢或C1至C4未经取代的烷基，R9是不存在或为-(CH2)p-，其中p是1至4的整数。


4.如权利要求3所述的具高磷及恶唑烷酮含量的环氧树脂化合物，其特征在于，其中R6是氢且R9是不存在。


5.如权利要求1所述的具高磷及恶唑烷酮含量的环氧树脂化合物，其特征在于，其中A是：



其中m是0至2的独立整数；R6是独立地选自由H、C1至C6未经取代的烷基及C1至C6经取代的烷基所组成的群组。


6.如权利要求1所述的具高磷及恶唑烷酮含量的环氧树脂化合物，其特征在于，其中R1、R2、R3及R4在每次出现时是独立地选自由氢、C1至C4未经取代的烷基及C1至C4经取代的烷基所组成的群组。


7.如权利要求1所述的具高磷及恶唑烷酮含量的环氧树脂化合物，其特征在于，其中磷含量为至少3.5wt％。


8.如权利要求1所述的具高磷及恶唑烷酮含量的环氧树脂化合物，其特征在于，其中恶唑烷酮含量为至少0.4[eq/kg]。


9.一制备式如权利要求1-8任一所述的具高磷及恶唑烷酮含量的环氧树脂化合物的方法，其特征在于，



包括将一式(II)化合物：



与一式(III)化合物接触，
O＝C＝N-A-N＝C＝O
式(III)；
及至少一催化剂；
其中
D为
其中R1、R2、R3及R4是独立地选自由H、C1至C10未经取代的烷基、C1至C10经取代的烷基、C1至C10未经取代的烷氧基、C1至C10经取代的烷氧基、C3至C...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈思坊，钟淞广，杜安邦，陈嘉祈，陈昭明，黄坤源，
申请(专利权)人：长春人造树脂厂股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71