一种环氧树脂组合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种环氧树脂组合物及其制备方法和应用，所述环氧树脂组合物包括环氧树脂、填料、固化促进剂以及具有式I结构的含磷阻燃剂；环氧树脂组合物制备过程中采用含磷阻燃剂对环氧树脂进行固化，其中含磷阻燃剂一方面起到固化的作用，能够参与和环氧树脂的反应，另一方面又能起到阻燃的作用；通过化学键将环氧树脂和含磷阻燃剂连接起来，并通过添加填料和其他加工助剂，使得到的环氧树脂组合物具有阻燃性能好、阻燃稳定性高、玻璃化温度较高以及剥离强度好等优点，且含磷阻燃剂不会由于小分子迁移析出，也不会因为易溶于水而析出，环保安全无危害；环氧树脂组合物的制备方法简单、价格低廉、原料易得，适用于工业大规模生产应用。

【技术实现步骤摘要】
一种环氧树脂组合物及其制备方法和应用
本专利技术属于环氧树脂
，涉及一种环氧树脂组合物及其制备方法和应用。
技术介绍
近年来，随着信息通讯设备高性能化、高功能化以及网络化的发展，为了高速传输及处理大容量信息，操作信号趋向于高频化，同时，为了满足各类电子产品的发展趋势要求，电路板向着高多层、高布线密度的方向发展，这就要求基板材料不仅具有良好的介电常数和介质损耗因子来满足信号高频传输的需要，而且要求其具有良好的耐热性以及阻燃性来满足多层印制电路板可靠性的需求。CN108299624A公开了一种环氧树脂固化剂、环氧树脂组合物及其制备方法，环氧树脂固化剂，包括以下重量份的组分：异佛尔酮二胺20-40份、苯甲醇20-30份、1,3-环己二胺25-45份、N-氨乙基哌嗪5-10份和端氨基聚醚15-25份。该专利技术通过特定的组分形成环氧树脂固化剂，所得环氧树脂固化剂不易吸潮，柔韧性好，具有良好的附着力，与环氧树脂结合可有效固化环氧树脂，与环氧树脂组成的组合物的拉伸强度、弯曲强度以及抗冲击性等均较优异，但是未提及得到的环氧树脂组合物具有较好的阻燃性能。CN107698936A公开了一种阻燃型环氧树脂组合物、阻燃型环氧树脂材料及其制备方法；该阻燃型环氧树脂组合物，包括：环氧树脂2～20％；固化剂5～10％；无机填料70～85％；以及阻燃剂1～20％，各个原料之间相互配伍产生协同作用，该专利技术的阻燃型环氧树脂材料，通过调节阻燃剂的比例，同时选用耐热性树脂体系，达到电阻短路时环氧树脂组合物的阻燃性、耐热性满足500-600℃无明火发生的目的，但是其是通过简单复配的方式得到的，因此阻燃的稳定性差。CN105924624B公开了一种含磷、氮环氧树脂阻燃固化剂及其制备方法，制备原料包括：三氯氧磷、1-氧基磷杂-4-羟甲基-2,6,7-三氧杂双环[2.2.2]辛烷与间苯二甲胺，制备该阻燃剂的方法分为两个步骤进行，第一步，将三氯氧磷(POCl3)和1-氧基磷杂-4-羟甲基-2,6,7-三氧杂双环[2.2.2]辛烷(PEPA)在一定条件下反应生成含磷中间体；第二步，将第一步所得中间体与间苯二甲胺在惰性气体导入下搅拌反应一定时间，产物经过滤、洗涤、干燥等处理，得白色固体。该化合物与环氧树脂具有良好的相容性，可以随环氧树脂一起固化为一体、对固化物的力学性能影响较小，既可以作为环氧树脂的固化剂，又可以有效提高环氧树脂的阻燃性能，但是其热膨胀系数过高。因此，开发一种阻燃性能好、阻燃稳定性高、且安全环保的环氧树脂组合物非常有必要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于环氧树脂组合物及其制备方法和应用，所述环氧树脂组合物制备过程中采用含磷阻燃剂对环氧树脂进行固化，其中含磷阻燃剂一方面起到固化的作用，能够参与和环氧树脂的反应，另一方面又能起到阻燃的作用；通过化学键将环氧树脂和含磷阻燃剂连接起来，并通过添加填料和其他加工助剂，使得到的环氧树脂组合物具有阻燃性能好、阻燃稳定性高、玻璃化温度较高以及剥离强度好等优点，且含磷阻燃剂不会由于小分子迁移析出，也不会因为易溶于水而析出，环保安全无危害；环氧树脂组合物的制备方法简单、价格低廉、原料易得，适用于工业大规模生产应用。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术的目的之一在于提供一种环氧树脂组合物，所述环氧树脂组合物包括环氧树脂、填料、固化促进剂以及具有式I结构的含磷阻燃剂：其中，L1、L2各自独立地选自含有末端胺基的基团；Z1、Z2各自独立地选自含磷基团；M1选自直链亚烷基、支链亚烷基或亚芳香基；M2选自满足化学环境的任意有机基团；Y1、Y2各自独立地选自惰性基团、硫原子、氧原子、-OH或-H；X1选自满足化学环境的任意亚有机基团；a、b、c、d、f、g、h各自独立地选自0-5的整数，且a、b不同时为0，f、g不同时为0，g、h不同时为0，同时，b+c+h≤5且a+d+g≤5；e为0-100的整数，例如2、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90等。本专利技术中将含磷阻燃剂作为固化剂对环氧树脂进行固化，一方面含磷阻燃剂起到固化的作用，能够参与和环氧树脂的反应，另一方面又能增加环氧树脂组合物的阻燃性能；且环氧树脂和含磷阻燃剂是通过化学键连接起来的，并通过搭配填料和固化促进剂共同使用，使得到的环氧树脂组合物具有阻燃性能好、阻燃稳定性高、玻璃化温度较高以及剥离强度好等优点，且含磷阻燃剂不会由于小分子迁移析出，也不会因为易溶于水而析出，环保安全无危害。在本专利技术中，所述环氧树脂组合物包括60-100重量份的环氧树脂、5-20重量份的填料、0.1-0.5重量份的固化促进剂以及10-30重量份的具有式I结构的含磷阻燃剂。在本专利技术中，所述环氧树脂的添加量可以为60重量份、65重量份、70重量份、75重量份、80重量份、85重量份、90重量份、95重量份、100重量份等。在本专利技术中，所述填料的添加量可以为5重量份、6重量份、7重量份、8重量份、9重量份、10重量份、11重量份、12重量份、13重量份、14重量份、15重量份、16重量份、17重量份、18重量份、19重量份、20重量份等。在本专利技术中，所述固化促进剂的添加量可以为0.1重量份、0.2重量份、0.3重量份、0.4重量份、0.5重量份等。在本专利技术中，所述含磷阻燃剂的添加量可以为10重量份、12重量份、15重量份、17重量份、20重量份、22重量份、25重量份、27重量份、30重量份等。在本专利技术中，所述环氧树脂包括环氧树脂A和环氧树脂B的组合。在本专利技术中，所述环氧树脂A和环氧树脂B的质量比为1:0.1、1:0.2、1:0.3、1:0.4、1:0.5、1:0.6、1:0.7、1:0.8等。本专利技术选用环氧树脂A和环氧树脂B搭配使用，使得到的环氧树脂组合物具有较高的玻璃化温度以及较好的剥离强度；当二者的质量比不在本专利技术限定的范围之内或者缺少二者中的任意一种时，则环氧树脂组合物的玻璃化强度以及剥离强度均会有所降低。在本专利技术中，所述环氧树脂A的粘度为500-4000cps，例如500cps、800cps、1000cps、1200cps、1500cps、1800cps、2000cps、2200cps、2500cps、2700cps、3000cps、3200cps、3500cps、3700cps、4000cps等。在本专利技术中，所述环氧树脂A具有如下结构：其中，R为含有5-15个碳原子的直链或支链的烷基，例如5-15个碳原子可以为5个碳原子、6个碳原子、7个碳原子、8个碳原子、9个碳原子、10个碳原子、11个碳原子、12个碳原子、13个碳原子、14个碳原子、15个碳原子等。在本专利技术中，所述环氧树脂B为官能度不低于三的环氧树脂。在本专利技术中，所述环氧树脂B包括双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、萘型环氧树脂、甲酚酚醛型环氧树脂或对氨基苯酚型环氧树脂中的任意一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环氧树脂组合物，其特征在于，所述环氧树脂组合物包括环氧树脂、填料、固化促进剂以及具有式I结构的含磷阻燃剂：/n

【技术特征摘要】
1.一种环氧树脂组合物，其特征在于，所述环氧树脂组合物包括环氧树脂、填料、固化促进剂以及具有式I结构的含磷阻燃剂：



其中，L1、L2各自独立地选自含有末端胺基的基团；
Z1、Z2各自独立地选自含磷基团；
M1选自直链亚烷基、支链亚烷基或亚芳香基；
M2选自满足化学环境的任意有机基团；
Y1、Y2各自独立地选自惰性基团、硫原子、氧原子、-OH或-H；
X1选自满足化学环境的任意亚有机基团；
a、b、c、d、f、g、h各自独立地选自0-5的整数，且a、b不同时为0，f、g不同时为0，g、h不同时为0，同时，b+c+h≤5且a+d+g≤5；
e为0-100的整数。


2.根据权利要求1所述的环氧树脂组合物，其特征在于，所述环氧树脂组合物包括60-100重量份的环氧树脂、5-20重量份的填料、0.1-0.5重量份的固化促进剂以及10-30重量份的具有式I结构的含磷阻燃剂。


3.根据权利要求1或2所述的环氧树脂组合物，其特征在于，所述环氧树脂包括环氧树脂A和环氧树脂B的组合；
优选地，所述环氧树脂A和环氧树脂B的质量比为1:(0.1-0.8)；
优选地，所述环氧树脂A的粘度为500-4000cps；
优选地，所述环氧树脂A具有如下结构：



其中，R为含有5-15个碳原子的直链或支链的烷基；
优选地，所述环氧树脂B为官能度不低于三的环氧树脂；
优选地，所述环氧树脂B包括双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、萘型环氧树脂、甲酚酚醛型环氧树脂或对氨基苯酚型环氧树脂中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述填料包括有机填料和/或无机填料；
优选地，所述无机填料选自熔融二氧化硅、结晶型二氧化硅、球型二氧化硅、空心二氧化硅、氢氧化铝、氧化铝、滑石粉、氮化铝、氮化硼、碳化硅、硫酸钡、钛酸钡、钛酸锶、碳酸钙、硅酸钙、云母或玻璃纤维粉中的任意一种或至少两种的混合物；
优选地，所述有机填料选自聚四氟乙烯粉末、聚苯硫醚或聚醚砜粉末中的任意一种或至少两种的混合物；
优选地，所述固化促进剂为4-二甲氨基吡啶、2-甲基咪唑、2-乙基4-甲基咪唑或2-苯基咪唑中的任意一种或至少两种的混合物。


4.根据权利要求1-3任一项所述的环氧树脂组合物，其特征在于，所述环氧树脂组合物还包括1-5重量份的加工助剂；
优选地，所述加工助剂包括消泡剂、紫外线吸收剂、增塑剂、稀释剂或增韧剂中的任意一种或至少两种的组合。


5.根据权利要求1-4任一项所述的环氧树脂组合物，其特征在于，所述Z1、Z2各自独立地选自中的一种，R1为饱和或不饱和烷基、芳基或杂芳基中的任意一种，进一步优选甲基、乙基或苯基；
优选地，所述M1选自C1～C30直链或支链亚烷基、C6～C30亚芳基或C5～C7亚杂芳基中的一种，进一步优选为C1～C5直链亚烷基、C3～C5支链亚烷基或苯基，更进一步优选为C1～C3直链亚烷基、C3支链亚烷基或苯基；
优选地，所述M2选自N、S、C1～C30直链或支链烷基、C6～C30芳基、C5～C7杂芳基、中的一种，其中，R2-R9各自独立地选自C1～C10直链或支链亚烷基中的一种，L2、Y2、Z2连接在R2-R9的任意可连接位置，n、m、i、k各自独立地选自0～...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘庆崇，
申请(专利权)人：广东广山新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44