一种高热稳定、高折射本征阻燃环氧树脂及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高热稳定、高折射本征阻燃环氧树脂的制备方法，涉及阻燃纳米粒子技术领域，在60

【技术实现步骤摘要】
一种高热稳定、高折射本征阻燃环氧树脂及制备方法


[0001]本专利技术涉及阻燃纳米粒子
，尤其涉及一种高热稳定、高折射本征阻燃环氧树脂及其制备方法。

技术介绍

[0002]环氧树脂具有良好的尺寸稳定性、力学性能、耐候性、耐化学腐蚀性、电绝缘性能，同时具有优异的粘结性和透明性，是制备光学材料，尤其是制备光学复合涂层、电子封装材料和光学胶粘剂的良好选择。然而，普通环氧树脂折射率较低，仅为1.4
‑
1.5左右，同时环氧树脂自身氧指数仅为17
‑
18％，在空气中极易燃烧，且燃烧时产生大量的有毒烟雾，给人体和环境带来巨大的危害，因而赋予环氧树脂高折射率与高阻燃性的需求十分迫切，然而目前环氧树脂远不能同时满足新兴产品对上述性能的要求。
[0003]目前，添加高折射无机纳米粒子的方式由于相容性较差，导致添加量较低，且阻燃效果较差；在环氧树脂中本征引入或添加有机高折射官能团的方式提升环氧树脂折射率的幅度有限且所制备环氧制品的热稳定性较低。故高热稳定、高折射本征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

[0004]为解决上述技术问题，本专利技术公开了一种高热稳定、高折射本征阻燃环氧树脂，该环氧树脂不仅具有优异的折射率和阻燃效果，而且热稳定高。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用下述技术方案：一种可本征固化环氧树脂的阻燃纳米粒子，该纳米粒子为以下结构通式中的一种，结构通式包括：
[0006][0007][0008]式中，为ZnS；R1，R2，R3，R4为苯环、脂环、脂肪链或其衍生物中的任意一种，且R1和R2相同或不同，R3和R4相同或不同；Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别为分别为
[0009]进一步地，可本征固化环氧树脂的阻燃纳米粒子优选地结构通式包括：
[0010][0011][0012]本专利技术还公开了上述可本征固化环氧树脂的阻燃纳米粒子的制备方法，包括以下步骤：
[0013](1)室温下，将A组分、B组分和硫脲分别加入溶剂中，搅拌至全部溶解，通入惰性气体，升温至130
‑
160℃，反应4
‑
12h，蒸馏浓缩，经提纯、洗涤、烘干，得中间产物C；
[0014](2)将中间产物C再次搅拌溶解于溶剂中，通入惰性气体，得C混合溶液；
[0015](3)将D组分溶解于溶剂后，缓慢匀速滴入C混合溶液中，搅拌，升温至20
‑
80℃，反应2
‑
6h，蒸馏，经提纯、洗涤、烘干，即得该可本征固化环氧树脂的阻燃纳米粒子。
[0016]进一步地，中，A组分选自乙酸锌、硝酸锌中的任意一种，B组分选自巯基乙醇、巯基乙胺、半胱胺酸中的任意一种，D组分选自二苯基磷酰氯、9,10
‑
二氢
‑9‑
氧
‑
10
‑
磷杂菲
‑
10
‑
氧化物、9,10
‑
二氢
‑9‑
氧杂
‑
10
‑
磷酰杂菲
‑
10
‑
氢氧化物中的任意一种。
[0017]进一步地，所述溶剂为N,N
‑
二甲基甲酰胺或二甲基亚砜。
[0018]进一步地，步骤(1)中，A组分和B组分的摩尔比为1:0.5
‑
2。
[0019]进一步地，步骤(3)中，D组分和C组分的摩尔比为1:0.1
‑
0.5。
[0020]本专利技术还公开了采用上述的方法制得的可本征固化环氧树脂的阻燃纳米粒子在制备可本征固化环氧树脂方面的应用。
[0021]本专利技术还公开了一种高热稳定、高折射本征阻燃环氧树脂的制备方法，在60
‑
90℃下，将可本征固化环氧树脂的阻燃纳米粒子与环氧树脂先在溶剂中混合均匀，并搅拌至气泡消失，再将混合物均匀的倒入模具中，然后于100
‑
150℃温度下固化环氧树脂，固化时间为2
‑
10h，即可得该高热稳定、高折射本征阻燃环氧树脂。
[0022]本专利技术的有益效果是，
[0023]1.可本征固化环氧树脂的阻燃纳米粒子中含有ZnS、P/N阻燃元素、伯胺等结构，不仅保持了具有折射率、固化环氧树脂效率高等优异功能，还赋予了其优异的阻燃效果，因而使得制备的环氧树脂具有高热稳定、高折射和高阻燃的特性，为环氧树脂领域增添了一种新的品种。
[0024]2.由于本专利技术提供的可本征固化环氧树脂的阻燃纳米粒子反应后依然有大量残
留的
‑
NH2基团，其对环氧的固化活性依然很高，因而可以用于固化环氧树脂，且固化效率较高。
[0025]3.本专利技术提供的制备方法成熟，简单方便，易于控制和工业化生产。
具体实施方式
[0026]为使本专利技术实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。
[0027]实施例1
[0028]一种可本征固化环氧树脂的阻燃纳米粒子的制备过程为：
[0029](1)室温下，将乙酸锌、巯基乙胺和硫脲分别加入N,N
‑
二甲基甲酰胺中搅拌至全部溶解，其中乙酸锌和巯基乙胺的摩尔比为1:2，通入惰性气体，升温至160℃，反应4h，蒸馏浓缩，经提纯、洗涤、烘干，得到中间产物。
[0030](2)室温下，将中间产物再次搅拌溶解于N,N
‑
二甲基甲酰胺，通入惰性气体。
[0031](3)将二苯基磷酰氯溶解于N,N
‑
二甲基甲酰胺后，缓慢匀速滴入中间产物溶液中，其中二苯基磷酰氯和中间体的摩尔比为1:0.1，搅拌，升温至20℃，反应2h，蒸馏，经提纯、洗涤、烘干，得到可本征固化环氧树脂的阻燃纳米粒子。
[0032]应用例1
[0033]将实施例1制得的纳米粒子在60℃下与环氧树脂先在N,N
‑
二甲基甲酰胺中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100℃温度下固化环氧树脂，固化时间为2h，制得环氧树脂复合材料。
[0034]当纳米粒子添加量为40wt％时，制得的环氧树脂复合材料失重5wt％时的温度可达360℃，且可通过UL
‑
94的V
‑
0标准，折射率为1.71。
[0035]实施例2
[0036]一种可本征固化环氧树脂的阻燃纳米粒子的制备过程为：
[0037](1)室温下，将硝酸锌、巯基乙胺和硫脲分别加入N,N
‑
二甲基甲酰胺中搅拌至全部溶解，其中硝酸锌和巯基乙胺的摩尔比为1:1，通入惰性气体，升温至150℃本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
相同或不同，R3和R4相同或不同；Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别为分别为2.如权利要求1所述的可本征固化环氧树脂的阻燃纳米粒子的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)室温下，将A组分、B组分和硫脲分别加入溶剂中，搅拌至全部溶解，通入惰性气体，升温至130
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160℃，反应4
‑
12h，蒸馏浓缩，经提纯、洗涤、烘干，得中间产物C；(2)将中间产物C再次搅拌溶解于溶剂中，通入惰性气体，得C混合溶液；(3)将D组分溶解于溶剂后，缓慢匀速滴入C混合溶液中，搅拌，升温至20
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80℃，反应2
‑
6h，蒸馏，经提纯、洗涤、烘干，即得该可本征固化环氧树脂的阻燃纳米粒子。3.如权利要求2所述的可本征固化环氧树脂的阻燃纳米粒子的制备方法，其特征在于，A组分选自乙酸锌、硝酸锌中的任意一种，B组分选自巯基乙醇、巯基乙胺、半胱胺酸中的任意一种，D组分选自二苯基磷酰氯、9,10
‑
二氢
‑9‑
氧
‑
10
‑
磷杂菲
‑
10
‑
氧化物、9,10
‑
二氢
‑9‑
氧杂
‑
10
‑
磷酰杂菲

【专利技术属性】
技术研发人员：邵珠宝，贺新华，呼微，
申请(专利权)人：青岛大学，
类型：发明
国别省市：