本发明专利技术提供一种含磷硅倍半氧烷，由下式表示：［Ｒ１３ＳｉＯ１／２］ｍ［Ｒ２ＳｉＯ３／２］ｎ［Ｒ３ＳｉＯ３／２］ｐ［（Ｒ４Ｏ）２ＰＯ（ＣＨ２）ｘＳｉＯ３／２］ｑ，其中每个Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３和Ｒ４独立地表示烃基；ｘ表示从１到８的整数；ｍ为小于１．５的正数；ｎ和ｑ为大于０而小于１的正数；ｐ为大于或等于０而小于１的数。而且，（ｎ＋ｐ）／ｑ在０．５至９９范围内，（ｎ＋ｐ＋ｑ）＝１。本发明专利技术还公开了包含所述含磷硅倍半氧烷的可固化组合物和固化的组合物。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
广义地，本专利技术涉及阻燃剂及其在环氧树脂中的用途。
技术介绍
现有的用在环氧树脂中的阻燃剂存在一些问题。例如，经溴化处理的阻燃剂和其它含卤素的阻燃剂通常会产生有毒和腐蚀性的燃烧产物。而无机水合物通常分解生成水， 其用量通常需要高到损害环氧树脂的物理性能。再者，卤素基的阻燃剂一直是诸多环境监管的对象。
技术实现思路
本专利技术提供了一种含磷硅倍半氧烷(silsesquioxane)，其由下式表示[R^SiCVJJ^SiCVJnE^SiCVJJ (R4O)其中每个R1、R2、R3、和R4独立地表示烃基；χ表示从1到8的整数；m为小于1.5的正数；η和q为大于0而小于1的正数；和ρ为大于或等于0而小于1的数，其中(n+p) /q在0. 5至99范围内，并且另外其中 (n+p+q) = 1。在一些实施例中，每个RSR2，! 3，和R4独立地表示具有1到8个碳原子的烷基。在一些实施例中，每个Rl表示甲基，和每个R2和R3独立地选自甲基、环己基、环戊基和异丙基。在一些实施例中，χ为2。在一些实施例中，所述含磷硅倍半氧烷的数均分子量的范围为500克/摩尔至10000克/摩尔。在一些实施例中，所述含磷硅倍半氧烷的数均分子量的范围为1000克/摩尔至4000克/摩尔。本专利技术中的硅倍半氧烷可用作如阻燃剂，并且与非卤素阻燃剂一起时特别有用。相应地，在另一方面，本专利技术提供了一种可固化的组合物包括环氧树脂，有效量的聚环氧化合物的固化剂，和本专利技术中的含磷硅倍半氧烷。在一些实施例中，所述可固化组合物还包括有效量的热固性树脂的固化剂。在一些实施例中，所述热固性树脂包括可固化的环氧树脂。还有，在另一方面，本专利技术提供一种固化的组合物包括热固性树脂和本专利技术中的含磷硅倍半氧烷。如本文所用“烃基”是指通过从烃上移除一个氢原子而形成的一价基团；“非卤化的”是指不含卤素原子；“热固性”是指能够进行化学交联；“热固化”是指已充分化学交联，看不到有熔融流动。具体实施例方式硅倍半氧烷具有Si-O-Si键形成的框架。它们通常由一个或多个有机硅烷(如 三烷氧基硅烷衍生物)缩合而成。本专利技术中的硅倍半氧烷由下式表示[R^SiCVJJ^SiCVJnE^SiCVJJ (R4O) fCKogxSiCVjQ。每个R1、R2、R3和R4独立地表示烃基。可用的烃基包括脂族基团(如线性、环状和 /或支链烷基)和芳族基团(如芳基、芳烷基或烷芳基)。示例性的烃基包括带有1到8 个碳原子的烷基，例如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、戊基、己基、异辛基、环己基、甲基环己基(methylcyclohexyl)和环戊基；芳基，如苯基；芳烷基，如甲基苯基和乙基苯基；和芳烷基，如苯乙基和苯基甲基。其中R1为甲基的那些实施例是期望的。类似地，其中R2和 R3分别表示甲基、环己基、环戊基和异丙基的那些实施例是期望的，特别是在R1为甲基的情形下。变量χ表示从1到8的整数，如1、2、3、4、5、6、7、8。其中χ为2的那些实施例是通常期望的。变量m表示小于1.5的正数(即大于0的任何数)，如0. 001,0. 01,0. 1、0. 3、0. 5、 0. 75、1、1· 25 或 1. 49。变量η和q表示大于0而小于1的正数，如:0.01,0. 1、0. 3或0. 5。变量ρ为大于或等于0小于1的数，如:0,0. 01,0. 1,0. 3,0. 5,0. 75或0. 99。变量χ、m、η、ρ和q可任意组合使用，但有两个限制条件(1) (n+p) /q 的范围为从 0. 5 到 99 ；禾口(2) (n+p+q)等于 1。所述含磷硅倍半氧烷可具有满足上述条件的任意分子量。通常，硅倍半氧烷可以单独的化合物存在，也可以具有不同分子量的硅倍半氧烷的混合物存在。在这些情形下，在本领域中通常指平均分子量(如数均分子量)。数均分子量的范围为从500克/摩尔到 10000克/摩尔的硅倍半氧烷(如从1000克/摩尔到4000克/摩尔)的硅倍半氧烷通常特别适合用作热固性树脂中的阻燃剂。本专利技术中的硅倍半氧烷可，例如，通过相应的三烷氧基硅烷的缩合制备，三烷氧基硅烷可根据已知方法制备或通过市场采购。在一种代表性的合成中，所述的三烷氧基硅烷衍生物和甲酸一起在高温下(如大约80°C )加热，该温度足以去除三烷氧基硅烷缩合生成相应的硅倍半氧烷时产生的醇类副产物。任何残余的硅烷醇可采用 (CH3)3Si-基，例如，通过加入六甲基二硅氮烷(hexamethyldisilazane)或六甲基二硅氧烷 (hexamethyldisiloxane)封端。挥发性物质(包括任何未反应的原料)可通过真空加热的方式去除。相应的η、ρ和q的量可通过控制相应的三烷氧基硅烷的量进行控制。本专利技术中的硅倍半氧烷可用作，如阻燃剂，并且与非卤素阻燃剂一起时特别有用， 其中有可能降低为通过阻燃性工业标准测试所需的阻燃剂总重量；如，得到UL94-V0级别的热固树脂(根据伊利诺斯州诺斯布鲁克的美国保险商实验室发布的UL 94测试方法 "Standard for Tests for Flammability of Plastic Materials for Parts in Devices and Appliances，，Section 8，20mm Vertical Burning Test(updated through May 22，2001)( “用于装置和器具零部件的塑料材料易燃性测试标准”第八部分20mm垂直燃烧实验(更新至2001年5月22日))。非卤素阻燃剂的例子包括水软铝石、有机硼酸盐、有机磷酸盐、有机亚磷酸酯和 organophosphinates (如，作为 EXOLIT 0P1230 和 EXOLIT 0P930 从北卡罗莱纳州夏洛特的科莱恩公司(Clariant Corp.)获得)。本专利技术还提供了一种可固化的组合物包括热固性树脂，可选的有效量的热固性树脂固化剂，和本专利技术中的含磷硅倍半氧烷。热固性树脂的例子包括环氧树脂(单组分和 /或双组分)、聚氨酯树脂(单组分和/或双组分)、氰酸酯树脂、酚醛树脂和丙烯酸树脂。 理想地，对于电子方面的用途，所述的热固性树脂为电子级的。示例性的热固性树脂包括能以品名为3M SC0TCHCAST电绝缘树脂从明尼苏达州圣保罗3M公司购得的双组分环氧树脂4。可用的环氧树脂的例子包括双W_(2，3-环氧丙氧基)苯基丙烷 0，2-bisW-(2，3ipoxypropoxy)phenyl]propane)(双酚 A 的二缩水甘油醚)(diglycidyl ether of bisphenol Α)和能以品名为EPON 828、EP0N1004和EPON 1001F 从壳牌化学品公司(Shell Chemical Co.)购得的材料、以品名为DER-331、DER-332和 DER-334从陶氏化学品公司Dow Chemical Co.)购得的材料。其它适用的环氧树脂包括酚醛树脂的缩水甘油醚(如以品名为DEN-43和DEN-^8从陶氏化学品公司(Dow Chemical Co.)购得)。可选地，所述的热固性树脂可包含一种或多种硬化剂、引发剂和/或催化剂(本申请统称为“固化剂”)，其用量通常能有效地使热固性树脂化学交联(即本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种含磷硅倍半氧烷，由下式表示：［Ｒ１３ＳｉＯ１／２］ｍ［Ｒ２ＳｉＯ３／２］ｎ［Ｒ３ＳｉＯ３／２］ｐ［（Ｒ４Ｏ）２ＰＯ（ＣＨ２）ｘＳｉＯ３／２］ｑ其中每个Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３和Ｒ４独立地表示烃基；ｘ表示从１到８的整数；ｍ为小于１．５的正数；ｎ和ｑ为大于０而小于１的正数；和ｐ为大于或等于０而小于１的数，其中（ｎ＋ｐ）／ｑ在０．５至９９范围内，并且另外其中（ｎ＋ｐ＋ｑ）＝１。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：利萨·S·林，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：US
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