含磷环氧树脂的合成及阻燃研究

环氧树脂是一类具有良好性能的热固性高分子合成材料，广泛用于金属与非金属材料的粘结、耐腐蚀涂料、电气绝缘材料及玻璃钢复合材料的生产中。但环氧树脂的易燃性及离火后的持续自燃使其应用受到限制。阻燃研究十分必要。目前，电子电器领域线路板及封装用基础环氧树脂主要是四溴双酚A应型阻燃体系，阻燃效果显著，但燃烧产生大量含有腐蚀性气体的烟雾。出于环境保护要求，无卤阻燃替代技术的需求十分迫切。研究表明，在高聚物分子链中引入少量磷元素，不仅能使材料具备阻燃性能，同时能够保持良好的阻燃耐久性。

        日本在无卤含磷阻燃剂的研究上起步较早，并取得了一些应用上的进展。近年来随着应用和环保要求的加强，无卤含磷环氧树脂的开发和应用得到了进一步的加强，特别是在用于环氧树脂固化的含磷固化剂上。本文中利用含磷化合物DOPO中活泼的-OH可与环氧化物中的环氧基团反应的原理，在环氧化物中直接引入磷元素，制备了含磷本质阻燃环氧化物E-P，利用其他无磷固化剂固化E-P，制备了含磷反应型阻燃环氧树脂EPP，利用AP422制备了含磷添加型阻燃环氧树脂EP-AP。分别对E-P的反应转化率、结构进行了表征；在与EPAP对比的条件下，研究了EP-P的热分解行为及阻燃耐久性。该研究在电子电器领域线路板及封装用基础环氧树脂的无卤阻燃研究方面做了有意义的探索，并得到了良好的结果。

        1实验部分

        1.1原料

        1.2阻燃环氧树脂的制备

        1.2.1含磷本质阻燃环氧化物及树脂的制备

        将定量双酚A型环氧化物E-51与不同量DOPO于120℃~160℃下，搅拌反应5h，冷却至室温，得到透明棕黄色凝胶状含磷质量分数为1%和2%的本质阻燃环氧化物E.P-1和E-P-2。将E-P-1和E-P-2分别与间苯二胺混合均匀，真空脱气、浇注成型，于80℃~150℃固化，得到含磷本质阻燃环氧树脂EP-P-1和EP-P-2。

        1.2.2添加型阻燃环氧树脂的制备

        将AP422与环氧化物E-51共混，以间苯二胺为固化剂制备添加型阻燃环氧树脂EP-AP-15和EP-AP-20，即添加的AP422质量分数分别为15%和20%。

        1.3结构表征及性能测试

        采用溴化四乙胺法测定含磷本质阻燃环氧化物E-P的环氧当量。用BRUKERVecmr22傅里叶红外光谱仪(FTIR)Xf液膜法制备的E-P样品进行结构表征。采用GB/T2406—1993，用英国RheometricScientificLtd公司FTAII型氧指数仪测试极限氧指数LOI；采用ANSI/UL-94—1990标准，使用江宁分析仪器厂CZF一2垂直燃烧综合仪测试垂直燃烧性能；采用DuPontTA2000热分析仪研究热分解行为，样品质量为5~10mg，升温速率为10℃/min。高纯氮气保护，流速为40mL....