一種具有阻燃性的潛伏性固化劑及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種具有阻燃性的潛伏性固化劑及其制備方法，其中具有阻燃性的潛伏性固化劑的結構式為：本發明以DOPO對雙氰胺改性，可以提高固化劑與環氧樹脂之間的相容性。本發明固化劑在保證良好潛伏性的同時還賦予環氧樹脂良好的阻燃性能，固化物的極限氧指數為25.3，屬于難燃材料。
【專利說明】一種具有阻燃性的潛伏性固化劑及其制備方法
一、【技術領域】
[0001]本發明涉及一種固化劑及其制備方法，具體地說是一種具有阻燃性的潛伏性固化劑及其制備方法，用于單組份環氧樹脂體系。
二、【背景技術】
[0002]環氧樹脂具有良好的力學性能、粘接性能、電絕緣性、化學穩定性和加工性，廣泛應用于建筑、機械、電子電器、航空航天等領域。環氧樹脂在使用時需要加入固化劑，并在一定的條件下進行固化交聯，形成三維網狀的體型結構，才能呈現出各種優良的性能，實現其價值。因此在環氧樹脂的應用與發展中，固化劑有著舉足輕重的作用。傳統環氧樹脂固化劑為雙組份固化劑，常溫下這類固化劑就能迅速與環氧樹脂發生反應而固化，使用時需要現配現用，產品性能受操作人員的技術水平的影響很大，不能滿足日益現代化規模化自動化的生產需要。國外已經有很多單組份環氧樹脂面市，這類單組份體系最關鍵的部分就是具有潛伏性的新型固化劑，常溫下幾乎不與環氧樹脂反應，給予一定的條件，比如升溫到合適的溫度就能迅速反應固化。在這方面，國內發展相對落后，生產使用中的需要主要依靠進口，研究具有自主知識產權的單組份環氧樹脂固化劑有很重要的意義。
[0003]近年來，潛伏性固化劑的研究逐漸升溫，發展出多種獲得潛伏性的途徑，熱引發、濕氣致活、光照致活等等。雙氰胺是近年來迅速發展起來的熱引發型潛伏性固化劑，作為固化劑使用時，潛伏性好，常溫下非常穩定，貯存期長。但固化溫度過高，需要180°C左右才能較好的固化，大大超出了很多器件和生產工藝所能承受的溫度，從而限制了其應用。在滿足具有良好貯存穩定性的前提下，將降低固化反應溫度，而又不影響其使用性能，是目前潛伏性固化劑研究的熱點。國外早就出現以芳香胺類對雙氰胺進行改性的產品，如瑞士Ciba-Geigy公司開發的HT-2833，HT-2844，國內對雙氰胺進行改性的報道很少，目前文獻報道中仍是以芳香胺類改性雙氰胺為主要方向，造成改性雙氰胺類固化劑產品結構單一，制約其發展。
`[0004]環氧樹脂材料在給人們帶來巨大利益的同時，由于它的可燃燒帶來了一些安全隱患。在阻燃材料方面，添加型阻燃劑可能會遷移導致阻燃效率下降，鹵系阻燃劑受熱可能釋放出有害物質，阻燃效率高、煙塵少的有機磷系反應型阻燃劑在競爭中日漸倍受關注，與環氧樹脂固化劑結合后形成的阻燃性固化劑，成為環氧樹脂材料阻燃的主要趨勢。
[0005]目前，潛伏性固化劑、阻燃性固化劑的研究都是分開進行的，同時具備這兩種性能的固化劑國內尚沒有報道。
三、
【發明內容】
[0006]本發明旨在提供一種具有阻燃性的潛伏性固化劑及其制備方法，所要解決的技術問題是通過分子設計遴選合適的固化劑結構，使其在具有較好潛伏性的同時降低環氧樹脂的固化反應溫度。
[0007]本發明通過DOPO改性雙氰胺得到新型潛伏性固化劑，將本發明固化劑應用到環氧樹脂體系中除了可以保留環氧樹脂良好粘接性、化學穩定性、電絕緣性和加工性外，還具有使用方便，貯存期長，固化溫度下降，良好阻燃性等優點。
[0008]本發明具有阻燃性的潛伏性固化劑的結構式為:
[0009]
【權利要求】
1.一種具有阻燃性的潛伏性固化劑，其特征在于其結構式為:
2.—種權利要求1所述的具有阻燃性的潛伏性固化劑的制備方法，其特征在于按以下步驟操作: 將雙氰胺和水加入反應器中，升溫至60°C攪拌溶解，得到雙氰胺溶液；向所述雙氰胺溶液中加入DOPO，于110-130°C反應4-6小時，反應結束后將反應液置于冰水浴中冷卻，過濾并干燥后即得目標產物； DOPO與雙氰胺的摩爾比為1:1。
3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于: 在反應的過程中補加D0P0，補加的DOPO的摩爾量與所述雙氰胺的摩爾量之比為1:0.1-0.2。
4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于: 補加的DOPO分兩次加入，兩次加入量相等，兩次加入的間隔時間為0.5-1小時。
5.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于: 原料DOPO為粉末狀。
【文檔編號】C07F9/6574GK103755922SQ201410023183
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月17日 優先權日:2014年1月17日
【發明者】史鐵鈞, 王權, 虞伕, 劉建華 申請人:合肥工業大學