Dopo基均三嗪環氫化苯并咪唑環氧固化劑及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了DOPO基均三嗪環氫化苯并咪唑環氧固化劑及其制備方法。其制備方法首先將溶劑I、三聚氯氰、對羥基苯甲醛和縛酸劑混合，通入氮氣，加熱反應，得到2,4,6‐三(4‐醛基苯氧基)‐1,3,5‐均三嗪環；將溶劑Ⅱ、2,4,6‐三‐醛基苯氧基‐1,3,5‐均三嗪環和DOPO混合，通入氮氣，反應得DOPO基醛基苯氧基‐1,3,5‐均三嗪環；將DOPO基醛基苯氧基‐1,3,5‐均三嗪環溶于溶劑Ⅲ中滴加到鄰苯二胺和溶劑Ⅲ混合物中，加入催化劑，反應得到DOPO基均三嗪環氫化苯并咪唑環氧固化劑。本發明固化物垂直燃燒通過UL94V‐0級，玻璃化轉變溫度和拉伸強度比非阻燃環氧樹脂分別提高了12.1％和18.2％。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種氫化苯并咪唑類環氧固化劑及其制備方法，具體涉及到一種D0P0 基均三嗪環氫化苯并咪唑環氧固化劑及其制備方法。 DOPO基均三嗪環氫化苯并咪唑環氧固化劑及其制備方法 技術背景
[0002] 環氧樹脂被廣泛應用于涂料、膠黏劑和封裝材料等領域，但普通的環氧樹脂 易燃，極限氧指數僅為19.8%，通常需對其進行阻燃改性才能滿足使用要求。采用具 有阻燃功能的環氧固化劑能賦予環氧樹脂阻燃性能，9, 10 -二氫-9 -氧雜-10 -磷 雜菲-10 -氧化物（D0P0)和均三嗪環為剛性結構，耐熱性能較好，均具有一定的阻燃 性，將這兩種結構同時構筑在環氧固化劑中，利用磷與均三嗪環的協同阻燃作用可提 高阻燃效率，降低磷元素的用量，從而降低阻燃元素引入所導致的環氧固化物其它性 能的劣化程度。Xiong 等[Xiong，Yq, Jiang Zj，et al. Journal of Applied Polymer Science. 2013, 127(6) :4352 -4358.]以DOPO與三聚氰胺的希夫堿反應合成了一種DOPO基 均三嗪環環氧固化劑，其結構式如下：
[0003]
【權利要求】
1. 一種DOPO基均三嗪環氫化苯并咪唑環氧固化劑，其特征在于，具有如下的化學結構 式：
2. 根據權利要求1所述的D0P0基均三嗪環氫化苯并咪唑環氧固化劑的制備方法，其特 征在于包括如下步驟： 1) 將溶劑I、三聚氯氰、對羥基苯甲醛和縛酸劑混合，通入氮氣，加熱至（50?70) °C， 攪拌下反應（6?10)小時，冷卻、過濾，將濾液減壓蒸餾，所得固體采用去離子水洗滌后用 乙酸乙酯重結晶，得到白色針狀晶體，真空干燥得到2, 4, 6 -三（4 -醛基苯氧基）-1，3, 5 -均三嗪環；所述的縛酸劑為氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鉀、碳酸氫鉀或碳酸鉀；所 述的溶劑I為甲苯、二甲苯、乙腈或二氧六環；三聚氯氰、對羥基苯甲醛和縛酸劑的摩爾比 為 1 :2· 8 ?3. 3 :2· 8 ?6 ; 2) 將溶劑II、2, 4, 6 -三-醛基苯氧基-1，3, 5 -均三嗪環和D0P0混合，通入氮氣，在 (80?110) °C下反應（6?8)小時，減壓蒸餾，洗滌，真空干燥，得到白色粉末狀D0P0基醛 基苯氧基-1，3, 5 -均三嗪環；所述溶劑II為乙腈、二氧六環、二甲苯、異丙醇或正丁醇；所述 2, 4, 6 -三-醛基苯氧基-1，3, 5 -均三嗪環和D0P0的摩爾比為1 :2?2. 2 ; 3) 將鄰苯二胺和溶劑III混合，通入氮氣，攪拌至鄰苯二胺完全溶解；將所述D0P0基醛 基苯氧基-1，3, 5 -均三嗪環溶于溶劑III中，滴加到鄰苯二胺和溶劑III混合物中，滴加完后 加入催化劑，在（60?90) °C下繼續反應（7?9)小時，冷卻到室溫后將其倒入到溶劑IV中， 沉淀析出，過濾，洗滌濾餅，真空干燥，得到黃色粉末為D0P0基均三嗪環氫化苯并咪唑環氧 固化劑；所述的催化劑為對甲基苯磺酸、氯化鋅、氯化銅、三氯化鋁或三氯化鐵；所述的溶 劑III為N，N -二甲基甲酰胺、二甲基亞砜或N -甲基吡咯烷酮；所述的溶劑IV為水、乙醚或乙 酸乙酯；所述D0P0基醛基苯氧基-1，3, 5 -均三嗪環、鄰苯二胺和催化劑的摩爾比為1 :1? 1. 1 :0· 1 ?0· 12。
3. 根據權利要求2所述的D0P0基均三嗪環氫化苯并咪唑環氧固化劑的制備方法，其特 征在于，每摩爾三聚氯氰加入溶劑I為2?3. 50升。
4. 根據權利要求2所述的D0P0基均三嗪環氫化苯并咪唑環氧固化劑的制備方法，其特 征在于，步驟1)所述真空干燥的溫度為（80 - 90) °C，真空干燥的時間（10 - 12)小時。
5. 根據權利要求2所述的D0P0基均三嗪環氫化苯并咪唑環氧固化劑的制備方法，其特 征在于；每摩爾2, 4, 6 -三-醛基苯氧基-1，3, 5 -均三嗪環加入溶劑II為2?3升。
6. 根據權利要求2所述的D0P0基均三嗪環氫化苯并咪唑環氧固化劑的制備方法，其特 征在于，步驟2)所述的洗滌采用乙醇和乙酸乙酯分別洗滌2次-3次。
7. 根據權利要求2所述的D0P0基均三嗪環氫化苯并咪唑環氧固化劑的制備方法，其特 征在于，步驟2)所述真空干燥的溫度為（80 - 90) °C，真空干燥的時間（10 - 12)小時。
8. 根據權利要求2所述的DOPO基均三嗪環氫化苯并咪唑環氧固化劑的制備方法，其特 征在于，每摩爾鄰苯二胺加入溶劑III 400?600ml ;每摩爾D0P0基醛基苯氧基-1，3, 5 -均 三嗪環加入〇. 8 - 1. 5升溶劑III。
9. 根據權利要求2所述的D0P0基均三嗪環氫化苯并咪唑環氧固化劑的制備方法，其特 征在于，所述洗滌濾餅采用（75 - 85) °C的熱水將濾餅洗滌。
10. 根據權利要求2所述的D0P0基均三嗪環氫化苯并咪唑環氧固化劑的制備方法，其 特征在于，步驟3)所述真空干燥的溫度為（85 - 95) °C，真空干燥的時間（20 - 24)小時。
【文檔編號】C08G59/62GK104086751SQ201410294443
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年6月25日 優先權日:2014年6月25日
【發明者】趙建青, 王永珍, 劉述梅, 袁彥超 申請人:華南理工大學