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一种苯基膦酰二氯DCPPO与间苯二甲胺环氧树脂固化剂及其制备工艺

本发明涉及一种固化剂及其制备方法,特别是涉及一种苯基膦酰二氯与间苯二甲胺环氧树脂固化剂及其制备方法。

背景技术:
环氧树脂是一种应用十分广泛的高聚物,广泛的应用于铸造、涂料、胶粘剂及复合材料中,显示出了优良力学性能及电学性能。尽管如此,它们的易燃性限制了其在电子(印制电路板,电子封装等)和运输方面(汽车,火车和飞机)的应用。因此阻燃型环氧树脂的发展对于拓宽其应用领域具有十分重要的作用。
目前,许多技术已经被广泛应用于环氧树脂的阻燃技术,其中卤系阻燃剂因其优秀的阻燃效果被广泛应用于环氧树脂的阻燃,但由于含卤环氧树脂在燃烧过程中会产生许多有毒和腐蚀性气体,不止对人体产生巨大伤害,还导致使用卤系阻燃剂的产品无法回收再利用或者彻底销毁,造成了无法弥补的环境污染和资源浪费。因此,无卤阻燃剂的研究对环氧树脂的的未来发展有重要意义。
环氧树脂的阻燃研究的方向日益趋向于无卤化。如何取代卤素,研制高效、低毒、低烟的无卤环保型阻燃剂及新型阻燃环氧树脂材料成为了国内外学者的研究热点。
许多技术已经应用于环氧树脂的阻燃。传统的添加型阻燃剂由于存在与基体的相容性差,易迁移,且会对基体的力学性能产生严重影响,虽然有研究表明石墨烯,碳纳米管等作为添加型填料会在阻燃的同时不破坏其机械性,但由纳米级添加剂价格昂贵,限制了其广泛的应用。因此,可以与环氧树脂进行反应,以化学键的形式接入到环氧树脂中,对环氧树脂的力学性能的影响较小或增强环氧树脂的力学性能的反应型阻燃固化剂就显出了巨大的优势。此外除了能够克服添加型阻燃剂带来的力学性能降低的问题,同时可以显著增加环氧树脂的阻燃性能。


技术实现要素:
本发明的目的在于提供一种苯基膦酰二氯与间苯二甲胺环氧树脂固化剂及其制备方法,固化剂含有磷、氮两种阻燃元素,既可以参与环氧树脂的固化,同时,具有阻燃效率高和无卤、低烟、低毒等特点,不但能减少添加剂用量还可以减少其燃烧时有毒气体和腐蚀性气体的产生,符合当代环保要求。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
一种苯基膦酰二氯与间苯二甲胺环氧树脂固化剂,所述的磷、氮环氧树脂阻燃固化剂制备原料包括:苯基膦酰二氯与间苯二甲胺,该阻燃固化剂具有以下结构:

一种苯基膦酰二氯与间苯二甲胺环氧树脂固化剂制备方法,该阻燃固化剂的制备方法一步即可完成,将苯基膦酰二氯与间苯二甲胺在惰性气体导入下搅拌反应,产物经过滤、洗涤、干燥处理,得白色固体。
上述过程用化学反应式表示为:

所述的一种苯基膦酰二氯与间苯二甲胺环氧树脂固化剂制备方法,在合成磷、氮阻燃固化剂中,苯基膦酰二氯和间苯二甲胺投料摩尔比为1:2.5到1:3.5;所用溶剂为N,N’-二甲基甲酰胺、二氯甲烷、1,2二氯乙烷中的一种或其任意比例的混合物。
所述的一种苯基膦酰二氯与间苯二甲胺环氧树脂固化剂制备方法,在合成磷、氮阻燃固化剂中,反应温度控制在20~40℃;反应时间为6~8h。
所述的一种苯基膦酰二氯与间苯二甲胺环氧树脂固化剂制备方法,在合成磷、氮阻燃固化剂中,所用惰性气体为氮气、氩气或氦气中的一种。
所述的一种苯基膦酰二氯与间苯二甲胺环氧树脂固化剂制备方法,在合成磷、氮阻燃固化剂中,洗涤溶剂为二氯甲烷。
所述的一种苯基膦酰二氯与间苯二甲胺环氧树脂固化剂制备方法,在合成磷、氮阻燃固化剂中,干燥温度为50~70℃。
本发明的优点与效果是:
1.本发明提供的一种含磷、氮环氧树脂固化剂,既可以作为一种环氧树脂的固化剂,又具阻燃效果,同时固化物的力学性能良好。
2、本发明提供的一种含磷、氮环氧树脂固化剂,具有低毒、高效环保的优点,有利于可持续发展。
3、本发明提供的制备方法简单,条件温和,易于控制,所得的产品纯度高,后处理方便。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细说明。
实施例1:
在装有冷凝管、氮气导管,温度计和磁力搅拌的250ml三口瓶中加入DCPPO19.498g(0.1mol),1,2二氯乙烷100ml和DMF10ml作溶剂,准确量取MXDA 40.850g(0.3mol)、1,2二氯乙烷10ml加入到恒压滴液漏斗中,控制滴加速率,2h内滴加完毕,在20℃下氮气保护反应6h结束。产物经过滤、洗涤,然后在60℃真空干燥箱干燥12h,得到白色固体粉末。
实施例2:
在装有冷凝管、氮气导管,温度计和磁力搅拌的250ml三口瓶中加入DCPPO19.498g(0.1mol),二氯甲烷110ml作溶剂,准确量取MXDA 40.850g(0.3mol),控制滴加速率,2h内滴加完毕,在20℃下氮气保护反应6h结束。产物经过滤、洗涤,然后在60℃真空干燥箱干燥12h,得到白色固体粉末。
实施例3
在装有冷凝管、氮气导管,温度计和磁力搅拌的250ml三口瓶中加入DCPPO19.498g(0.1mol),二氯甲烷110ml作溶剂,准确量取MXDA 47.659g(0.35mol),控制滴加速率,2h内滴加完毕,在20℃下氮气保护反应6h结束。产物经过滤、洗涤,然后在60℃真空干燥箱干燥12h,得到白色固体粉末。

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