含磷菲環(huán)環(huán)氧樹(shù)脂制備、表征及性能研究.pdf

1、本文探討了反應(yīng)型含磷阻燃劑10-(2',5’-二羥基苯基)-9，10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物(ODOPB)的合成工藝，通過(guò)IR、DSC、TG等表征了ODOPB的分子結(jié)構(gòu)，并評(píng)價(jià)了其熱穩(wěn)定性能。實(shí)驗(yàn)表明：本實(shí)驗(yàn)ODOPB產(chǎn)率為85-3％，熔點(diǎn)250℃，紫外特征吸收峰為330nm，600℃成炭率為15％，具有較高的熱穩(wěn)定性和成炭率。 通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂與9，10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物(DOPO)類(lèi)

2、含磷中間體反應(yīng)，將阻燃元素磷引入環(huán)氧樹(shù)脂分子結(jié)構(gòu)中，制得含磷菲環(huán)環(huán)氧樹(shù)脂。通過(guò)環(huán)氧值滴定研究DOPO與E-20環(huán)氧樹(shù)脂及鄰甲酚醛環(huán)氧樹(shù)脂的反應(yīng)特性，確定其最佳反應(yīng)條件。結(jié)果表明，DOPO與E-20最佳反應(yīng)條件：120℃下添加15wt.％催化劑，反應(yīng)90min；DOPO與鄰甲酚醛環(huán)氧樹(shù)脂最佳反應(yīng)條件：120℃下添加20wt.％催化劑，反應(yīng)120min。紅外譜圖進(jìn)一步確認(rèn)反應(yīng)進(jìn)行的程度及DOPO型含磷環(huán)氧樹(shù)脂的初步結(jié)構(gòu)。采用熱分析測(cè)試研究D

3、OPO與環(huán)氧樹(shù)脂的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，DOPO與E-20環(huán)氧樹(shù)脂反應(yīng)的表觀活化能E為96.42kJ/mol，反應(yīng)級(jí)數(shù)n為0.74；DOPO與鄰甲酚醛壞氧樹(shù)脂反應(yīng)的表觀活化能E為298.51kJ/mol，反應(yīng)級(jí)數(shù)n為0.97。 通過(guò)環(huán)氧值滴定和熱分析測(cè)試研究ODOPB與E-20壞氧樹(shù)脂、鄰甲酚醛環(huán)氧樹(shù)脂及E-51環(huán)氧樹(shù)脂反應(yīng)特性，結(jié)果表明：E-20容易與ODOPB發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)；鄰甲酚醛環(huán)氧樹(shù)脂直接與ODOPB發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)；E-51與ODO

4、PB于160℃反應(yīng)60min制得ODOPB型環(huán)氧樹(shù)脂，表觀活化能E為24kJ/mol，反應(yīng)級(jí)數(shù)n為0.95。 基于電子封裝材料的應(yīng)用，設(shè)計(jì)了室溫固化含磷菲環(huán)環(huán)氧封裝配方，制備不同磷含量的環(huán)氧封裝材料。通過(guò)LOI、HB、TG、IR等測(cè)試方法，研究了磷含量對(duì)環(huán)氧封裝材料固化過(guò)程、燃燒性能和阻燃機(jī)理的影響，以及對(duì)環(huán)氧封裝材料力學(xué)性能及電性能的影響。研究結(jié)果表明：含磷菲環(huán)環(huán)氧封裝體系粘度低，易于操作，體系含ODOPB15.8wt.％(即

5、整個(gè)體系磷含量為1.5wt.％)固化活化能E為66.73kJ/mol，反應(yīng)級(jí)數(shù)n為0.91。ODOPB具有良好的阻燃效果，ODOPB越多，阻燃效果越明顯，含磷1.5wt.％環(huán)氧封裝材料的LOI值達(dá)32.8；含磷菲環(huán)環(huán)氧封裝材料的熱穩(wěn)定性略有下降，但含磷1.5wt.％壞氧封裝材料600℃固體殘留量高達(dá)34.2％，成炭率為16.2％。磷含量對(duì)環(huán)氧封裝材料的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率及沖擊強(qiáng)度影響較大，對(duì)環(huán)氧封裝材料的硬度影響較小，環(huán)氧封裝材料的電