[发明专利]一种含磷氮聚硅氧烷及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种含磷氮聚硅氧烷及其制备方法，所述制备方法包括如下步骤：(1)将氨基聚硅氧烷与酸酐单体混合，在80～140℃下反应1～8h，得到羧基官能化聚硅氧烷；(2)步骤(1)制得的羧基官能化聚硅氧烷与含磷单体在60～150℃反应4～16h，得到所述含磷氮聚硅氧烷。本发明含磷氮聚硅氧烷以硅氧键为主链结构，亚氨基、羧基以及含磷基团为侧基结构，其中，硅氧烷链较为柔顺，可以为环氧树脂提供良好的韧性，亚氨基和含磷基团侧基可提高环氧树脂的阻燃性能，且羧基可参与树脂固化反应，从而对环氧树脂固化物起到既增韧又阻燃的作用。

技术领域

本发明涉及环氧树脂改性技术领域，尤其涉及一种含磷氮聚硅氧烷及其制备方法与应用。

背景技术

环氧树脂作为一种热固性树脂，具有优异的粘接性能、良好的加工性能、耐化学性和尺寸稳定性，被广泛用作涂料、粘合剂、电气工业、交通运输和建筑等领域的先进材料。然而固化后的高交联密度也导致了环氧固化物较低的断裂韧性，即脆性较大。此外，其固有的可燃性也限制了其进一步应用，因此，如何提高环氧树脂固化后的韧性及阻燃性具有重要研究意义和应用价值。

聚硅氧烷主链由Si-O-Si构成，具有良好的低温柔韧性、耐热、耐候、阻燃性等优点，分子结构中的侧基种类、分子量等会较大程度影响其性能。带有反应性官能团(羟基、羧基、胺基、环氧基)的聚硅氧烷能够参与环氧树脂基体的固化，可以有效避免相分离现象，提高环氧树脂的综合性能。此外在聚硅氧烷链上引入含氮、含磷基团，能够发挥阻燃元素协同效应，赋予环氧树脂优异的力学性能和阻燃性能。

但是一般来说，较好的阻燃性能往往需要高添加量的改性剂来实现，然而这又会导致环氧树脂固化物力学性能的而下降，所以制备一种改性剂同时实现对环氧树脂的增韧阻燃是具有重要意义的。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种含磷氮聚硅氧烷及其制备方法与应用。本发明含磷氮聚硅氧烷以硅氧键为主链结构，亚氨基、羧基以及含磷基团为侧基结构，其中，硅氧烷链较为柔顺，可以为环氧树脂提供良好的韧性，亚氨基和含磷基团侧基可提高环氧树脂的阻燃性能，且羧基可参与树脂固化反应，从而对环氧树脂固化物起到既增韧又阻燃的作用。本发明的环氧树脂组合物在胶粘剂、复合材料、覆铜板、电子封装材料等领域具有良好的应用前景。

本发明的技术方案如下：

本发明的第一个目的是提供一种含磷氮聚硅氧烷，所述含磷氮聚硅氧烷通过在氨基聚硅氧烷的侧链氨基上引入如下结构中的任一种制得：

本发明的第二个目的是提供一种所述含磷氮聚硅氧烷的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

(1)将氨基聚硅氧烷与酸酐单体混合，在80～140℃下反应1～8h，得到羧基官能化聚硅氧烷；

(2)步骤(1)制得的羧基官能化聚硅氧烷与含磷单体在60～150℃反应4～16h，得到所述含磷氮聚硅氧烷。

在本发明的一个实施例中，步骤(1)中，所述氨基聚硅氧烷的氨值为0.1～0.9mmol/g。

优选地，所述氨基聚硅氧烷为OFX-8040A、OFX-8486、OFX-8417、TS-701、QL-2211、QL-2212、QL-2213中的一种或多种。

在本发明的一个实施例中，步骤(1)中，所述酸酐单体为衣康酸酐、马来酸酐、2-甲基马来酸酐中的一种或多种。

在本发明的一个实施例中，步骤(1)中，氨基聚硅氧烷与酸酐单体的质量比为1:0.01～0.25。

在本发明的一个实施例中，步骤(2)中，所述含磷单体为9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物、亚磷酸二甲酯、亚磷酸二乙酯、亚磷酸二苯酯中的一种或多种。