环氧树脂以其优异的综合性能广泛应用于国民经济的各个领域,尤其在电子电气领域,已成为目前最为重要的电子化学材料之一。然而它又是一种易于燃烧的材料,所以对于提高其阻燃性能的研究一直是国内外研究者关注的热点。随着人们对于环境保护和人体健康的重视,对电子电气又提出了无卤化的要求,如何得到无卤、低毒、少烟、高效的阻燃剂成为人们关注的重点。其中最引人注目的是关于9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)及其衍生物的研究。

DOPO作为一种有机磷酸酯类化合物,其结构中含有活泼O=P-H键,对烯基、环氧键和羰基具有很高的加成活性,可反应生成多种衍生物。DOPO衍生物具有活性基团,既可以作为固化剂参与基体树脂固化,也可以通过向其引入环氧基制备本质阻燃环氧树脂。由于是通过化学反应将磷原子嵌入分子链中构成新的分子整体,所以它能在提高环氧树脂的阻燃性、热稳定性和有机溶解性的同时,对环氧树脂的机械性能的恶化影响较小。而且近些年众多研究表明,DO-PO及其衍生物作为一种新型环保阻燃剂,除了具有无卤、低毒、无烟等特点,还具有很高的阻燃效率。环氧树脂体系中磷含量低于2%时即可达到UL-94V-0阻燃级别,而卤素含量需达到9%~23%才能达到同样效果。因此,无论从环境保护要求还是降低成本来看,DOPO类阻燃体系都具有很大的优势, 其市场前景广阔,意义重大。

DOPO型环氧树脂固化剂作为反应型阻燃剂的一种,在使用中能够同时起到固化和阻燃的功效,对于降低添加剂对体系的机械性能的负面影响有着显著效果,已成为本质阻燃环氧树脂的一个研究热点。

DOPO型无卤阻燃环氧树脂多是通过DOPO及其衍生物上的活性基团对现有环氧树脂进行改性,将DOPO基引入环氧树脂分子结构中,从而得到新型高性能含磷环氧树脂。

DOPO型环氧树脂材料具有良好的热稳定性、较高的玻璃化转变温度、较低的热膨胀系数和优异的阻燃性能,是一种无卤、低烟、无毒的环保型材料,具有广阔的发展前景。然而,由于其结构的特殊性,大多数的DOPO衍生物的添加还是会对体系的综合性能造成或多或少的负面影响。因此,应进一步加强高性能无卤阻燃环氧树脂体系的研究,尤其从以下方面着手:

(1)对于添加型阻燃剂,应从高热稳定性,较高单位含磷量和提高与环氧树脂的相容性进行研究。

(2)对于含磷固化剂,应针对其本身及其固化通用环氧树脂体系中的磷含量较低的缺点,努力提高其磷含量或配合其他阻燃剂使用。

(3)深入对磷-氮、磷-硅、以及磷元素与其它元素在阻燃行为中的协同效应的研究。

(4)探索较低成本的含磷本质阻燃环氧树脂的生产工艺,真正实现无卤阻燃环氧树脂的工业化应用.