含磷笼网结构多面体低聚倍半硅氧烷阻燃剂的合成及其阻燃环氧树脂性能

刘兴华 赵晓娟 李胜楠 杨 欣 于 然 张 瑛 黄 伟

(中国科学院化学研究所 高技术材料实验室，北京 100190)

引 言

环氧树脂(EP)是一类重要的热固性树脂，由于其优良的力学性能、粘接性能、化学稳定性以及加工性能，在结构与功能复合材料、涂料、胶黏剂和电子封装等领域得到了广泛应用[1-2]。但环氧树脂易燃，限制了其在高阻燃要求领域的应用。随着全球范围内对环保问题越来越重视，传统的含卤阻燃剂已被逐步淘汰，这给阻燃环氧树脂的应用带来了新的挑战。

近年来，人们一直致力于开发环境友好的无卤阻燃剂。含磷化合物作为一类有效的无卤阻燃剂，已被广泛应用在聚甲基丙烯酸甲酯[3]、环氧树脂[4-5]、环氧丙烯酸酯[6]等聚合物体系中。在众多含磷阻燃剂中，针对9，10-二氢-9-氧杂-10-膦菲-10-氧杂(DOPO)及其衍生物的研究最为广泛。由于DOPO中P—H键的反应活性高，DOPO既可作为添加型阻燃剂也可作为反应型阻燃剂加入到环氧树脂体系中，在提高环氧树脂阻燃性能的同时还能够保持材料良好的热稳定性能。此外，含硅化合物也是一类重要的环境友好阻燃剂，其中，多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)以其优异的耐热性能、耐热氧化性能和阻燃性能受到了人们的广泛关注。POSS是一类重要的有机无机杂化纳米材料，其结构式符合经验式(RSiO1.5)n(n=8，10，12，R为有机基团)[7]。POSS的优势在于其刚性的Si—O结构与SiO2类似，因此POSS可以分子级别分散在聚合物基体中制备纳米复合材料。同时，位于POSS网络结构顶点的Si原子可与反应型或非反应型的取代基相连，提高POSS与基体树脂的相容性。……