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環(huán)氧樹脂含硅阻燃劑
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時間：2017-2-8 18:22:26 |
含硅環(huán)氧樹脂以其耐熱性優(yōu)良而著稱，其另一個引人之處在于含有環(huán)氧樹脂含硅阻燃劑的聚合物具有優(yōu)良的阻燃特性。當燃燒時;含硅基團的低表面能使其遷移到環(huán)氧樹脂的表面，形成耐熱保護層，從而避免聚合物發(fā)生進一步的熱降解。因此硅被認為是“環(huán)境友好型”阻燃劑。
環(huán)氧樹脂含硅阻燃劑體系可分為2種:一種是物理共混型，或稱添加型阻燃劑，即通過物理方法將硅元素引入聚合物中，環(huán)氧樹脂含硅阻燃劑與環(huán)氧樹脂之間不發(fā)生化學反應，僅僅是一種物理的混合與分散過程，混合之后再進行固化。這種方法比較經(jīng)濟、方便，但其改性效果較差，與樹脂的相混性較差，而且會使環(huán)氧樹脂的機械性能有一定的降低。另一種是通過化學的方法將硅接入環(huán)氧樹脂中，即反應型阻燃劑。這種方法能達到較好的阻燃效果，并可保持樹脂原有的力學性質(zhì)。
添加型環(huán)氧樹脂含硅阻燃劑：蘇倩倩等129]用(聚甲基三乙氧基硅烷)與雙酚環(huán)氧樹脂E-科以不同質(zhì)量比混合，研究表明，其力學性能和耐熱性都有所改善。但分析顯示，與E-科分離明顯，即相容性較差。wang等[30〕用三甲氧基苯基硅烷通過兩種方法合成了新型含硅環(huán)氧樹脂三縮水甘油基苯基硅烷(二氯二甲基硅烷改性樹脂)。
ps與ooM固化，固化后其極限氧指數(shù)值為35，而雙酚^環(huán)氧樹脂EpoNaZs與ooM固化后的值僅為24，說明硅引入環(huán)氧樹脂體系對其阻燃性有較大改善。
Mercado等用二苯基硅二醇opso與雙酚^環(huán)氧樹脂反應生成ooE隊印552·1、印513·z，合成T環(huán)氧單體三縮水甘油基苯基硅烷TGPS二縮水甘油基二苯基硅烷TGOPS、1，4對(縮水甘油即二甲基硅烷)基苯BGOMSB等。
將OG〔BA與上述環(huán)氧樹脂用二氨基二苯甲烷(OOM)固化，得到硅質(zhì)量分數(shù)遞增的固化物。研究發(fā)現(xiàn)，引入硅后固化物的阻燃性能有顯著的提高，無論在氮氣還是在空氣中，最高失重溫度及殘?zhí)柯识加忻黠@的提高;極限氧指數(shù)值LOI隨著硅質(zhì)量分數(shù)的增加而增大，其中BGOMSB的LOI的值可達33.5。
把硅元素引入環(huán)氧樹脂體系中，硅·磷、硅·氮等協(xié)同阻燃效應能使固化物得到優(yōu)異的阻燃性能.但是，含硅有機化合物的制備需要復雜的有機合成途徑，生產(chǎn)成本較高，這就提高了阻燃環(huán)氧樹脂體系的價格.因此，如何降低產(chǎn)品的價格就成為發(fā)展含硅阻燃環(huán)氧樹脂體系所必須解決的問題。
磷酸三苯酯(阻燃劑TPP)是種含磷元素的無鹵環(huán)保型阻燃劑，面上大多數(shù)產(chǎn)品為白色片狀結(jié)晶，改產(chǎn)品為白色結(jié)晶性粉末，也更用于溶解于有機溶劑。產(chǎn)品生產(chǎn)出口廠家主要分布在江蘇丶浙江，目前磷酸三苯酯(阻燃劑TPP)生產(chǎn)出口廠家價格以江蘇為主。
此外，提高含硅化合物與樹脂間的相容性、研究含硅阻燃體系的阻燃作用機理、使硅的引入對固化物的物理機械性能有所改善、解決在不降低玻璃化溫度的前提下最大限度地提高阻燃性能以及硅與其他元素的協(xié)同阻燃效應問題，還有待作進·步深入的研究。
含硅環(huán)氧樹脂以其耐熱性優(yōu)良而著稱，其另一個引人之處在于聚合物具有優(yōu)良的阻燃特性。當燃燒時，含硅基團的低表面能使其遷移到環(huán)氧樹脂的表面，形成耐熱保護層，從而避免聚合物發(fā)生進一步的熱降解。因此硅被認為是“環(huán)境友好型”阻燃劑。
wu等人系統(tǒng)考察了含硅環(huán)氧樹脂復合物的阻燃特性135〕。他們以雙酚A(BE188)環(huán)氧樹脂或鄰甲酚醛型環(huán)氧樹脂(CNEZOO)分別與二苯基硅二醇(OPSD)或三苯基硅醇(TPSo)反應制備了新型含硅環(huán)氧樹脂。
通過控制環(huán)氧樹脂與含硅組分物質(zhì)的量比，可以制備具有不同硅含量的含硅環(huán)氧樹脂。通過系統(tǒng)研究固化后的環(huán)氧樹脂的熱穩(wěn)定性與阻燃性質(zhì)發(fā)現(xiàn)，引入硅基團后，環(huán)氧樹脂復合物的熱性能與阻燃性能均有所提高。當以含磷或含氮固化劑進行固化后，環(huán)氧樹脂的極限氧指數(shù)(Lol)會進一步提高。
例如，采用雙酚A環(huán)氧樹脂B〔188與含硅二醇OpSO按2:，物質(zhì)的量比進行反應制備了BE·5120含硅環(huán)氧樹脂.當以雙氰胺固化時，環(huán)氧樹脂固化物的LOI值為23;當以含磷固化劑BAPpPO[雙(氨基苯基)苯氧麟〕進行固化后，固化物的環(huán)氧樹脂的Lol值增加到了29.5。這種阻燃特性的提高主要歸于SllP的協(xié)同作用。這種新型含硅環(huán)氧樹脂有望在微電子封裝中得到應用。
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