DOPO：环保环氧树脂阻燃剂

关键词：无卤阻燃剂DOPO、磷酸酯DOPO、环氧树脂阻燃剂、覆铜板阻燃剂、磷系阻燃剂、PCB阻燃剂

 

   当今有机磷化合物的研究开发正从链状结构向环状结构迅速发展，其中膦菲类化合物——DOPO及其衍生物，因具有独特的分子结构(联苯环和菲环结构并存)，和所表现出诸多的优异性能而备受关注。据专家介绍，自20世纪70年代Saito等人首次成功合成9，10-二氢-9-氧杂-10-膦菲-10-氧化物(DOPO)以来，有关DOPO衍生物的开发与应用变得日益活跃，目前研究热点之一就是在环氧树脂中引入新型的DOPO衍生物替代溴化合物，达到无卤阻燃的目的。专家表示，这样的结果是清洁环氧树脂阻燃。

 

   这方面研究开发主要集中在2个方向上：一是以DOPO衍生物作为反应型阻燃剂，引入环树脂基体结构中，再经固化得到含磷环氧树脂；二是以DOPO衍生物作为固化剂，将普通环氧树脂固化形成含磷环氧树脂。本文对近年来国内外DOPO衍生物用作环氧树脂阻燃剂和固化剂的新型品种及所显示的阻燃性、热性能等作了评述。在阻燃剂开发应用上国内将DOPO(I)，分别与衣康酸、马来酸和苯醌反应得到3种DOPO衍生物Ⅱ、Ⅲ及Ⅳ，将I～Ⅳ与环氧树脂反应得到高性能环氧树脂，固化后的产品有高Tg、Td和高弹性模量以及良好的阻燃性，适用于印刷电路板和半导体封装。美国专利]提出了新型的阻燃剂V，它是由DOPO与萘醌反应形成的，这种含磷环氧树脂固化后表现出比四溴双酚A(TBBA)型固化环氧树脂更高的热稳定性及成碳率。

 

   在固化剂开发应用上，DOPO的多酚羟基或多氨基衍生物可以被用作高聚物的固化剂，由它们所固化的环氧树脂的性能与溴化环氧树脂有很大的不同，特别在阻燃性、热稳定性方面差异明显。最新的研究表明，将DOPO引入酚醛树脂中形成的改性酚醛树脂更适合作为固化剂使用。还有文献报道2种改性酚醛树脂X和Ⅺ，它们也可用作CNE树脂的固化剂。产物表现出好的热稳定性(>320℃)，高的Tg(159～178℃)，较高的成炭率(N2，70℃，>50%)和LOI值为(26～32.5)。这些改性酚醛树脂相比于DOPO衍生物Ⅲ而言，性能基本相近，但由于改性酚醛树脂与聚合物相容性更好，工艺相对简单、成本较低，故可得到更好的推广与应用，它们均可用作半导体封装和电子层压材料中环氧树脂的固化剂。

 

   将DOPO衍生物作为阻燃剂、固化剂引入环氧树脂，提高了环氧树脂的阻燃性和热稳定性，更重要的是，避免了溴化环氧树脂在使用及回收过程中对环境造成的污染，为环氧树脂的发展开辟了一条新的道路。专家认为今后DOPO衍生物的开发与应用，还需要解决两2个问题：从DOPO的合成人手简化工艺、降低成本，为DOPO衍生物成本的最终降低和更有利的参与市场竞争打好基础；研究DOP0衍生物中的磷、氮及其他非卤元素的协同效应，拓展DOPO衍生物的种类及其应用领域。目前已在DOPO及其衍生物的开发与应用研究方面取得了较大进步，并且还与中科院北京化学所、成都有机所，四川大学等多家科研机构进行广泛合作。相信在不久的将来，DOPO及其衍生物不仅会为环氧树脂，而且会为其他无卤阻燃材料的发展做出越来越多的贡献。

 

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