DOPO阻燃环氧树脂研究进展

综述了近年来用于阻燃环氧树脂的9,10-二氢-9-氧杂-10-膦菲-10-氧化物(DOPO)的协效阻燃体系、阻燃机理及反应活性方面的研究进展,并对今后DOPO阻燃领域的研究方向作出了展望。     

DOPO及其衍生物在聚合物中的阻燃应用研究进展

综述了9,10-二氢-9-氧-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)及其衍生物在环氧树脂、聚乳酸以及聚氨醋等聚合物中的阻燃应用研究进展,指出了其今后的发展方向.     

新型磷硅改性环氧树脂阻燃性能研究

采用聚苯基硅氧烷(PPMS)、9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)与双酚A型环氧树脂合成了新型的含磷硅环氧树脂(Si-P-EP),通过红外谱确认了其结构。将Si-P-EP与纯环氧树脂复配制备得到复合物Si-P-EP/EP,对其进行了氧指数和水平燃烧测试并通过红外光谱对燃烧后的残炭结构进行了分析。结果表明,Si-P-EP/EP的氧指数有所提高,水平火蔓延速率由27.27 mm/min降低到20.13 mm/min,Si-P-EP/EP燃烧后生成了含磷硅的炭层,从而提高了环氧树脂的阻燃性能。     

不同POSS对磷⁃硅协同阻燃环氧树脂性能的影响

将两种多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)分别与9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)基有机磷阻燃剂(D-bp)复配,制备了磷-硅协同阻燃环氧树脂,并对其阻燃、热、力学和动态力学性能等进行分析.结果表明,在磷含量仅为0.25％(质量分数,下同)时,磷-硅协同阻燃环氧树脂就能达到UL 94 V-0级...     

含磷阻燃剂在环氧树脂中的应用

采用两种含磷阻燃剂六苯氧基环三磷腈(HPCTP)与9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)分别制备了两组不同配比的阻燃型环氧树脂,并使用锥形量热仪进行测试分析,同时对比了两组材料的拉伸性能。结果表明:两种阻燃剂都能有效降低环氧树脂的热释放速率(HRR),当阻燃剂用量为15%时,HRR分别下降了48.3%和62.0%;HPCTP可使材料的拉伸强度提高30.7%,而DOPO使材料的拉伸性能下降了49.5%。     

无卤阻燃含磷环氧树脂的研究进展

无卤阻燃含磷环氧树脂中的磷成分具有气相和凝聚相的双重阻燃作用,且材料本身降解产物不产生可持续性环境污染物,因而作为环境友好型阻燃材料而被广泛研究。本文综述了近年来关于含9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲10-氧化物(DOPO)环氧树脂体系（包含DOPO环氧树脂、DOPO基固化剂和添加型DOPO改性聚合物）、磷酸酯型环氧树脂体系（包括磷酸酯环氧树脂、环状磷酸酯环氧树脂、磷酸酯型固化剂）、含磷固化剂以及磷腈环氧树脂和磷-硅环氧树脂的研究进展,介绍了每种体系的性能特点。总结了含磷环氧树脂的阻燃性能、热性能、阻燃机理,以及磷-氮协同效应、磷-硅复合二元体系的阻燃机理。     

DOPO阻燃PLA/BF复合材料的制备与性能研究

以9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)为阻燃剂,制备了聚乳酸/竹纤维(PLA/BF)阻燃复合材料,并通过极限氧指数(LOI)测试、热重分析、力学性能测试和扫描电镜(SEM)分析等手段考察了阻燃剂DOPO对复合材料阻燃性能、热降解行为及力学性能的影响。结果表明:DOPO对PLA/BF复合材料具有良好的阻燃效果。其中当DOPO用量达到4%时,复合材料的LOI由DOPO添加前的22.5%增至29.5%,材料的阻燃性能得到明显提升;同时,复合材料的热稳定性也明显提高,其最大热分解温度由331℃升至357℃,DTG曲线面积明显减小。     

DOPO–肉桂酰胺阻燃剂制备及其在PLA中应用

以9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)、肉桂酰胺为原料合成了一种氮磷复合型阻燃剂(DOPO–CDE),通过傅立叶变换红外光谱、核磁共振氢谱对合成产物结构进行了鉴定,显示DOPO–CDE成功制备。研究了原料配比、反应温度、反应时间对阻燃剂产率的影响,发现在DOPO:肉桂酰胺物质的量之比为1.5∶1,反应温度140℃,反应时间10 h时,产率可达38.13%。此外,通过热重表征,发现合成阻燃剂比DOPO热稳定性有了明显提高。在聚乳酸(PLA)中添加质量分数5%的DOPO和质量分数5%的DOPO–CDE得到两种阻燃复合材料,并分别测试其极限氧指数(LOI)和拉伸性能。结果表明,添加DOPO和DOPO–CDE的PLA阻燃复合材料的LOI由PLA的20.1%分别提高到26.4%和27.4%;添加DOPO–CDE的PLA阻燃复合材料拉伸强度和断裂伸长率分别达到55.1 MPa和8.7%,比添加DOPO的复合材料分别提高了13.6%和123.1%。     

反应型DOPO基阻燃剂在环氧树脂中的应用

综述了近年来在反应型DOPO基(9,10-二氢-9-氧-10-磷杂菲-10-氧化物)阻燃剂中引入羟基、羧基、氨基等基团以及与氰酸酯加成得到具有阻燃性的环氧树脂固化剂以及在DOPO衍生物中引入环氧基,制备本质阻燃环氧树脂的研究进展。     

10-（异丙基．2-醇）-9，10-二氢-9-氧杂-10-膦杂菲-10-氧化物的合成

以9,10-二氢-9．氧杂-10-膦杂菲-10-氧化物（DOPO）和丙酮为原料,合成10-（异丙基-2-醇）-9,10-二氢．9-氧杂．10．膦杂菲．10-氧化物。考察了原料摩尔比、反应温度和反应时间对产物收率的影响。结果表明,较优工艺条件为：n（丙酮）：n（DOPO）=12：1,反应温度为50℃,反应时间为30min时,DOPO的转化率为99％,目标产物收率为90％。     

DOPO基反应型阻燃剂的合成与应用研究进展

按酚类、丙烯酸酯类、胺类、苄醇类、脂肪醇类、环氧化合物类、酐和酸类等，对9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物（DOPO）基反应型阻燃剂的合成与应用研究进行了综述。     

覆铜板用反应型DOPO基有机磷系阻燃剂的研究进展

综述了近年来覆铜板行业中常用的高耐热反应型DOPO基(9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物)有机磷系阻燃剂的研究进展。阐述了DOPO基含磷环氧固化剂及环氧树脂的结构、制备方法、阻燃耐热等性能及其阻燃机制。     

10-(异丙基-2-醇)-9,10-二氢-9-氧杂-10-膦杂菲-10-氧化物的合成

以9,10-二氢-9-氧杂-10-膦杂菲-10-氧化物(DOPO)和丙酮为原料,合成10-(异丙基-2-醇)-9,10-二氢-9-氧杂-10-膦杂菲-10-氧化物。考察了原料摩尔比、反应温度和反应时间对产物收率的影响。结果表明,较优工艺条件为:n(丙酮)∶n(DOPO)=12∶1,反应温度为50℃,反应时间为30 min时,DOPO的转化率为99%,目标产物收率为90%。     

DOPO及其衍生物在聚合物中的应用研究进展

9,10-二氢-9-氧-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)是一种含磷的有机阻燃剂,具有热稳定性高、耐水性优良等特点,被广泛应用于高分子材料的阻燃、耐水解改性等。综述了DOPO及其衍生物的结构、制备方法,以及在环氧树脂、聚酯、聚碳酸酯、聚酰胺等高分子材料中的应用研究进展。DOPO加入环氧树脂、聚酯、聚碳酸酯、聚酰胺等高分子材料中可改善其阻燃性,同时还改善了环氧树脂的力学性能和热稳定性,获得综合性能优良的环氧树脂复合材料,拓宽了环氧树脂的用途。DOPO或其衍生物加入聚酯中,可有效改善聚酯的阻燃性及耐水性能。DOPO或其衍生物加入到聚碳酸酯和聚酰胺中,可使聚碳酸酯和聚酰胺的阻燃等级提高到V-0级。     

DOPO型含磷本质阻燃环氧树脂的研究进展

9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物（DOPO）及其衍生物可以用于合成含磷环氧树脂及环氧固化剂,制备反应型的本质阻燃树脂;此类阻燃树脂阻燃效果持久、阻燃效率高,已成为当今阻燃剂研究开发领域的主攻方向。本文就结构型DOPO基含磷本质阻燃环氧树脂的合成及应用研究进行了综述。     

10-(2,5-二羟基苯基)-9,10-二氢-9-氧杂-10-膦菲-10-氧化物的合成

以三氯化磷、邻苯基苯酚和对苯醌为主要原料,通过三步反应合成了含磷阻燃剂10-(2,5-二羟基苯基)-9,10-二氢-9-氧杂-10-膦菲-10-氧化物(ODOPB)。首先将酯化、酰基化、水解反应连续进行,得到了中间体2-(2-羟基苯基)苯基膦酸(HPPA),收率92.5%。然后HPPA分子内脱水成环反应得到9,10-二氢-9-氧杂-10-膦菲-10-氧化物(DOPO),收率93.2%。最后DOPO与对苯醌进行加成反应得到ODOPB,收率90.2%。三步合成总收率77.8%。HPPA的合成原料配比为n(三氯化磷)∶n(邻苯基苯酚)=1.3,以三氯化磷部分加入部分滴加的方式,且n(直接加入三氯化磷)∶n(滴加三氯化磷)=5.5,于150~200℃滴加反应。用红外光谱、元素分析、核磁氢谱、质谱对产物进行了表征。ODOPB已在覆铜板环氧树脂中成功应用,该合成方法已申请国家专利,正在进行产品中试。     

含膦固化剂的制备及其阻燃环氧树脂的性能

选用乙基膦酰二氯和乙二胺制备了乙基含膦二胺固化剂(EDE),采用傅立叶变换红外光谱(FTIR)表征了EDE的结构,并跟踪了9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10氧化物(DOPO)改性环氧树脂(DOPO-EP)与EDE的固化反应过程,制备了EDE固化的DOPO改性环氧树脂(EDE-DOPO-EP)。分析比较了纯环氧树脂、DOPO-EP和EDE-DOPO-EP固化物的阻燃性能、透明性、力学性能和热稳定性能,采用FTIR和扫描电子显微镜(SEM)对残炭的结构和形貌进行分析。结果表明,在80℃固化2 h可以完成EDE-DOPO-EP的固化;当EDE的用量为23.04份(磷质量分数为3.07%)时,EDE-DOPO-EP极限氧指数达到30.5%,垂直燃烧阻燃等级达到UL 94 V–0级;EDE-DOPO-EP具有良好的透明性,在波长200～800 nm内保持了纯环氧树脂固化物透光率的80%～90%;与纯环氧树脂固化物相比,EDE-DOPO-EP的力学性能下降幅度相对较小,初始分解温度虽下降明显,但600℃和800℃的残炭率分别从2.1%和0.9%提高到23.4%和12.0%;FTIR和SEM对残炭的分析表明,EDE-DOPO-EP残炭中形成了更多的P—O—C和P=O的结构,形成了更致密的炭层,从而提高了阻燃性能。     

含DOPO-Si环氧树脂的阻燃和力学性能影响机制研究

为抑制环氧树脂燃烧，文章将硅烷偶联剂与9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物（DOPO）进行反应，合成一种含硅、磷的新型阻燃剂（DOPO-Si），将阻燃剂通过共混或者接枝两种方式加入环氧树脂中，以提高环氧树脂的阻燃性。结果表明：以共混方式引入DOPO-Si，当添加5%的DOPO-Si时，复合材料可通过UL-94垂直燃烧的V-0级，极限氧指数（LOI）达到34.8%，拉伸强度可达70.5 MPa，比纯环氧树脂提高了22.6%。以接枝方式引入DOPO-Si，接枝率为5%时，环氧树脂固化物也可达到UL-94垂直燃烧的V-0级，LOI高达35.1%，但力学性能提升幅度不大。共混和接枝改性方式下，新型阻燃剂DOPO-Si均可提升环氧树脂阻燃性能，同时力学性能也有不同程度提升；但是与纯环氧树脂相比玻璃化转变温度均下降，其中共混方式下降的幅度要大于接枝方式，因此在实际应用中可依据实际需求灵活选取。     

DOPO改性氧化石墨烯阻燃环氧树脂研究

采用9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10氧化合物(DOPO)对氧化石墨烯(GO)进行表面修饰,并制备阻燃环氧树脂(EP)复合材料。通过傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)及热失重分析(TGA)对改性氧化石墨烯(DOPO-GO)进行表征,采用锥形量热仪、扫描电子显微镜(SEM)等对EP复合材料的阻燃性能、残炭微观结构等进行研究。结果表明:DOPO成功对GO进行表面修饰,当DOPO-GO添加量为3%时,EP复合材料的残炭率比纯EP提高了1.8%,从而达到一定的阻燃效果。锥形量热仪测试及残炭微观结构观察得出,EP复合材料热释放速率峰值随着DOPO-GO添加量的增加而降低,接枝后的DOPO-GO会生成PO·,可以捕获聚合物燃烧后释放出的活性自由基H·和OH·,达到中断链式反应的效果。同时,加入DOPO-GO后,复合材料燃烧后的炭层致密,起到延缓环氧基体燃烧的作用。     

新型膦菲类阻燃剂中间体DOPO合成研究进展

对新型膦杂菲类阻燃剂中间体9,10-二氢-9-氧杂-10-膦杂菲-10氧化物(DOPO)的主要合成方法进行了综述,详细介绍了DOPO的合成机理以及目前具有代表性的合成方法,并对各种合成方法的优缺点进行了评述。