在环氧树脂中引入新型材料替代溴化合物,达到无卤阻燃的目的,这是国内外环氧树脂电子应用领域的重要课题。DOPO衍生物即9,10-二氢-9-氧杂-10-膦菲-10-氧化物等应用于环氧树脂阻燃,正在不断开发与应用中。DOPO衍生这方面研发主要集中在作为阻燃剂和固化剂,DOPO衍生物用作环氧树脂阻燃剂显示优异的阻燃性、热性能,日前对此进行专题介绍并作了展望。
美国有发明专利提出一种新型的阻燃剂V,它由DOPO与萘醌反应形成,这种含磷环氧树脂固化后,表现出比四溴双酚A型固化环氧树脂更高的热稳定性及成碳率。虽然2种类型阻燃剂的环氧树脂都有较好的阻燃性(UL-94 V-0级),但含V型环氧树脂较含TBBA型环氧树脂有高的Td、Tg,成炭率及弯曲强度,且在燃烧时无熔滴、无烟雾放出。说明含磷环氧树脂比溴化环氧树脂具有明显优势,这种含磷固化环氧树脂可以用作半导体封装材料。阻燃剂Ⅵ是由Ⅳ与环氧氯丙烷反应所得,由它得到的含磷环氧树脂具有较高热稳定性及阻燃性:Tg为181℃,Td为363℃(N2,10%失重),700℃时的成炭率为48%(N2),在磷含量低至1.03%(对比于溴含量为7.24%)时,便可达UL-94V-0级,LOI值为30(但当磷含量超过2.1%时LOI值会达到一个稳定水平)。它被用于和双酚A环氧树脂混合做电子封装材料。
作为DOPO研究热点之一,在阻燃剂井发利用方面国内走得较前。科研人员将DOPO(I)分别与衣康酸、马来酸和苯醌反应,分别得到3种DOPO衍生物Ⅱ、Ⅲ、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。虽然4种含磷环氧树脂的成炭率、LOI值都明显上升,但Tg有所下降,这是由于加入含磷阻燃剂后的固化环氧树脂,交联密度降低的缘故;Td虽然相对较低但都远高于300℃,可满足对基材的耐热稳定性要求(>288℃),且在高于450℃的温度范围内,含磷环氧树脂降解速率比不含磷环氧树脂慢得多;而加热时树脂中的含磷基团首先降解形成富含磷的残留物,它有助于提高环氧树脂的降解温度,阻止环氧树脂的进一步降解,并最终导致高的成炭率;当含4种阻燃剂的样品的磷含量超过1%时,阻燃级别都可以达到V-0级。