製造磷系奈米矽片阻燃劑之方法

專利類型

發明

專利國別 (專利申請國家)

中華民國

專利申請案號

100150015

專利證號

I 452062

專利獲證名稱

製造磷系奈米矽片阻燃劑之方法

專利所屬機關 (申請機關)

國立臺灣大學

獲證日期

2014/09/11

技術說明

本發明直接將高濃度之磷腈與聚醚胺進行反應，控制製程反應條件有效的避免交聯反應生成；待反應完成後無須移除溶劑便可簡單地與奈米矽片溶液掺混，形成含磷之奈米複合材料難燃劑。由於合成出產物具有特殊溫感性質，可藉由溫度改變有效將產物(HCP-D400/NSP)與溶劑分離，可解決以往含磷之奈米複合材料難燃劑製程繁複、加工複雜等問題，深具實用價值。 利用難燃劑的添加常使高分子提升難燃特性，符合特用電子材料領域需求。難燃劑的種類相當多，依材料來源可分為無機系與有機系兩種。無機系主要為金屬氧化物或氫氧化物，多以直接添加使用；而有機系主要為含鹵素材料，然含有鹵素的難燃劑，會產生腐蝕性和毒性氣體，甚至會有戴奧辛生成的疑慮。因此近年來在環保議題的全球發酵下，許多國家已開始禁用含鹵素產品，取而代之的是含磷的特化品。台灣身為電子產業重鎮，大部分的電子材料多半仍以溴化環氧樹脂為難燃材料，雖還未明訂禁用含鹵素難燃劑，但開發新型符合環保與經濟效應的難燃劑乃當務之急。 磷系難燃劑的原料之一六氯環三磷腈為Phosphazene中間體，出廠時為高濃度液體，溶於氯苯(Monochlorobenzene, MCB)。在與一系列商業化的poly(oxyalkylene)-amines，合成出新穎聚醚胺磷系難燃劑(Figure 1)過程中，因反應物具多官能基團容易產生交聯反應，一般做法以稀釋多官能基反應物濃度進行反應避免交聯；過程中須先將溶劑移除後再另加入適當溶劑進行，過程相當繁複且耗時與耗能。此外，在為了更有效提升難燃劑的難燃性，作法上會以添加無機物製備成有機無機複合材，尤其是具高長徑比之矽片更是熱門的選項。天然矽片因具高堆疊性與親水性，除了導致大部分矽片複合材多為插層型更增加矽片導入有機物困難度，降低矽片阻隔特性及利用性。本發明有效利用合成有機難燃劑之特性，經過與奈米矽片(NSP)掺混後，形成奈米複合材料型耐燃劑(Figure 2)；改善製程，使磷系/矽片難燃劑製程具連貫性，且操作程序容易，更適合工業之應用。 This invention relates to process simplify of the synthesis of branch-type poly(oxyalkylene)-amines from hexachlorocyclotriphosphazene (HCP) and poly(oxypropylene)-amines (POP-amines) to form HCP-amines, and further mixed with Nano Silicate Platelet (NSP) directly, which can also be used as nanocomposite flame retardants and curing agents for epoxy resin. This simple HCP-amine procedure could directly use highly concentration HCP which react with POP-amines without crosslinking. After we synthesized HCP-amines, it could mix with NSP solution directly instead of needing further purification, which is easy and simple.

備註

本部(收文號1090060317)同意該校109年9月28日校研發字第1090083785號函申請終止維護專利(國立臺灣大學)

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