[发明专利]阻燃性半芳族聚酰胺组合物以及由其制成的模制品

说明书

本发明涉及一种阻燃性聚酰胺组合物，更具体的是基于半芳族聚酰胺的无卤阻燃性聚酰胺组合物，其可以用于要在SMT组装步骤中加工的电气/电子组件中。

与许多其他热塑性模制材料相比，聚酰胺树脂具有优异的机械性能、可模塑性和耐化学性，因此被用在汽车零部件、电气/电子(E&E)部件、机械部件和许多其他应用中。由聚酰胺树脂制成的制品可以拥有非常理想的物理性能。然而，在某些应用中，希望聚酰胺树脂组合物具有阻燃性，并且符合高阻燃程度的UL-94标准，并具有诸如高流动性、不起泡、高表面质量的性能和/或具有高刚度和良好的尺寸稳定性。在几乎所有的E&E应用中高阻燃度是必需的。由于E&E部件不断的小型化的趋势，高流动性正变得越来越重要。无起泡是表面组装焊接工艺必不可少的。高的刚度、良好的尺寸稳定性和良好的表面质量对于例如用于计算机外壳是必需的。

通过卤化阻燃剂阻燃的增强型高熔点聚酰胺由于它们的物理性质（如高机械性能和高的热变形温度）通常被用于表面组装应用的E&E组件。本文使用的聚酰胺，例如基于对苯二甲酸、己二酸和六亚甲基二胺的半芳族聚酰胺，或基于对苯二甲酸、六亚甲基二胺和2-甲基-1,5-戊二胺的半芳族聚酰胺，其熔点为约280℃及更高，例如脂肪族聚酰胺-4,6，其熔点为约290℃。

表面组装技术（SMT）涉及将焊料膏涂覆到印刷电路板（PCB），将电气和电子部件放置在PCB表面的适当的位置上，并使整个组件通过红外回流炉，从而使焊料熔化并使各部件永久固定到PCB上。以前，透孔法需要钻孔并且使每个部件都单独焊接到位。与使用透孔技术相比，SMT允许制造更小、更密集的布局，并且所产生的电路板通常是制造成本更低。然而，在SMT工艺中，零件可能被加热到高达260℃，或甚至更高的温度，例如，达到270℃的峰值温度。塑胶电子零件在这些条件下不卷曲或不变形或不起泡很重要。

通常使用熔融加工法（例如注塑法）由聚酰胺组合物来制备部件。然而，必须注意储存过程中的潮湿的条件。由于与这些聚合物有关的水吸收，所以在加工期间在烘箱中加热时其中形成空洞，这种现象也被称为起泡。所形成的零件因此产生不希望的变形。另外，芳族聚酰胺，但特别是脂族聚酰胺，容易起泡。此外，脂族聚酰胺更难被制成足够程度的阻燃性，而这样的阻燃性是用于SMT应用的一项基本要求。

基于电气电子装置尺寸越来越小的趋势，SMT应用中使用的树脂对高熔体流动性的需求日益增加。高熔体流动性（或低熔体粘度，因为这些术语可以互换使用）是可熔融加工的聚合物树脂组合物的非常理想的特征，因为它允许更容易用于诸如注射成型的方法中。具有较高的熔体流动性或较低的熔体粘度的组合物与不具备这一特征的其它树脂相比，可以更容易地注射成型。这样的组合物具有在较低的注射压力和温度下以更大程度填充模具的能力并且具有填充有薄横截面的复杂模具设计的更大能力。对于线性聚合物来说，聚合物的分子量和熔体粘度之间通常存在正相关；而对于支化的聚合物来说，通常也如此。

为了达到所需的物理性能，将诸如玻璃增强剂的组分添加到聚合物树脂中。为了达到所需的阻燃性水平，可以添加阻燃剂。而在过去，主要使用含卤素的聚合物阻燃剂，相当长的一段时间以来这样的阻燃剂的使用已变得可能有危险，在一些应用中，甚至被禁止。这使得非卤化阻燃剂成为首选材料。WO-96/17013描述了一种无卤的阻燃性聚酰胺组合物，其包含熔点为至少270℃的聚酰胺和蜜胺的缩合产物。WO-96/09344已经公开了非卤化阻燃剂（例如磷酸酯或次膦酸酯phosphinate）与三嗪衍生物的使用。WO-97/026026描述了一种无卤的阻燃性聚酰胺组合物，其含有衍生自三嗪的化合物和有机磷化合物。EP-0792912-A1公开了包含聚酰胺和次膦酸酯或二次膦酸酯的组合物。EP-1070754-A1公开了包含聚合物和阻燃剂的组合物，该聚合物诸如聚酰胺或聚酯的聚合物，该阻燃剂包含次膦酸酯或二次膦酸酯和蜜胺衍生物，例如蜜胺的缩合产物。EP-1024167-A1公开了组合物，该组合物包含热塑性聚合物（如聚酰胺6或聚酰胺6,6）与阻燃剂，该阻燃剂包含次膦酸酯或二次膦酸酯和合成的无机化合物和/或矿物产品，如锡酸锌。