[发明专利]无卤阻燃高温尼龙

说明书

技术领域

本发明涉及无卤阻燃半芳香族高温尼龙。

背景技术

电子电器的小型化和多功能化，促使制造业加速采用表面贴装技术(SMT)来实现电子元器件的高密度化。由于SMT过程需要使用高温红外回流炉来焊接表面贴装元件(SMD)，要求SMD的材料具有杰出的热稳定性、化学稳定性和机械性能，半芳香族类高温尼龙由此在SMD中得到极大的应用。但由于一般的半芳香族类高温尼龙具有可燃性，因此在实际使用时需要添加阻燃剂，以达到防火安全的要求。传统上，半芳香族类高温尼龙通常采用溴系阻燃剂，实现阻燃效果。但溴系阻燃剂在燃烧时，会产生强烈刺激性的溴化氢气体、浓烟、甚至一些强烈致癌性物质，使得溴系阻燃剂的使用受到了限制。欧盟更是制定了法律和法规譬如REACH和RoHS，限制某些溴系阻燃剂的使用，因此工业界开始转向无卤阻燃剂。

在半芳香族类高温尼龙这方面，寻找合适的无卤阻燃剂存在着巨大的挑战。半芳香族类高温尼龙的熔点非常高(超过300℃)，加工温度常常需要在310-350℃之间，这导致一般的无卤阻燃剂譬如聚磷酸胺等由于缺乏足够的热稳定性而不能满足其加工要求，因此目前该领域的研究主要集中在发展具有高度热稳定性的无卤阻燃剂上。

由于含磷-碳键的化合物具有良好的热稳定性和化学稳定性，膦酸盐类化合物在无卤阻燃方面得到了应用。譬如二烷基次膦酸盐特别是二乙基次膦酸铝被用作高温尼龙的阻燃剂，见美国专利US7294661；美国专利申请US2008068971、US20100261818、US20120029124、US2013049040和US20140011925。但二烷基次膦酸盐具有腐蚀性，它们的腐蚀性在高温情况下尤其严重。另外二烷基次膦酸铝在高温尼龙的加工温度下是固体，会引起制品流动性能的降低，影响复杂电子元器件的制作。

膦酸酯类特别是环状膦酸酯类也被报道作为阻燃剂。WO2010135398报道了9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)的衍生物，该衍生物一个分子中含有2个磷中心(DiDOPO)，具有良好的热稳定性和阻燃性，但结构上仅限于2个磷中心之间的乙烯基桥链(-CH₂CH₂-)。WO2012064703描述了具有不同桥链的DiDOPO作为环氧树脂的阻燃剂，该专利申请不包括芳香基取代的乙烯基桥链。

日本公开专利申请JPH11-106619报道了DOPO的衍生物DiDOPO，该专利申请没有提到芳香基取代的乙烯基桥链，且仅限应用于聚酯纤维。

日本公开专利申请JP2001270993描述了DOPO的衍生物DiDOPO，该专利申请描述的DiDOPO桥链长于乙烯基桥链，桥链太长导致DiDOPO的塑化性能增加，引起工程塑料制品热变形温度的下降。并且该专利申请描述的DiDOPO亚烯基桥链上的取代基是羟基或烷氧基。羟基的引入降低了阻燃剂的热稳定性，对工程塑料的加工不利。烷氧基的引入则增加了被氧化性能，会导致高分子材料的提早降解。该专利申请没有提到芳香基取代的乙烯基桥链。

本申请提供了一种基于DOPO衍生物的无卤阻燃高温尼龙。该DOPO衍生物阻燃效果好，具有良好的热稳定性和化学稳定性，能够在不降低高温尼龙加工流动性的同时，克服已有DiDOPO阻燃剂的耐化学性不足或者塑化性强的缺点。以其为阻燃剂制备的高温尼龙燃烧测试0.8毫米达到UL94V-0级别。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请提供了一种无卤阻燃高温尼龙，其特征在于，含有聚酰胺和化合物A；化合物A具有如式(1)所示的化学结构式：

其中

Ar任选自C3～C18的杂芳基或C6～C18的芳基；

R₁和R₂独立地任选自氢、C1～C18的烷基、C3～C18的杂芳基、C6～C18的芳基；

R₃，R₄，R₅和R₆独立地任选自氢、C1～C18的烷基、C3～C18的杂芳基、C6～C18的芳基；

m，n，k和p独立地任选自0，1，2，3，4；

所述芳基或杂芳基芳香环上的任意氢原子可以独立被任意C1-C18的烷基取代。

优选地，R₁和R₂均为氢，m＝n＝k＝p＝0。

优选地，R₁为氢，R₂为芳基，m＝n＝k＝p＝0。