[发明专利]含卤素的阻燃性聚酰胺组合物

说明书

本发明涉及阻燃性的热塑性聚酰胺组合物，其提供灼热丝点燃性能与伸长率/韧性性能的优异组合，所述组合物包含：聚酰胺树脂；含溴阻燃剂；位阻酚热稳定剂；和任选地包含阻燃协同剂、增塑剂、润滑剂、脱模剂、除酸剂和着色剂中的至少一种。

发明背景

聚酰胺树脂可以用于许多应用中，这是由于其具有高熔点、高的重结晶温度(即较快的注塑循环时间)、高流动性、韧性和弹性、耐化学品性、固有的UL94V2阻燃性、耐磨性和整体力学性能。所以，聚酰胺理想地用于电缆线、消费和工业应用(例如运动设备、窗户热开关、气雾阀、食品膜包装)、汽车/交通工具部件(例如散热器端部水箱、空气冷却器、风扇和护罩，推拉式电缆)、工业纤维(例如气袋、轮胎帘线)、以及电子/电器部件(例如连接器、接线端子、电池密封件、光伏电池、LED、电路断路器)中。

尤其在电子/电器工业中，热塑性聚酰胺广泛用于生产模塑连接器以用于自动化设备应用，例如洗涤机、干燥器、洗碗机、HVAC装置等。国际标准IEC 60335-1定义了这些热塑性组合物在家用和相似电子设备中的性能。根据IEC 60335-1，与在大于0.2安培下操作的电子导体接触的任何热塑性组分必须通过灼热丝点燃试验(GWIT)，进行此试验以确保如果点火源(例如过热部件)与热塑性组分接触，则最终产品不会点燃和传播火焰。尤其是，根据IEC 60695-2，最终的热塑性组分必须耐受在750℃下与灼热丝直接接触30秒，且在任何点燃的情况下在2秒内熄灭。虽然最终模制部件的几何形状可以有许多变化，但是当在默认的60x60mm板形的情况下检测时，基础树脂不论具有何种几何形状都必须超过750℃的GWIT，从而确保最终的部件能符合安全要求。

以前，含氯阻燃剂主要用于热塑性聚酰胺组合物中以试图满足上述GWIT要求和所需的阻燃性级别。将阻燃剂加入聚酰胺组合物中，并可以在固相、液相或气相中以化学方式(例如通过释放氮)和/或物理方式(例如通过产生泡沫)起作用。阻燃剂通常在燃烧过程的特定阶段干扰燃烧，例如在加热、分解、点燃或火焰传播期间。

常规含氯阻燃剂的例子包括、但不限于氯化石蜡、氯化聚乙烯、十二氯化五环十八碳-7,15-二烯((Dechlorane 25)和HET酸酐。

近期，含溴阻燃剂大幅度地用于替代含氯阻燃剂，这是考虑到其不具有与使用含氯阻燃剂时相关的不利特性(例如不稳定性)。含溴阻燃剂的例子包括六溴环十二烷(HBCD)，十溴二苯醚(DBDPO)，八溴二苯醚，四溴双酚A(TBBA)，二(三溴苯氧基)乙烷，二(五溴苯基)乙烷，四溴双酚A环氧树脂(TBBA环氧)，四溴双酚A碳酸酯(TBBA-PC)，亚乙基(双四溴邻苯)二酰亚胺(EBTBPI)，亚乙基双五溴二苯基，三(三溴苯氧基)三嗪(TTBPTA)，二(二溴丙基)四溴双酚A(DBP-TBBA)，二(二溴丙基)四溴双酚S(DBP-TBBS)，溴化聚苯醚(BrPPE)(例如聚(二)溴苯醚等)，溴化聚苯乙烯(BrPPE)(例如聚二溴苯乙烯、聚三溴苯乙烯、交联的溴化聚苯乙烯等)，交联的溴化芳族聚合物，溴化环氧树脂，溴化苯氧基树脂，溴化苯乙烯-马来酸酐聚合物，四溴双酚S(TBBS),三(三溴新戊基)磷酸酯(TTBNPP)，聚溴三甲基苯基茚满(PBPI)，和三(二溴丙基)-异氰脲酸酯(TDBPIC)。

适合用于引入热塑性材料中的含溴阻燃剂导致在热塑性材料的熔融加工期间尽可能少地产生腐蚀性气体(例如在挤出和模塑期间)，并保持热塑性材料的阻燃性和力学性能。这种阻燃剂的例子包括、但不限于：溴化聚苯醚(包括聚(二)溴苯醚等)和溴化聚苯乙烯(包括聚二溴苯乙烯、聚三溴苯乙烯、交联的溴化聚苯乙烯等)。溴化聚苯乙烯是一种最常用于常规热塑性组合物中的阻燃剂。

基于卤素的阻燃剂也可以与一种或多种阻燃协同剂组合使用。常规的阻燃协同剂包括、但不限于：锑氧化物(例如三氧化二锑、四氧化二锑、五氧化二锑和锑酸钠)，氧化锡(例如一氧化锡和二氧化锡)，氧化铁(例如氧化铁(II)和γ-氧化铁)，氧化锌和硼酸锌。

已经知道除酸剂用于稳定含卤素的聚合物，尤其是在加工期间。美国专利6,531,526描述了用作除酸剂的改性沸石。