專利名稱：高抗電弧徑跡指數(shù)液晶聚合物及其相關應用的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種具有高抗電弧徑跡指數(shù)和優(yōu)異阻燃性能的熱致變液晶聚合物組合物及其應用。
背景技術：
液晶聚合物(LCP)已成為重要商品，作為一般用途模塑樹脂十分有用，更具體地說，因其具有熱穩(wěn)定、耐化學侵蝕以及其他可人性能故用于電氣和電子工業(yè)中。對于許多電氣和電子用途而言，模塑樹脂應顯示優(yōu)良抗電弧徑跡和良好阻燃性能。
電弧徑跡是一種與材料表面永久和進行性導電通路的形成相聯(lián)系的現(xiàn)象，由電場和外表面污染的聯(lián)合作用所致。電弧徑跡發(fā)生在受損通電的電器零件打濕，例如沾上電解質或冷凝液時。此種電弧徑跡可導致閃絡或飛弧，從而導致電器零件的進一步損壞，結果釀成災難性的連鎖故障。電弧徑跡可能發(fā)生在低電壓，例如，100V AC(直流)或更低，但隨著電壓的降低可能性將變小。比較抗電弧徑跡指數(shù)(CTI)等級提供某組合物在濕態(tài)和/或被污染狀態(tài)下作為電氣絕緣材料工作能力的定量指標。在確定樹脂組合物的CTI等級中，在模塑試樣上放置兩個電極。然后，在慢慢朝試樣上滴氯化銨水溶液的同時在兩個電極之間建立起電壓差。試樣的CTI等級是，在連續(xù)5次試驗中必須加超過50滴溶液才能導致電弧徑跡發(fā)生的最高電極電壓差。因此，CTI數(shù)值是發(fā)現(xiàn)某模塑件顯示導電性時的電壓。在電氣和電子工業(yè)中的某些場合，CTI數(shù)值預期至少是220V。
阻燃性能是按照美國保險業(yè)實驗所公報(Underwriters’Laboratories Bulletin)94號試驗測定的，其中一個大致尺寸為2.5英寸x0.5英寸x0.0625英寸的樣品與本生燈火焰接觸10s。然后，挪開樣品，并記錄火焰熄滅所需要的時間長短。該試驗還將材料表征為“滴落”或“非滴落”，因為可能導致相鄰結構起火的樹脂燃燒滴落物是人們所擔憂的。當某種熔融樹脂在試驗中從棒上滴落時，就說該樣品“滴落”。如果滴落物正在燃燒，并且它燃燒得足以點燃位于試樣棒底下的棉球，則該材料不能通過該試驗。盡管自熄滅的滴落物從技術上不造成該材料不通過該試驗，但實際上仍認為它不可心。將相同樣品放在本生燈火焰上再次接觸10s以重復該試驗。UL V-0等級要求在一個5只樣品的試驗中，任何一只樣品——每只重復兩次——的火焰熄滅時間(FOT)不超過10s，且這5只樣品的累計FOT總共不超過50s。當5只試樣的累計FOT等于50s并且5只樣品中一或兩只未通過10-秒鐘試驗時，則給予V-1等級。V-1等級是對電氣用途通用要求的，V-0是必須的，盡管V-1或V-2的阻燃等級也適合許多最終用途。然而，實際上，采購者常常硬性規(guī)定V-0等級，同時最大累計FOT為35。
已知，諸如十溴二苯乙烷或溴化聚苯乙烯之類的含鹵素化合物可用于制備阻燃熱塑性塑料。美國專利4,824,723公開一種阻燃電氣絕緣多層材料，包含熱塑性聚合物及其共混物的芯和包含含鹵素阻燃劑的聚合物共混物的外層，具有V-0等級和大于500V的優(yōu)異CTI等級。
美國專利4,636,544公開二氧化鈦在改進樹脂模塑組合物的CTI方面的應用。然而，該組合物中仍要求加入阻燃劑。使用有限數(shù)量的二氧化鈦，優(yōu)選的用量為約1～約10重量份二氧化鈦每85重量份樹脂和鹵代聚(對苯二甲酸1，4-丁二醇酯)組合物。美國專利4,421,888公開一種模塑制品，其原料為一種具有高水平抗電弧徑跡能力的不燃、不滴落的充填聚酯組合物，包含聚對苯二甲酸乙二醇酯與聚對苯二甲酸丁二醇酯的混合物、玻璃纖維與滑石粉的混合物以及有效數(shù)量含鹵素阻燃劑。
阻燃劑，特別是基于鹵代烴的阻燃劑在熱塑性塑料，尤其在聚酯中的缺點是，它們導致電氣性能的惡化。另外，含鹵素化合物的使用在某些國家是嚴格限制的，理由是它們?nèi)紵龝r釋放有毒煙霧，并且鹵代阻燃劑本身也有毒。目前，需要一種塑料組合物，它具有熱穩(wěn)定性、耐化學侵蝕和其他LCP的可人特性，乃至卓越的阻燃性能和高CTI等級，但不使用含鹵素化合物作為阻燃劑。
發(fā)明概述本發(fā)明包括主要由有以下成分組成的組合物a)可熔融加工并在熔融狀態(tài)顯示各向異性的全芳族聚酯；b)不導電填料，其平均粒度小于約4μm，以足以將所述組合物的比較抗電弧徑跡指數(shù)(CTI)等級提高到高于220V并使組合物不燃燒的數(shù)量存在；以及任選地c)至少一種熒光增白劑，其含量大于0.005wt％，且沸點Tbp＞Tm-60℃，其中Tm是LCP的熔點。
含有和不含至少一種熒光增白劑的組合物都包括在本發(fā)明內(nèi)。
本發(fā)明還包括一種生產(chǎn)具有優(yōu)良抗電弧徑跡指數(shù)和阻燃性能的電氣和電子領域用樹脂組合物的實際方法，包括將全芳族聚酯與不導電填料摻混，其中該填料具有小于約4μm的平均粒度，優(yōu)選一種氯化法金紅石型金屬氧化物涂布的二氧化鈦，且優(yōu)選用量介于約30～50wt％填料，以所述芳族聚酯與所述填料總重量為基準。
本發(fā)明還包括由一種樹脂組合物制造的電器件，該組合物主要由以下成分組成a)可熔融加工并在熔融狀態(tài)顯示各向異性的全芳族聚酯；b)平均粒度小于約4μm的不導電填料；以及任選地c)至少一種熒光增白劑，其含量大于0.005wt％，且沸點Tbp＞Tm-60℃，其中Tm是LCP的熔點。
本發(fā)明還包括一種含有由液晶聚合物組合物成形的零部件的電子或電氣設備，該組合物主要由以下成分組成a)熱致變的液晶聚合物成分，為芳族聚酯、聚(酯-酰胺)、聚(酯-酰亞胺)、聚(酯-酰胺-酰亞胺)或其混合物；b)至少一種最長尺寸小于約4μm的不導電填料成分；以及任選地c)至少一種熒光增白劑，其含量大于0.005wt％，且沸點Tbp＞Tm-60℃，其中Tm是LCP的熔點；且其中所述電子或電氣設備的比較抗電弧徑跡指數(shù)(CTI)等級高于220V，并且可燃度等級是V-0，按UL-94試驗在0.0625英寸厚條件下測定，且所述設備還包含載有200V或更高電壓的電導體。
再有，本發(fā)明還包括以上組合物制造的要求表面和/或光學品質的應用領域。
發(fā)明詳述首先描述本發(fā)明熱致變的液晶聚合物組合物的優(yōu)選實施方案。熱致變的液晶聚合物(LCP)在本領域有各種不同的叫法，包括“液晶”和“各向異性熔體”。一種聚合物，倘若當采用偏振顯微鏡在正交偏振棱鏡之間觀察其熔融相時它透光，則為光學各向異性的。所謂“熱致變”是指聚合物可熔融并隨后重新固化，即，熱塑性的。
高CTI/阻燃LCP組合物
這里可使用的LCP聚合物包括熱致變液晶聚酯和液晶聚(酯-酰胺)、聚(酯-酰亞胺)、聚(酯-酰胺-酰亞胺)或其混合物。這些術語具有其通常的含義，并簡單表明，該聚合物中的重復單元由酯和任選地酰胺和/或酰亞胺鍵連接。優(yōu)選的聚合物是液晶聚酯，且進一步優(yōu)選的是，這些聚酯是芳族聚酯。所謂“芳族”是指，除了官能團如酯、酰胺或酰亞胺中包含的碳原子之外，該聚合物主鏈中的所有碳原子都存在于諸如亞苯基、亞萘基、亞聯(lián)苯基之類的芳環(huán)中。諸如烷基之類其他類型基團中的碳原子可作為芳環(huán)上的取代基存在，正如在由甲基氫醌或2-叔丁基-4-羥基苯甲酸衍生的重復單元中，又如在聚合物中的其他部位，如正烷基酰胺中，存在的那樣。其他取代基，如鹵素、醚和芳基也可存在于該LCP中。
作為本發(fā)明LCP組合物中的全芳族聚酯的成分，例如可采用i)氫醌；ii)4，4’-二羥基聯(lián)苯(4，4’-5雙酚)；iii)間苯二甲酸；iv)對苯二甲酸；v)對羥基苯甲酸或其衍生物；vi)4，4’-二羥基聯(lián)苯(4，4’-聯(lián)苯甲酸)或其衍生物；viii)2，6-萘二羧酸；iv)6-羥基-2-萘甲酸或其組合。這些成分都是技術上已知的且有市售供應或者可按本領域技術人員易得的技術制備。在這些成分的組合當中，氫醌、4，4’-二羥基聯(lián)苯、對苯二甲酸、4-羥基苯甲酸和2，6-萘二羧酸的組合是尤其優(yōu)選的。
LCP組合物已知具有與不具有液晶特性的類似聚合物相比格外高的抗張強度和模量。本申請人已發(fā)現(xiàn)，約30～50wt％平均粒度小于4μm的不導電填料在全芳族聚酯中的加入令人驚奇地改進了組合物的抗電弧徑跡指數(shù)和阻燃性能，從而滿足作為諸如電路保護器(斷路器)、繼電器、連接器之類的電氣設備所要求的材料規(guī)格，而不需要現(xiàn)有技術通常所要求的阻燃劑成分。不導電填料之所以能既改進LCP樹脂的抗電弧徑跡指數(shù)又改進阻燃性能的確切作用本質尚屬未知。但認為高濃度不導電顆粒在樹脂中，特別是在表面的存在導致絕緣區(qū)的形成，阻礙電弧放電期間碳質導電沉積物形成。然而，這不應視為對本發(fā)明的限制和要求。
不導電粉末狀填料的例子包括但不限于硅藻土、硅灰石；金屬氧化物如氧化鐵、氧化鈦、氧化鋇、氧化鋅和氧化鋁；金屬碳酸鹽如碳酸鈣和碳酸鎂；金屬硫酸鹽如硫酸鈣和硫酸鋇；鋁、鈣、鎂、鋅、鈰以及混合金屬的磷酸鹽；鎂、鈣、鋁和混合金屬的鈦酸鹽；鎂和鈣的氟化物；鋅、鋯、鈣、鋇、鎂、混合堿土金屬的硅酸鹽以及天然硅酸鹽礦物等；堿金屬和堿土金屬的鋁硅酸鹽以及天然鋁硅酸鹽等；鈣、鋅、鎂、鋁或混合金屬的草酸鹽；鋅、鈣、鎂和混合堿土金屬的鋁酸鹽；碳化硅；氮化硅以及氮化硼。
優(yōu)選用于本發(fā)明LCP組合物中的不導電填料包括二氧化鈦和改性二氧化鈦顏料。二氧化鈦通常作為具有較大結合能力的白色顏料，具有廣泛用途。二氧化鈦顆粒的表面可以是未處理的，或者可涂布諸如鋁之類金屬、硅或鋯的氧化物，從而賦予它們以高表面面積的涂層，或者可用諸如硬脂酸或月桂酸之類的有機酸或有機硅(氧烷)油處理。有用的二氧化鈦的晶體形式包括銳鈦礦和金紅石。前者是半穩(wěn)定的，在高溫時轉變?yōu)榉€(wěn)定的金紅石形式。金紅石形式是優(yōu)選的。二氧化鈦顆粒可采取不連續(xù)形式，如顆粒、片狀之類。優(yōu)選的不導電填料是金紅石型高固體含量金屬氧化物涂布的二氧化鈦，例如氯化法(chlorideprocess)金紅石型二氧化鈦。最優(yōu)選的不導電填料是含97％二氧化鈦且表面以氧化鋁和有機物質處理的二氧化鈦顏料。
本發(fā)明的一個重要方面是不導電填料的尺寸。較好的是，填料顆粒的粒度小于4μm，優(yōu)選小于1μm，最優(yōu)選介于0.10～0.30μm。不導電顆粒填料的聚集體或附聚物也是有用的，只要聚集體或附聚物的平均直徑落在不導電填料顆粒的上述粒度范圍內(nèi)。聚集體與附聚物的區(qū)別在于，聚集體由諸如熔結鍵合(fusion bond)之類的強鍵維系在一起，無法輕易地分開，而附聚物則結合脆弱，可通過高能攪拌來粉碎。
本發(fā)明LCP組合物中存在的不導電填料的數(shù)量被規(guī)定為足以達到V-0的UL94可燃度等級，在0.0625英寸條件下測定，同時保持高于220V的CTI。一般而言，不導電填料的用量可介于樹脂總重量的約30～約50wt％。
高CTI/阻燃LCP組合物，任選含有熒光增白劑令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，當熒光增白劑加入到該電氣絕緣組合物中時，材料的阻燃性能發(fā)生明顯改善。熒光增白劑的沸點優(yōu)選應這樣Tbp＞Tm-60℃，其中Tbp是熒光增白劑的沸點，Tm是LCP的熔點。
增白劑通常亦稱為熒光增白劑。它們包括但不限于，2，2’-(噻吩二基)-雙-(叔丁基苯并噁唑)；2-(基-4”)-(萘并-1’，2’，4，5)-1，2，3-三唑-2”-磺酸苯酯；以及7-(4’-氯-6”-二乙氨基-1’，3’，5’-三嗪-4’-基)氨基-3-苯基香豆素。其他熒光增白劑也可用于本發(fā)明LCP組合物中，只要具有一個或多個衍生自取代的蒽、茋、三嗪、噻唑、苯并噁唑、香豆素、呫噸、三唑、噁唑、噻吩或吡唑啉的部分。
適合本發(fā)明使用的熒光增白劑的例子是UvitexOB，由汽巴嘉基化學公司(Ardsley，N.Y.)供應。UvitexOB據(jù)認為是具有雙(烷基取代的苯并噁唑基)噻吩結構的2，5-雙(5-叔丁基-3-苯并噁唑基)噻吩；LeucopureEGM，由Sandoz公司(East Hanover，N.J.)供應。LeucopureEGM據(jù)認為是7-(2H-萘酚(1，2-d)-三唑-2-基)-3-苯基香豆素；PhorwhiteK-20G2，由Mobay化學公司(Union，N.J.)供應，據(jù)認為是吡唑啉衍生物；EastobriteOB-1，由Eastman化學產(chǎn)品公司(Kingsport，田納西)供應，據(jù)認為是4，4-雙(苯并噁唑基)茋。上面提到的UvitexOB是用于本發(fā)明最優(yōu)選的。
高于約0.005wt％，優(yōu)選約0.005～約0.3wt％濃度的高沸點熒光增白劑被用于本發(fā)明高CTI阻燃LCP組合物中。令人驚奇的是，如此異常小的用量的熒光增白劑，當與不導電填料配合使用時，不僅顯著提高材料的外觀(例如，表面和光學品質)，而且通過縮短燃燒時間還通常改善組合物的阻燃性能。因此，熒光增白劑的加入使得可使用更多的不導電填料。熒光增白劑將不導電填料在本發(fā)明LCP組合物中的用量范圍從約43wt％提高到超過45wt％。
本發(fā)明組合物還任選地包含各種熟知的不導電添加劑，其用量以不影響樹脂的阻燃和電氣絕緣性能為度。此類添加劑包括紫外穩(wěn)定劑、潤滑劑和著色劑如蒽醌、直接染料、對位紅等。
高CTI/阻燃LCP組合物的制備本發(fā)明的初始LCP組合物可由適當單體或其前體出發(fā)，按照標準縮聚技術(包括熔體、溶液和/或固相聚合)，優(yōu)選在無水條件下和在惰性氣氛中制備。例如，要求數(shù)量的乙酐、二醇、羥基苯甲酸(或任選地二醇/羥基苯甲酸的乙酸酯/二乙酸酯衍生物)，以及二酸，和任選地最高20％過量乙酐，在備有攪拌器、氮氣進口管并配備蒸餾頭/冷凝器(用以加速副產(chǎn)物的移出)的反應容器中合并。
反應容器以及其他設備在使用前以氮氣干燥并吹洗。容器以及維持攪拌下的物料在氮氣下加熱，其間諸成分彼此反應，而任何生成的副產(chǎn)物(例如，乙酸)則通過蒸餾頭/冷凝器移出并收集。當聚合反應近乎完成時，正如收集的副產(chǎn)物數(shù)量維持不變所表明的，熔融物料被置于減壓(例如，10mm汞柱(絕壓)或更低)下并加熱到更高的溫度，以促進任何殘留副產(chǎn)物的移出和聚合反應進行到底。聚合條件可根據(jù)，例如，所用反應物和要求的聚合度來改變。
隨后可取出LCP熔體并令其固化，然后提純和/或接受后續(xù)加工，例如，該液晶聚酯組合物與本發(fā)明不導電填料和，任選地，熒光增白劑進行混煉。熔體混煉可采用任何能混合熔融液晶聚酯和填料的組合物的裝置完成，例如，擠塑機，單或雙螺桿均可。關鍵是，諸成分在有效溫度下一起充分摻混，此時，諸成分充分流動以達到不導電顆粒在LCP熔體中均勻和最大程度的分散。雙螺桿擠塑機可以是同向或者是反向旋轉的?；鞜挼慕M合物可切斷成粒料，以便通過傳統(tǒng)方法熔融加工成為各種各樣制品，例如擠出并注塑成為模塑制品和薄膜。
任選地，熔融聚合物連同不導電填料和熒光增白劑可直接轉移到適當設備如熔融擠出機和/或注塑機或紡絲單元，以便制成諸如模塑和/或一定形狀的電氣設備之類制品。同樣，這些成分應充分摻混，以達到顆粒的最大程度分散。
這里所描述的高CTI/阻燃LCP組合物可用于制造那些全部和局部地包含帶較高電壓的導電體的電氣設備(這當中也包括“電子”設備)。這里所說的較高電壓是指高于約200V，更優(yōu)選約220V或更高，尤其優(yōu)選約240V或更高，進一步優(yōu)選約250V或更高。優(yōu)選的是，導電體當中至少之一可載有至少0.5A，更優(yōu)選至少1A的電流。從某種意義上可以說該設備將暴露于某一最低數(shù)值的電壓。此種電壓也可能是該電氣設備的“等級”。這就是說，該電氣設備被某適當評定機構(例如，Underwriter’s Laboratories([美國]保險業(yè)實驗所))核準，在某種最高電壓下載有(暴露于)某一電流。這里所描述的高CTI/阻燃LCP組合物可在此種電氣設備中在這些較高電壓下作為合適的絕緣體工作，因為它們具有高CTI等級，就是說，它們當暴露于如此電壓下時不喪失其絕緣性能(長期)。另外還要求，許多，即便不是大多數(shù)的話，用于導電或與電打交道的設備要求具有某一最低阻燃或耐火水平，而這里所描述的組合物便具有所要求的性能。
本發(fā)明組合物，尤其是包含上面所描述的熒光增白劑的那些，也可用于要求有較好表面和光學品質的場合，例如，汽車用的反光鏡或聚光圈(例如，大燈、尾燈、剎車燈、轉向燈、霧燈和各種輔助燈)；閃爍燈用的反射器(例如，飛機、救援和急救車輛，以及各種警示燈，例如，路障)；高強度燈的反射器(例如，體育場泛光燈、醫(yī)療手術臺)；鹵素燈的反射器(例如，住宅、工業(yè)和商業(yè)房間的室內(nèi)聚光燈、展示用聚光燈)；一般照明(例如，搜索燈，例如，軍用、航海、警察或個人用)；光學和攝影用反射器(例如，電影放映機、攝影閃光燈系統(tǒng)、幻燈機中)；汽車前罩下面的裝飾性、反光汽車零件(例如，歧管蓋、搖桿蓋、閥蓋)；其他裝飾性、反光汽車零件(例如，尾氣管端、車輪罩蓋)；熱(紅外)反射器(例如，汽車用，如圍繞剎車片的熱屏蔽、尾氣系統(tǒng)，或者工業(yè)用，例如，從玻璃、金屬或其他爐子反射熱量)；激光反射器(例如，研究和工業(yè)用，音頻和電子用具(CD隨身聽)、空間技術(衛(wèi)星))；達到高溫的裝飾性反光零件(例如，空間加熱器、灶頂/爐頂、熨斗、電子娛樂物品、電腦零件、電源電料、帶有白熾燈泡的發(fā)光標牌；以及太陽能反射器(例如，能源生產(chǎn))。
實施例下面的實施例展示本發(fā)明優(yōu)選實施方案。但本發(fā)明不限于這些實施例。
試驗干燥樣品的熔體粘度測定采用GalaxyO V，8052型毛細管流變儀，由Kayeness公司制造。測定是在350℃或360℃在1000 l/s剪切速率以及孔徑為30/1000英寸和L/D為20的口型條件下進行的。
可燃度試驗按照UL-94實施。
下面所描述的物理試驗是按照美國試驗和材料學會(ASTM)制訂的程序進行的，包括撓曲模量和撓曲強度-ASTM D-790斷裂伸長應變儀-ASTM D638伊佐德缺口沖擊-ASTM D-256DTUL(熱撓曲溫度)-ASTM D-648比較抗電弧徑跡指數(shù)(CTI)試驗按照ASTM UL 746A確定一個樣品在濕態(tài)或被污染狀態(tài)下作為絕緣材料的能力，用聚合物樣品中發(fā)生電弧徑跡之前可施加的電壓表示。在CTI試驗中可測定的最大電壓是600V。
制備除非另行指出，在下面實施例中LCP組合物與不導電填料和在某些實例中任選的熒光增白劑的混煉是在30或40mm ZSK Werner andPfleiderer雙螺桿擠出機中進行的，該機器具有傳統(tǒng)輸送元件區(qū)；捏合或混合元件區(qū)；以及低壓區(qū)，該區(qū)配備利用真空排出聚合物熔體釋放出的任何揮發(fā)分的排氣孔；以及模頭。
在采用熒光增白劑和40mm ZSK的實例中，該熒光增白劑首先與約1/8～1/3要求的不導電填料混合，然后該母料再引入到擠出機的尾部區(qū)。其余不導電填料(不含熒光增白劑)則從不同加料器加入到該尾部區(qū)。LCP粒料從第三加料器加入到尾部區(qū)。在采用30mmZSK的實例中，僅使用兩個加料器，一個用于粒料，另一個用于細粉末成分。隨著混煉好的組合物離開模頭，它們接受水噴淋的驟冷，然后用常規(guī)線料切斷機切斷為粒料。擠出機機筒和模頭的溫度維持在約340℃。該粒料在模塑前，可在真空烘箱內(nèi)干燥過夜，大約16h，同時保持以氮氣吹拂和100～130℃的溫度。
干燥的聚合物粒料模塑為標準試樣，1/16英寸T-形條、1/8英寸T-形條或2英寸直徑x1/8英寸圓盤，采用6盎司HPM模塑機，機筒溫度約340℃，注入壓力約4000psi。除非另行指出，樣品的注塑是采用高注入速度和介于7000～12000psi的中等增壓進行的。在標注為“高速”的實例中，注塑是在高速(＜0.5-s)和7000～10000psi的低增壓條件下進行的。在標注為“低速”的實例中，模塑是在＞0.5s低速但＞10000psi的高增壓條件下進行的，以加速模具的充注。
成分LCP樹脂的組成、不導電填料、熒光增白劑以及實例中使用的其他填料如下A該LCP聚合物具有與美國專利5,110,896的實例4相同的組成，即，氫醌/4，4’-雙酚/對苯二甲酸/2，6-萘二羧酸/4-羥基苯甲酸按摩爾比50/50/70/30/320。
B組成與美國專利5,110,896的實例9相同的LCP聚合物，包含氫醌/4，4’-雙酚/對苯二甲酸/2，6-萘二羧酸/4-羥基苯甲酸按摩爾比50/50/85/15/320。
C包含摩爾比為100/33/34/33/300的氫醌/對苯二甲酸/間苯二甲酸/2，6-萘二羧酸/4-羥基苯甲酸的LCP聚合物。
除非另行指出，不導電填料是氯化法金紅石型二氧化鈦，由SMC公司(巴爾的摩，馬里蘭)按商品名TionaRCL-4供應，含二氧化鈦97％，表面經(jīng)過氧化鋁和有機物質處理。
在某些實例中，采用下面的不導電填料一種二氧化鈦顏料，由SMC公司(巴爾的摩，馬里蘭)按商品名TionaRCL-2供應，含二氧化鈦90％，表面經(jīng)過Al/Si和有機物質處理；一種二氧化鈦顏料TionaRCL-3，含二氧化鈦80％，表面經(jīng)過Al/Si處理；一種二氧化鈦顏料TIPURE R102，由杜邦公司(Wilmington，DE)供應。熒光增白劑由汽巴嘉基化學公司(Ardsley，N.Y.)按商品名Uvitex0B供應，是一種細、黃色結晶粉末，熔點約196～230℃。該材料在約300℃開始蒸發(fā)。
商品名為Jetfi l575C的滑石粉，由Luzenac(美國)公司(Englewood，科羅拉多)市售供應。
玻璃填料為切碎的E-玻璃纖維，由Owens-Corning玻璃纖維技術公司(Summit，伊利諾伊)按商品名OC 408BC供應。
要指出的是，混煉條件和螺桿式樣影響模塑件的性能。樣品是由相同組合物和采用不同不同螺桿式樣混煉的。這些樣品的性能，包括燃燒時間和CTI等級，據(jù)發(fā)現(xiàn)隨著螺桿式樣而變化，優(yōu)選大螺桿式樣，這樣可達到保證諸成分充分摻混的最佳摻混效果。
注塑條件據(jù)發(fā)現(xiàn)也影響性能。樣品由同樣混煉的物料制備并在高注入速率和低增壓條件下注塑，然后又在低進料速率和高增壓下注塑。性能，包括UL 94等級和CTI，據(jù)發(fā)現(xiàn)隨著進料方法而變化。注入進料速度是螺桿柱塞向前移動的時間秒數(shù)。就典型而言，對于所用的6 OZ HPM來說，快速是小于0.5s(基本在0.1～0.2s的范圍)的停留時間；慢速是大于0.5s。優(yōu)選采取高進料速度，以便獲得較短的注塑機內(nèi)停留時間，以達到最佳模塑。
在所試驗的混煉和注塑條件下，據(jù)發(fā)現(xiàn)，SMC公司以TionaRCL-4供應的二氧化鈦顏料，含97％二氧化鈦，表面以氧化鋁和有機物質處理過，表現(xiàn)最佳。結果發(fā)現(xiàn)，在某些條件下，某些LCP原料好于其他原料。
結果載于表1。
表1

另一些試驗是采用RCL-4作為不導電填料實施的。試驗結果載于表2，只要填料在組合物中存在就可提供具有高抗電弧徑跡指數(shù)性能和阻燃性能以及優(yōu)異機械性能的樹脂。
表2

如下表3所示，非常少量熒光增白劑，如Uvitex OB的存在就顯著和出乎意料地改進了組合物的比較抗電弧徑跡指數(shù)和阻燃性能。
表3

從以上描述清楚地看出，所制備的材料和所遵照的程序僅與范圍寬廣的本發(fā)明的特定實施方案有關。雖然，已就本發(fā)明的各種形式做了舉例說明，但是在不偏離本發(fā)明精神和范圍的前提下仍可做出各種修改。因此，本發(fā)明絕不限于這些實例。
權利要求
1.電子或電氣設備，包含由液晶聚合物組合物成形的零部件，該組合物主要由以下成分組成(a)熱致變液晶聚合物成分，為芳族聚酯、聚(酯-酰胺)、聚(酯-酰亞胺)、聚(酯-酰胺-酰亞胺)或其混合物；(b)至少一種最長尺寸小于約4μm的不導電填料成分；以及其中所述電子或電氣設備的比較抗電弧徑跡指數(shù)(CTI)等級高于22 0V，并且可燃度等級是V-0，按UL-94試驗在0.0625英寸厚的條件下測定。
2.權利要求1的電子或電氣設備，其中所述液晶聚合物(LCP)組合物還包含至少一種熒光增白劑，其沸點Tbp＞Tm-60℃，其中Tm是LCP的熔點；具有一個或多個衍生自取代的蒽、茋、三嗪、噻唑、苯并噁唑、香豆素、呫噸、三唑、噁唑、噻吩或吡唑啉的部分；且用量大于0.005wt％，以a)與b)的總重量百分數(shù)為基準。
3.權利要求1的電子或電氣設備，其中所述不導電填料是氯化法金紅石型二氧化鈦，具有介于約0.1～0.3μm的直徑。
4.權利要求1的電子或電氣設備，其中所述不導電填料是一種含97％二氧化鈦、表面經(jīng)過氧化鋁和有機物質處理過并具有介于約0.1～約0.3μm直徑的二氧化鈦顏料。
5.權利要求1的電子或電氣設備，其中所述熱致變液晶聚合物是全芳族聚酯，包含衍生自下列的重復單元i)氫醌；ii)4，4’-二羥基聯(lián)苯(4，4’-雙酚)；iii)間苯二甲酸；iv)對苯二甲酸；v)對羥基苯甲酸；vi)4，4’-二羧基聯(lián)苯(4，4’-聯(lián)苯甲酸)；viii)2，6-萘二羧酸；iv)6-羥基-2-萘甲酸或其組合。
6.電子或電氣設備，包含由液晶聚合物組合物成形的零部件，該組合物主要由以下成分組成(a)熱致變液晶聚合物成分，為芳族聚酯、聚(酯-酰胺)、聚(酯-酰亞胺)、聚(酯-酰胺-酰亞胺)或其混合物；(b)至少一種最長尺寸小于約4μm的不導電填料成分；以及其中所述電子或電氣設備的比較抗電弧徑跡指數(shù)(CTI)等級高于220V，并且可燃度等級是V-0，按UL-94試驗在0.0625英寸厚條件下測定，且所述設備還包括載有200V或更高電壓的導電體。
7.權利要求6的電子或電氣設備，其中所述液晶聚合物(LCP)組合物還包含至少一種熒光增白劑其沸點Tbp＞Tm-60℃，其中Tm是LCP的熔點；具有一個或多個衍生自取代的蒽、茋、三嗪、噻唑、苯并噁唑、香豆素、呫噸、三唑、噁唑、噻吩或吡唑啉的部分；且用量大于0.005wt％，以a)與b)的總重量百分數(shù)為基準。
8.權利要求6的電子或電氣設備，其中所述不導電填料是氯化法金紅石型二氧化鈦，具有介于約0.1～0.3μm的直徑。
9.權利要求6的電子或電氣設備，其中所述不導電填料是一種含97％二氧化鈦、表面經(jīng)氧化鋁和有機物質處理過并具有介于約0.1～約0.3μm直徑的二氧化鈦顏料。
10.權利要求6的電子或電氣設備，其中所述熱致變液晶聚合物是全芳族聚酯，包含衍生自下列的重復單元i)氫醌；ii)4，4’-二羥基聯(lián)苯(4，4’-雙酚)；iii)間苯二甲酸；iv)對苯二甲酸；v)對羥基苯甲酸；vi)4，4’-二羧基聯(lián)苯(4，4’-聯(lián)苯甲酸)；viii)2，6-萘二羧酸；iv)6-羥基-2-萘甲酸或其組合。
11.權利要求6的電子或電氣設備，其中所述電壓為約250V或更高。
12.權利要求6的設備，被核準承載200V或更高。
13.權利要求6的設備，被核準承載約250V或更高。
全文摘要
優(yōu)異抗電弧徑跡指數(shù)以及阻燃性能連同其他可人的LCP特性已在一種主要由以下成分組成的樹脂組合物中實現(xiàn)a)可熔融加工并在熔融狀態(tài)顯示各向異性的全芳族聚酯；b)不導電填料，其平均粒度小于約3μm，所述不導電填料以足以將所述組合物的比較抗電弧徑跡指數(shù)(CTI)等級提高到高于220V并使組合物不燃燒的數(shù)量存在。任選地，異常少量的非揮發(fā)性不導電熒光增白劑可加入到該樹脂組合物中。與不導電填料相配合，該熒光增白劑，據(jù)發(fā)現(xiàn)，令人驚奇和顯著地改進樹脂的阻燃性能。
文檔編號C09K21/14GK1451033SQ01812195
公開日2003年10月22日 申請日期2001年7月5日 優(yōu)先權日2000年7月5日
發(fā)明者S·G·科蒂斯 申請人:納幕爾杜邦公司