專利名稱：改良的阻燃劑-聚酰胺組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及阻燃型的高溫(＞280℃)聚酰胺組合物。更具體地，本發(fā)明涉及包括阻燃劑在內(nèi)的補強型的高溫聚酰胺(一種鹵代苯乙烯和(甲基)丙烯酸縮水甘油酯的共聚物)，除了其它的應(yīng)用之外，其在表面安裝技術(shù)(SMT)應(yīng)用中是有用的。
本發(fā)的
背景技術(shù)：
阻燃型的高溫聚酰胺在幾年以來已經(jīng)被用于SMT應(yīng)用中。但是，因為這些聚合物的吸水性，因此當(dāng)在加工期間將其在烘箱中加熱時會在其中形成一些空穴。所以所得的部件是不需要的廢品。
由于這些憂慮，所以一直使用與阻燃劑結(jié)合的高溫聚酰胺，其一般能滿足一般的應(yīng)用。但是，在工業(yè)生產(chǎn)中越來越需要一些具有比目前的聚酰胺的這些性質(zhì)需要具有更嚴(yán)格的性質(zhì)需要的更高熔化溫度的焊接材料。
需要一種能抵抗更高的烘箱溫度而不形成空穴并因而使模制的塑料部件產(chǎn)生變形的高溫阻燃的聚酰胺。
本發(fā)明的概述這里公開并請求保護阻燃的、補強型高溫聚酰胺組合物，其包含1)約30至約70重量百分比的具有高于280℃的熔化溫度的聚酰胺；2)約5至約50重量百分比的補強劑；3)約10至約30重量百分比的(甲基)丙烯酸縮水甘油酯和溴苯乙烯的共聚物；和4)約1至6重量百分比的阻燃劑增效劑。
在本發(fā)明優(yōu)選的實施方案中，在共聚物中，(甲基)丙烯酸縮水甘油酯的存在量為0.1-15.0(最優(yōu)選0.3-5.0)重量百分比并且溴苯乙烯的存在量為85.0-99.9(最優(yōu)選95.0-99.7)重量百分比；并且更進一步地，在共聚物中的溴的量為58-70(最優(yōu)選59-68)重量百分比。
本發(fā)明的組合物可以不包含或包含高至2重量百分比的脫膜劑和高至2重量百分比的熱穩(wěn)定劑。此外，適宜的組合物還可以包含高至5重量百分比的增韌劑(如橡膠、聚乙烯、聚丙烯、以及Surlyn離子交聯(lián)聚合物(得自EI DuPont de Nemours and Co.))。
并不是想要對前述的概述進行限制，現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)人員可以選擇任何數(shù)量的尼龍、補強劑、增效劑和添加劑，這些選擇都屬于本發(fā)明的范疇。例如，其中，本發(fā)明所說的聚酰胺包括9T、10T、12T、46、6T/66、以及6T/DT。適宜的補強劑包括玻璃或礦質(zhì)，并且阻燃劑增效劑可選自三氧化銻、五氧化二銻、銻酸鈉、硼酸鋅等等中的任何物質(zhì)。對于本發(fā)明的目的而言可以使用各種脫膜劑，包括蠟OP和PED521，其是可以從Hoechst Celanese AG購得的潤滑劑。最后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在很廣泛的范圍內(nèi)選擇有用的熱穩(wěn)定劑，如CuI。
本發(fā)明的詳細描述常規(guī)的高溫、補強的阻燃型聚酰胺是使用一種高熔化溫度(＞280□)的聚酰胺、補強劑(一般是玻璃纖維和礦質(zhì))、潤滑劑/脫膜劑、熱穩(wěn)定劑、阻燃劑(溴化的聚苯乙烯或聚(溴苯乙烯))、以及阻燃劑增效劑(一般為五氧化二銻、三氧化銻、銻酸鈉或硼酸鋅)。
相反，在本發(fā)明中阻燃劑(溴化聚苯乙烯或聚(溴苯乙烯))被一種鹵代苯乙烯和(甲基)丙烯酸縮水甘油酯的共聚物所取代。
優(yōu)選地，該(甲基)丙烯酸縮水甘油酯阻燃劑添加劑是一種溴代苯乙烯(單、二-或三-溴)[DBS]和(甲基)丙烯酸縮水甘油酯[GMA]的無規(guī)共聚物。在本文實施例中所用的材料可以以CP-44的商品名獲得，其由the Great Lakes Chemical Co.，West Lafayette，印地安那州，制造。該添加劑還在美國專利5,565,538中進行了描述，其在這里被引入本文作為參考。
將聚溴苯乙烯或溴化聚苯乙烯用CP-44(聚溴苯乙烯/(甲基)丙烯酸縮水甘油酯)共聚物取代會對SMT起泡溫度產(chǎn)生顯著的5-25℃的改善或更好的改善，這使得該阻燃劑聚酰胺更適用于SMT的應(yīng)用。
實施例參照下面的實施例和比較實施例將會更好的理解和領(lǐng)會本發(fā)明。在各種情況中，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所易于領(lǐng)會的標(biāo)準(zhǔn)條件下，在30mm、40mm和58mm的Werner and Pfleider雙螺桿擠壓機上將該樹脂混合物擠壓。對于各種尺寸的機器而言，其速率分別為30，200和600pph。在脫離擠壓機后，使該聚合物通過沖模以制備線狀的條，在驟冷槽中對其進行冷凍，然后將這些線狀的條斬斷以制成小丸。
在所有的情況中，在對不同的阻燃劑進行試驗時，將最終產(chǎn)品中的溴的總量保持為常量。當(dāng)調(diào)整補強劑的水平時僅僅改變該阻燃劑的水平。所選擇的聚酰胺是尼龍6T/66共聚物，其名義上的熔點為304℃。選擇玻璃作為補強劑，并且用硼酸鋅(在表中被縮寫為“ZB”)作為阻燃劑增效劑。該脫膜劑(在表中被縮寫為“Mold rel”)由0.25重量百分比的蠟OP和0.20重量百分比的PED 521組成。
該復(fù)合的阻燃產(chǎn)品用典型的實驗室尺度的造型機制成標(biāo)準(zhǔn)的1/32″ASTM屈曲棒。然后將這些屈曲的棒用按照UL 94垂直的燃燒試驗操作進行試驗。
這些棒中的一些還用于進行SMT性能的試驗。更特定地，在棒中形成空穴并發(fā)生變形時的溫度被稱為“起泡溫度”。(起泡一般是由于可揮發(fā)的物質(zhì)(如水)造成的，這些可揮發(fā)的物質(zhì)在SMT加熱期間蒸發(fā)并在部件上造成“起泡”。)SMT試驗是將這些棒在90％的相對濕度下在40℃老化168小時來完成的。然后確保水分是在2-3％水分范圍內(nèi)以模擬在存儲期間產(chǎn)品所接觸的條件。然后將這些進行了調(diào)節(jié)的棒通過一種Heller 1088總轉(zhuǎn)換表面安裝回流體系。記錄部件不“起泡”的峰溫度(用位于部件上的熱電偶來進行測定)，將其作為最大SMT溫度。因為這種試驗的溫度記錄是以5℃的增量來進行的，所以對這些棒所進行的這種試驗一直進行到達到“起泡”溫度(如上所述)，并且用和前面的溫度增量一樣的溫度增量來記錄不起泡的峰溫度。所有的樣品都是在1/32″下的UL94 V0-額定的。結(jié)果列于表1
表1組合物重量％ 可燃性峰溫度(℃)1/32”6T/66 ZB 硬度 Mold rel. 玻璃 阻燃劑比較實施例比較實施例1 43.75 4.0 1.00.45 3020.8(a)V0 235比較實施例2 40.55 4.0 1.00.45 3024.0(b)V0 225比較實施例3 33.05 4.0 1.00.45 4516.5(a)V0 230比較實施例4 30.58 4.0 1.00.45 4519.0(b)V0 230實施例實施例1 40.55 4.0 1.00.45 3024.0(c)V0 250實施例2 42.05 4.0 1.00.45 3022.5(d)V0 240實施例3 40.44 4.0 1.00.45 3024.0(e)V0 250實施例4 32.05 4.0 1.00.45 4517.5(f)V0 240實施例5 32.05 4.0 1.00.45 4517.5(f)V0 240(a)PDBS-80 聚(溴代)苯乙烯Great Lakes Chemical Co.
(b)Saytex HP-7010 溴化聚苯乙烯 Albemarle(c)CP-44GMA和溴苯乙烯的共聚物60％Br，2％GMA，60000的分子量，Great Lakes(d)CP-44GMA和溴苯乙烯的共聚物64％Br，1％GMA，18000的分子量，Great Lakes(e)CP-44GMA和溴苯乙烯的共聚物60％Br，1％GMA，57000的分子量，Great Lakes(f)CP-44GMA和溴苯乙烯的共聚物64％Br，0.5％GMA，15000的分子量，Great Lakes上述試驗證明對于所測試的使用GMA和溴苯乙烯的共聚物(代替(溴代)苯乙烯或溴化的聚苯乙烯)作為阻燃劑的聚酰胺而言，不起泡的峰溫度增加。特別是對于包含30重量百分比的玻璃補強劑的聚酰胺組合物而言，該峰溫度從225-235℃增加到240-250℃，對于包含45重量百分比的玻璃補強劑的組合物而言則從230℃增加到240℃。這種改善在SMT應(yīng)用中特別顯著。
權(quán)利要求
1.一種阻燃的、補強型的高溫聚酰胺組合物，其包含約30至約70重量百分比的具有280□以上的熔化溫度的聚酰胺；1)約5至約50重量百分比的補強劑；2)約10至約30重量百分比的(甲基)丙烯酸縮水甘油酯和溴苯乙烯的共聚物；和3)約1至6重量百分比的阻燃劑增效劑。
2.如權(quán)利要求1所述的組合物，其還包括高至2重量百分比的脫膜劑。
3.如權(quán)利要求1所述的組合物，其還包括高至2重量百分比的熱穩(wěn)定劑。
4.如權(quán)利要求1所述的組合物，其還包括高至5重量百分比的增韌劑。
5.如權(quán)利要求4所述的組合物，其中所說的增韌劑選自橡膠、聚乙烯、聚丙烯、和離子交聯(lián)聚合的共聚物。
6.如權(quán)利要求1所述的組合物，其中所說的聚酰胺選自9T至12T、尼龍-4，6、尼龍-6T/66、以及尼龍6T/DT。
7.如權(quán)利要求1所述的組合物，其中所說的補強劑是玻璃或礦質(zhì)。
8.如權(quán)利要求1所述的組合物，其中所說的阻燃劑增效劑選自三氧化銻、五氧化二銻、銻酸鈉、以及硼酸鋅。
9.一種由權(quán)利要求1的組合物形成的物品。
10.如權(quán)利要求9所述的物品，其適合于表面安裝技術(shù)應(yīng)用。
11.如權(quán)利要求1所述的組合物，其中所說的共聚物包括約0.1至約15.0重量百分比的(甲基)丙烯酸縮水甘油酯。
12.如權(quán)利要求11所述的組合物，其中所說的共聚物包括約0.5至約2.0重量百分比的(甲基)丙烯酸縮水甘油酯。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有改良的SMT特性的阻燃劑—聚酰胺組合物的研制。該組合物包括將聚溴代苯乙烯或溴化聚苯乙烯用一種鹵代苯乙烯和(甲基)丙烯酸縮水甘油酯的共聚物取代。所得的組合物極大的改善了在表面安裝技術(shù)應(yīng)用中的起泡性。
文檔編號C09K21/02GK1518580SQ01815879
公開日2004年8月4日 申請日期2001年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月22日
發(fā)明者M·M·馬藤斯, R·科施達, J·L·博漢, W·R·費爾丁, ┐, M M 馬藤斯, 博漢, 費爾丁 申請人:納幕爾杜邦公司, 帕布服務(wù)公司