[发明专利]一种无卤阻燃聚酰胺组合物及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明属于改性塑料领域，具体涉及一种无卤阻燃聚酰胺组合物及其制备方法与应用。

背景技术

聚酰胺树脂具有优异的机械强度、耐热性、耐化学药品性、耐磨损性和自润滑性，广泛应用于电子电器、汽车、家具、建材和纤维，已成为最重要的工程塑料之一。用作汽车部件和电子电器元件的材料需要有优良的耐热性、成型性和低吸水性，因此需要采用耐热性较高和吸水率低的各种半芳香族聚酰胺。

近年来从环境保护的观点上，作为进行高密度安装的方法，开发出一种表面安装的无铅焊料。无铅焊料的回流温度往往要比目前广泛使用的铅和锡共晶焊料的温度高。当采用这种表面安装技术(SMT)的时候，表面安装的元件必须暴露在250-260℃的高温中。因此，用无铅焊料来焊接印刷电路板和电子电气元件时，用于形成电子电气元件的树脂必须具有更高的耐热性。另外，以前一直使用的有卤阻燃材料对于环境有很大的危害，必须开发出环境友好的无卤阻燃材料。

专利WO 9609344公开了将膦酸盐或者次膦酸盐混合物之类的阻燃剂与三嗪衍生物一起使用；专利US 6255371公开了包含聚酰胺或聚酯类的聚合物组合物，其中包含次膦酸盐或二次膦酸盐和三聚氰胺衍生物的阻燃剂；但三嗪衍生物或三聚氰胺衍生物类阻燃剂在高温下不稳定，尤其在高温高湿度条件下会析出至材料表面。专利US 5773556公开了包含聚酰胺和次膦酸盐或者二次膦酸盐的组合物。

以上的无卤阻燃剂有着很好的耐热性，在高耐温聚酰胺的加工过程中稳定，但也带来一个非常明显的问题，就是在加工过程中存在非常明显的模垢的问题，一般连续注塑数个小时后就要清洁模具，影响了生产的连续性，所以这种现象急需得到解决。

一般认为，模垢是由次膦酸盐类阻燃剂引起的。由于这类阻燃剂的存在，导致聚酰胺组合物的热稳定性下降，从而产生一系列的问题，如瓦斯气(Out-gassing)多、模垢严重以及对加工设备带来严重的腐蚀等，因此很多文献报道都集中在通过外加热稳定剂的方法来提高聚酰胺组合物的热稳定性。

专利EP1950238公开了一种具有改善颜色稳定性的阻燃半芳香族聚酰胺组合物，主要包括：1)至少一种半芳香族聚酰胺树脂(P)；2)至少一种由次磷酸盐或者二次磷酸盐组成的阻燃剂(FR)；3)至少一种受阻酚类稳定剂(HPS)；4)至少一种亚磷酸酯稳定剂(PS)；但其中不包含受阻胺类稳定剂(ASHS)或者该类稳定剂在所有稳定剂中的含量不高于15％(HPS)+(PS)+(ASHS)。在该专利的实例中，FR为OP1230，HPS为1010；PS使用626，ASHS使用的是S-EED。实际上这种方法对于组合物颜色稳定性有一定效果，但并不能从根本上解决加工过程中挥发性物质带来的问题。

专利US2008068973公开了一种无卤阻燃聚酰胺组合物，该组合物包含一定量的锡酸锌，可以降低在加工过程中对设备的腐蚀。专利US200900301241公开了一种无卤阻燃聚酰胺组合物，该组合物包含一定量的硼酸锌，可以降低在加工过程中对设备的腐蚀。这两篇专利其实质基本一致，通过外加的化合物来吸收无卤阻燃聚酰胺组合物加工过程中产生的酸性物质，可以在一定程度上减少无卤阻燃材料加工过程中的腐蚀作用。

中国专利0212683.3公开了一种含有不多于15μeq/g端氨基的半芳香族聚酰胺和一种铜化合物的组合物，该组合物具有优异的热老化性能。而该铜化合物为CuCl/KI。实施例当中的例子是包含一些铜化合物的聚酰胺树脂或者玻纤增强的组合物，并没有阻燃的实例。铜化合物保护酰胺基团不被氧化已经被广泛研究并被成熟应用，在一些非阻燃体系中确实有着明显效果，但在无卤阻燃体系中并没有多大的效果，而且含有卤素化合物，不适用于无卤体系。

很多报道认为聚酰胺树脂中端氨基含量越低，聚酰胺热稳定性越好，因此大部分聚酰胺树脂都控制端氨基含量少于50mol/t，并且优选使用单羧酸作为封端剂。虽然具体作用机理不清楚，但在实际应用中发现无卤阻燃聚酰胺组合物在高温下容易产生酸性产物，特别是单羧酸封端的聚酰胺，这些物质会加速聚酰胺的分解，因而加工过程中挥发性物质增加，从而引起模垢和腐蚀问题。通过外加热稳定剂或者吸酸剂来提高无卤阻燃聚酰胺组合物热稳定性，只能从一定程度缓解这种现象。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺陷，本发明的首要目的在于提供一种无卤阻燃半芳香族聚酰胺组合物，该组合物阻燃性能良好，热稳定性优异，加工过程中挥发性气体的产生量少，不容易形成模垢。

本发明的另一目的在于提供上述无卤阻燃聚酰胺组合物的制备方法。