[发明专利]阻燃热塑性模塑组合物

说明书

本发明涉及阻燃热塑性模塑组合物，其包含热塑性聚酰胺和阻燃体 系；更具体地，本发明涉及纤维增强的无卤阻燃组合物，所述组合物包含 半结晶半芳族聚酰胺、金属(二)次膦酸盐阻燃剂和纤维增强剂，以及所 述组合物的制备与加工和由所述组合物制成的模塑和挤出制品。

由于半结晶半芳族聚酰胺具有相对高的熔融温度，具体地具有高于 300℃或更高的熔融温度，所以许多应用对其有商业兴趣。这种聚酰胺通 常是由二胺和二羧酸得到的共聚酰胺，其中二羧酸包括对苯二甲酸、或者 对苯二甲酸与间苯二甲酸或己二酸或二者的组合。二胺也可包括不同二胺 的混合物。

阻燃热塑性模塑组合物广泛用于电子电气元件和应用领域中。在该领 域中，需要这样的聚合物材料，所述聚合物材料具有良好的机械性质(并 在高温下保留这种性质)、良好的尺寸稳定性、高的热变形温度且在具有 高表面温度的焊接过程中具有良好的防起泡性，同时组合物不含卤或者通 过无卤阻燃体系使其阻燃。

对于这类应用，熔融温度在300℃-320℃范围内的基于半结晶半芳族聚 酰胺(例如，PA6T/66、PA6T/46、PA9T和PA10T)及其共聚酰胺的热塑 性模塑组合物已被引入市场。使用含磷或者含磷和含氮的阻燃剂作为无卤 阻燃剂。然而，这些应用中的阻燃剂通常是问题之源。

无卤阻燃体系广泛可得，包括多种含氮和/或含磷的化合物，然而，由 于无卤阻燃体系固有的有限的热稳定性，所以它们会造成问题。它们的用 途局限于可在低于特定温度下被加工的聚合物。然而三聚氰胺和三聚氰胺 氰脲酸酯被用在较低熔点的聚酰胺(例如，PA6和PA66)中，所以较高 熔点的聚酰胺需要更稳定的阻燃剂如三聚氰胺缩合产物、多聚磷酸酯化合 物和(二)次膦酸的金属盐。

含氮阻燃剂的用途有限，这是因为在化合物的制备和加工期间所应用 高温导致脱气和模具沉淀。

在相同加工条件下，含磷阻燃剂(尤其是金属(二)次膦酸盐阻燃 剂)相较于含氮阻燃剂通常显示出较少的脱气和模具沉淀，但展示出腐蚀 问题，这可导致对聚合物加工设备的损害。然而，已观察到：应用较高的 加工温度和包含金属(二)次膦酸盐阻燃剂的组合物产生增加的脱气和重 量损失，这是由于阻燃剂的降解。包含熔融温度为305-325℃的半结晶半芳 族聚酰胺、金属(二)次膦酸盐阻燃剂和纤维增强剂的纤维增强无卤阻燃 剂组合物在于约340℃和更高的温度下复合或模塑期间，在加工时显示出 脱气问题。脱气引起模具沉淀和通气孔堵塞，且由于清洁周期的频率增加 而导致性能下降。这个问题不仅限制了这类组合物的用途，而且限制了具 有甚至更好的高温性质的组合物的发展。

需要具有甚至更好的热性质的阻燃热塑性模塑组合物。

因此，本发明的一个目标是提供阻燃热塑性模塑组合物，其包含热塑 性聚酰胺、阻燃体系和纤维增强剂，该组合物具有良好的机械性质和良好 的高温性质，同时显示出改善的脱气性能。

利用根据本发明的组合物实现了该目标，所述组合物包含

(A)聚酰胺；

(B)阻燃体系，其包含次膦酸和/或二次膦酸的金属盐(B1)；和

(C)纤维增强剂或(D)无机填料两者之一；或

(C)与(D)的组合

其中聚酰胺(A)由60-100重量％的半结晶半芳族聚酰胺(A1)和0-40重 量％的如权利要求1中所述的另一种热塑性聚酰胺(A2)组成。

根据本发明的组合物包含具有规定的重复单元组成的半结晶半芳族聚 酰胺与金属(二)次膦酸盐阻燃剂和纤维增强剂的组合，其效果是：相较 于在较低温度下加工的包含半结晶半芳族聚酰胺、金属(二)次膦酸盐阻 燃剂和纤维增强剂的其它聚酰胺组合物，本发明的组合物具有改善的脱气 性质，即，在同样温度下显示出较少脱气，或者可在较高温度下被加工， 同时保留低脱气。同时，本发明的组合物具有良好的机械性质和良好的高 温性质。

根据本发明的组合物中的半结晶半芳族聚酰胺(A1)由衍生自如下物 质的重复单元组成：

ο芳族二羧酸，其由：

·80-100摩尔％的对苯二甲酸；和

·0-20摩尔％的另一种芳族二羧酸，

组成，其中所述摩尔％相对于芳族二羧酸的总摩尔量；

ο二胺，其由：

·35-95摩尔％的第一二胺，所述第一二胺选自线性脂族C2-C8二 胺；