[发明专利]阻燃聚酰胺组合物

说明书

本发明涉及特别是可用于生产模塑制品的阻燃聚酰胺组合物。

更具体地，本发明涉及一种通过不含卤素或磷的阻燃剂体系达到阻燃目的的聚酰胺组合物。

主要包含聚酰胺树脂的组合物可用于通过各种由上位概念“模塑”表示的成型方法生产各种制品。这些制品被用于许多技术领域。其中，电工和电子系统中各种组件的生产过程是需要特殊性质的主要应用领域。因此，这些组件也具有更高的机械性质，并且同时具有耐化学性、电绝缘性以及上述高耐火性。

长期以来，人们一直在研究主要包含聚酰胺树脂的组合物的阻燃性。因而，主要的阻燃剂为红磷和卤化合物如二溴苯酚、多溴化联苯、多溴化二酚盐和溴化的聚苯乙烯。近二十年来，业已发现一类新的阻燃剂，即属于三嗪类的有机氮化合物如三聚氰胺或其衍生物如三聚氰胺的氰尿酸盐，以及近来发现的三聚氰胺磷酸盐、多磷酸盐和焦磷酸盐。

后一类阻燃剂的优点在于，所述的化合物不含有卤素或游离磷。这是因为，在聚酰胺组合物的燃烧过程中，含有卤素或红磷的阻燃剂会产生有毒气体或蒸汽。而所使用的三聚氰胺化合物本身并不会使得基于聚酰胺的组合物的阻燃性令人满意，特别是当它们包含纤维形式的补强填料如玻璃纤维、无机纤维或热稳定性有机纤维时更是如此。进而，当燃烧时，三聚氰胺化合物使聚酰胺流化从而导致形成液滴。液滴的形成产生有害影响，可能会导致与其接触的产品如在以下描述的UL94实验中的棉花燃烧。

为了解决这一问题，US5，482，985提出，可使三聚氰胺化合物与另一种化合物如像氢氧化镁之类的无机填料组合使用。但是，为获得所需阻燃性所需的三聚氰胺化合物的用量通常较高。这种高浓度的三聚氰胺化合物特别是在组合物的生产过程中具有某些缺点，如产生三聚氰胺化合物的蒸汽，或在模塑制品的生产过程中如阻塞通气导管并在模具中形成沉积物。

本发明的目的尤其是通过提供一种其中三聚氰胺化合物含量较低的基于三聚氰胺化合物的新的阻燃体系以克服上述缺陷。

为此，本发明提供了一种基于聚酰胺、其中包含一种阻燃体系的组合物，其特征在于，这种阻燃体系是由三聚氰胺衍生物和由高岭土组成的无机填料组成。

按照本发明的另一个特征，以聚酰胺树脂重量为基准计，三聚氰胺衍生物的重量浓度为1-30wt％，优选7-10wt％。

按照本发明的另一个特征，以聚酰胺树脂重量为基准计，高岭土的重量浓度为5-40wt％，优选10-30wt％。

按照本发明优选的实施方案，高岭土为煅烧高岭土。

因此，适用于本发明的煅烧高岭土例如可由水合硅铝酸盐即所谓的高岭石获得，其可通过热脱水法处理。

用于填充基于聚酰胺的组合物中的填料可使这些组合物具有高度的各向同性特性。

用于本发明的高岭土优选用偶联剂如氨基硅烷对其表面进行处理，以改善其与聚酰胺的相容性。

高岭土的密度通常为约2．6-2．65g／cm³。高岭土颗粒的平均粒径小于2μm。

按照本发明的另一个特征，阻燃剂体系包含一种如下的化合物，该化合物至少包含一个羧酸官能团并在与聚合基质混合特别是在生产该混合物的过程中的温度下，例如在大约200-350℃下，具有较低的蒸气压。适宜的羧酸的实例可提及一元羧酸如肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、二十二烷酸、苯甲酸、水杨酸以及一般情况下碳原子数大于10的一元羧酸，二元羧酸如草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、癸二酸、十二烷二酸、间苯二甲酸和对苯二甲酸，或多元羧酸如1，3，5-苯三酸。当聚酰胺通过燃烧熔化时，通过减少聚酰胺的链长度，该化合物会形成较小的液滴，从而具有更高的表面积／质量比。因此，这些液滴的温度将会迅速降低，它们将不再能点燃与之相接触的元素。

有利地，以聚酰胺树脂为基准计，一元、二元或多元羧酸的重量浓度为0．01-3wt％，优选0．05-1wt％。

所述的聚酰胺选自通过直链二元羧酸与直链或环状二胺缩聚获得的聚酰胺，如PA-6，6、PA-6，10、PA-6，12、PA-12，12、PA-4，6和MXD-6，或者，芳族二元羧酸与直链或芳族二胺缩聚获得的聚酰胺，如聚对苯二甲酰胺、聚间苯二甲酰胺和聚芳酰胺，通过能够通过内酰胺环水解开环产生的氨基酸自身缩聚获得的聚酰胺例如，PA-6、PA-7、PA-11和PA-12。本发明的方法也适用于处理尤其是由上述聚酰胺得到的共聚酰胺，或者这些聚酰胺或共聚酰胺的掺混物。

优选的聚酰胺为聚己二酰己二胺、聚己内酰胺，或者聚己二酰己二胺与聚己内酰胺的共聚物和掺混物。