专利名称：阻燃聚酰胺组合物的制作方法
阻燃聚酰胺组合物本发明涉及一种聚酰胺组合物，其包含(含量基于组合物总量)(A)聚酰胺，(B)三聚氰胺氰尿酸盐，和(C)作为矿物填料的滑石。本发明还涉及整体或部分由本发明的聚酰胺制成的制品。聚酰胺组合物中矿物填料的存在具有某些好处，例如增强刚度，减小模后收缩，增 大抗蠕变性，但也有几个缺点，例如降低延展性和韧性并增大熔体粘度(参见例如Melvin I. Kohan, Nylon Plastics Handbook, 1995, Carl Hanser Verlag, page 388)。另夕卜，聚酉先 胺中添加矿物填料经济上是有利的，因为这样可以降低聚酰胺组合物的成本。通常用于增 强的矿物填料的价格比聚酰胺的价格低。考虑到这个，希望增加矿物填料的量。在许多应用中需要向组合物添加能赋予模制制品阻燃性的材料。但是，已知高填 充的热塑性混合物与相应的未填充的混合物相比更难以阻燃(见US5674931，第1栏，第49 行及其他)。已知三聚氰胺氰尿酸盐具有良好的阻燃性，同时是无卤的(参见例如Melvin I. Kohan, Nylon Plastics Handbook，1995，Carl Hanser Verlag, page 435)。阻燃性可通过不同方法测定，其中灼热丝可燃性指数测试(下文称为GWFI-测 试)通常用于例如电气电子部件工业。GWFI-测试可以在不同温度下测定，其中960°C是 最苛刻的标准。例如微型断路器需要在此温度下进行GWFI-测试。该测试测定具有给定 厚度和至少60X60mm的表面积的试样在灼热丝的预设温度下熄灭由于施加根据标准IEC 60695-2-12的灼热丝所引起的火焰的能力。试样没有被引燃或试样被引燃但在移开灼热丝 后的30秒内熄灭时表明试样通过该测试。如果在某一温度连续测试，三个不同样品均在移 开灼热丝后的30秒内熄灭或根本没被引燃时表明该组合物通过该测试。另一种评价阻燃性的方法是记录开始施加某一温度下的灼热丝和火焰自熄时 刻之间的燃烧时间。应该理解的是燃烧时间可能比灼热丝的施加时间短。这种方法与 GffFI-测试相比是更加定量的评价，因为GWFI-测试是通过/未通过测试。包含矿物填料和三聚氰胺氰尿酸盐的组合物是已知的。JP 60037^9B2描述了一 种阻燃聚酰胺组合物，基于聚酰胺的重量，包含3-30重量％的三聚氰胺氰尿酸盐和5-60重 量％的无机填料(例如滑石)，其中三聚氰胺氰尿酸盐/无机填料的重量比被调整为介于 1/5和1/3之间。所举例说明的组合物都基于聚酰胺的重量含30wt%的无机填料和IOwt % 的三聚氰胺氰尿酸盐(这对应于基于组合物的总量21. 的无机填料和7. 的三聚 氰胺氰尿酸盐)。这种已知聚酰胺组合物的缺点是无机填料的量受限制。本发明的目的是提供一种具有增加量的滑石、同时仍具有可接受的燃烧时间的聚 酰胺组合物。本发明的可接受的燃烧时间指的是能顺利通过960°C下的GWFI-测试。已发现当用于聚酰胺组合物的滑石的含量为25wt%，增大三聚氰胺氰尿酸盐的用 量至三聚氰胺氰尿酸盐/滑石的重量比高于1/3时，没有导致燃烧时间本质上的缩短。令人惊讶的发现当所用滑石的量超过25或至少26、27、28、四或30wt%时(基于 组合物的总量)，三聚氰胺氰尿酸盐/滑石的重量比高于1/3时，观察到组合物燃烧时间的有利减小，特别是通过了 960°C的GWFI-测试。基于组合物的总量高于50wt%的滑石和三聚氰胺氰尿酸盐的用量可能导致机械 性能不合要求，特别是断裂伸长率。本发明的聚酰胺是任何合适的聚酰胺，其中优选聚酰胺6或聚酰胺6，6，最优选聚 酰胺6。该聚酰胺的氨基/羧基比优选为小于1. 5，这样对聚酰胺熔体粘度的稳定性有积极 效果。该聚酰胺组合物优选实质上不含Mg(OH)2,这意味着本发明的组合物中Mg(OH)2的 量小于0.5wt% (基于组合物的总量)。该聚酰胺组合物优选是无卤的。该聚酰胺组合物可以包含0至6wt% (基于组合物的总量)的添加剂。添加剂包 括例如颜料、脱模剂和稳定剂。本发明还涉及整体或部分由根据本发明的聚酰胺组合物制成的制品。用聚合物组 合物制备制品的所有已知技术均可使用，尤其是注射成型是合适的。本发明还涉及包含根 据本发明的聚酰胺组合物的制品，例如电气电子部件。根据本发明的聚酰胺组合物优选用 于微型断路器。该组合物可以通过任何已知的方法混合组分而得到。例如组分可以干混，随后加 入熔融混合装置(优选挤出机)中。或者，各组分可以直接加入熔融混合装置并一起或单 独加料。优选的熔融混合装置是挤出机。在这种情况下组合物制成可用于进一步加工(例 如注射成型)的粒料形式。优选熔融混合在惰性气体氛围下进行，并且混合前材料要干燥。在一个优选的实施方式中，通过进料口(throat)将聚酰胺和三聚氰胺氰尿酸盐 加入挤出机，至少部分、优选全部量的滑石加入至少包含聚酰胺和三聚氰胺氰尿酸盐的熔 体中。将至少部分量的滑石加入聚酰胺和三聚氰胺氰尿酸盐的熔体中是有利的，因为这样 可以提供更高的生产速度。可以使用任何可商购的三聚氰胺氰尿酸盐，优选粉末形式。将通过下面的实施例和对比例进一步说明本发明。除非另有说明，所有的重量百 分比均基于组合物的总重量。所有实施例中所用的聚酰胺为聚ε_己内酰胺，在所有实施 例中其相对溶液粘度为2. 20+/-0.2(90% HC00H, lg/100ml)。所有所测样品的厚度为1mm， 表面积为80 X 80mm。实施例1 在Berstorff ZE25同向旋转双螺杆挤出机中制备组合物，所述组合物包含聚酰 胺、30wt% 的滑石(Yongmao滑石粉，400MU，由 Shandong Laizhou Yongmao 生产)、1 Iwt% 的 三聚氰胺氰尿酸盐(来自Sichuan Fine Chemical inst的Sichuan MeCy)、脱模剂、聚合物 稳定剂和着色剂。该组合物的三聚氰胺氰尿酸盐/滑石的重量比为0. 36。组合物用于尺寸 为80X80X Imm的注射成型样品。这些样品根据IEC 60695-2-12进行GWFI-测试。测试 在960°C的灼热丝下重复十遍。在此温度下，所有样品均被引燃并且移开灼热丝后自熄时间 小于k。因此本组合物通过GWFI 960测试。实施例2 在Berstorff ZE25同向旋转双螺杆挤出机中制备组合物，所述组合物包含聚酰 胺、30wt% 的滑石(Yongmao滑石粉，400MU，由 Shandong Laizhou Yongmao 生产)、12. 5wt%的三聚氰胺氰尿酸盐(来自Sichuan Fine Chemical inst的Sichuan MeCy)、脱模剂、聚合 物稳定剂和着色剂。该组合物的三聚氰胺氰尿酸盐/滑石的重量比为0. 42。组合物用于尺 寸为80X80X Imm的注射成型样品。这些样品根据IEC 60695-2-12进行GWFI-测试。测 试在960°C的灼热丝下重复十遍。在此温度下，所有样品均被引燃并且移开灼热丝后自熄时 间小于k。因此本组合物通过GWFI 960测试。对比例1 在Berstorff ZE25同向旋转双螺杆挤出机中制备组合物，所述组合物包含聚酰 胺、20wt% 的滑石(Yongmao 滑石粉，400MU，由 Shandong Laizhou Yongmao 生产)、5wt%& 三聚氰胺氰尿酸盐(来自Sichuan Fine Chemical inst的Sichuan MeCy)、脱模剂、聚合物 稳定剂和着色剂。该组合物的三聚氰胺氰尿酸盐/滑石的重量比为0. 25。组合物用于尺寸 为80X80X Imm的注射成型样品。这些样品根据IEC 60695-2-12进行GWFI-测试。测试 在960°C的灼热丝下重复十遍。在此温度下，所有样品均被引燃并且移开灼热丝后自熄时间 大于30s。因此本组合物未通过GWFI 960测试。对比例2 在Berstorff ZE25同向旋转双螺杆挤出机中制备组合物，所述组合物包含聚酰 胺、38wt% 的滑石(Yongmao滑石粉，400MU，由 Shandong Laizhou Yongmao 生产)、8. 75wt% 的三聚氰胺氰尿酸盐(来自Sichuan Fine Chemical inst的Sichuan MeCy)、脱模剂、聚合 物稳定剂和着色剂。该组合物的三聚氰胺氰尿酸盐/滑石的重量比为0. 23。组合物用于尺 寸为80X80X Imm的注射成型样品。这些样品根据IEC 60695-2-12进行GWFI-测试。测 试在960°C的灼热丝下重复十遍。在此温度下，所有样品均被引燃并且移开灼热丝后自熄时 间大于30s。因此本组合物未通过GWFI 960测试。对比例3 在Berstorff ZE25同向旋转双螺杆挤出机制备组合物，所述组合物包含聚酰胺、 30wt% 的滑石(Yongmao 滑石粉，400MU，由 Shandong Laizhou Yongmao 生产)、9. 5wt% 的三 聚氰胺氰尿酸盐(来自Sichuan Fine Chemical inst的Sichuan MeCy)、脱模剂、聚合物稳 定剂和着色剂。该组合物的三聚氰胺氰尿酸盐/滑石的重量比为0. 32。组合物用于尺寸为 80X80X Imm的注射成型样品。这些样品根据IEC 60695-2-12进行GWFI-测试。测试在 960°C的灼热丝下重复十遍。在此温度下，所有样品均被引燃并且移开灼热丝后自熄时间大 于30s。因此本组合物未通过GWFI 960测试。对比例表明增加矿物填料至30wt% (基于组合物的总量)，当三聚氰胺氰尿酸盐 /滑石的重量比小于1/3时，导致不能通过GWFI-测试。对比例4 在Berstorff ZE25同向旋转双螺杆挤出机制备组合物，所述组合物包含聚酰胺、 25wt%的滑石(来自LunzenacWMealene B)、不同量的三聚氰胺氰尿酸盐(来自Ciki的 Melapur MCXL)、脱模剂和聚合物稳定剂。该组合物的三聚氰胺氰尿酸盐/滑石的重量比 的范围为0.3-0. 6。组合物用于尺寸为80X80X Imm的注射成型样品。这些样品根据IEC 60695-2-12进行GWFI-测试。测试在960°C的灼热丝下重复十遍。在这些实验中灼热丝的 施加时间为30s。在此温度下，所有样品均被引燃。所得的燃烧时间在表1中给出，并且是 十组连续实验的平均值。
表1
三聚氰胺氰尿酸盐]7. 51012. 515燃烧时间[S]42. 337. 336. 239. 3MeCy/滑石的重量比0. 30. 40. 50. 6 该实施例明显表明增加三聚氰胺氰尿酸盐的量，使得包含25wt%滑石的组合物 中三聚氰胺氰尿酸盐/滑石的重量比高于1/3，不会导致燃烧时间的显著缩短。
权利要求
1.一种聚酰胺组合物，其包含(含量基于组合物总量)(A)聚酰胺，(B)三聚氰胺氰尿酸盐，和(C)滑石。其特征在于滑石的含量高于25wt%，三聚氰胺氰尿酸盐/滑石的重量比高于1/3。
2.如权利要求1所述的聚酰胺组合物，其中所述滑石的含量为至少30wt%。
3.如前述权利要求中任意一个所述的聚酰胺组合物，其中所述滑石和三聚氰胺氰尿酸 盐的总量为至多50wt%。
4.如前述权利要求中任意一个所述的聚酰胺组合物，其中所述聚酰胺选自聚酰胺6或 聚酰胺6，6。
5.如前述权利要求中任意一个所述的聚酰胺组合物，其中所述聚酰胺是聚酰胺6。
6.整体或部分由权利要求1-5中任意一项所述的聚酰胺组合物制成的制品。
7.包含如权利要求1-5中任意一项所述的聚酰胺组合物的电气电子部件。
8.如权利要求7所述的电气电子部件，其中所述电气电子部件是微型断路器。
全文摘要
本发明涉及一种聚酰胺组合物，所述组合物包含(量是基于总的组合物)(A)聚酰胺，(B)三聚氰胺氰尿酸盐和(C)作为矿物填料的滑石，其中滑石的量高于25wt％，并且三聚氰胺氰尿酸盐/滑石的重量比高于1/3，本发明涉及整体或部分由所述聚酰胺组合物制成的制品。所述聚酰胺优选为聚酰胺6。所述组合物通常用于例如电气电子部件业，优选用于微型断路器。
文档编号C08K3/34GK102089373SQ200980126940
公开日2011年6月8日 申请日期2009年7月8日 优先权日2008年7月10日
发明者叶劲, 叶罗恩·约斯特·克雷弗克尤尔, 约翰尼斯·霍埃克斯塔拉 申请人:帝斯曼知识产权资产管理有限公司